秸稈

中國農民對作物秸稈的利用有悠久的歷史，只是由於從前農業生產水平低、產量低，秸稈數量少，秸稈除少量用於墊圈、餵養牲畜，部分用於堆漚肥外，大部分都作燃料燒掉了。隨著農業生產的發展，中國自20世紀80年代以來，糧食產量大幅提高，秸稈數量也多，加之省柴節煤技術的推廣，燒煤和使用液化氣的普及，使農村中有大量富餘秸稈。同時科學技術的進步，農業機械化水平的提高，使秸稈的利用由原來的堆漚肥轉變為秸稈直接還田。中國的廣大科技工作者對秸稈還田進行了卓有成效的研究。秸稈還田有堆漚還田，過腹還田，直接還田等多種方式。

還田現狀

根據1995年中國公布的統計資料，糧食播種面積16.5億畝，糧食總產量4.67億噸，按粒稈比1∶1.2估算，再加上其他作物秸稈，全國年生產秸稈近6億噸，秸稈中含有大量的有機質，氮磷鉀和微量元素，據張夫道等人的統計，豆科作物秸稈含氮較多，禾本科作物秸稈含鉀較豐富，作物秸稈提供的養分約佔中國有機肥總養分的13%～19%，是農業生產重要的有機肥源。從現有的秸稈產量計算，6億噸秸稈中氮磷鉀養分含量相當於400多萬噸尿素，700多萬噸過磷酸鈣，700多萬噸硫酸鉀。10年之間，秸稈還田發展迅速，1987年秸稈還田面積僅2億多畝（次），到1996年突破5億畝（次），年平均增長10%以上。全國年秸稈還田量超過一億噸，約佔秸稈總量的20%。秸稈直接還田方式主要有秸稈粉碎還田，覆蓋還田和高留茬還田。目前推廣面積最大的高留茬還田，約佔秸稈直接還田總面積的60%，機械粉碎翻壓和覆蓋還田分別佔22%和18%。秸稈還田已經成為中國沃土工程和豐收計劃的重要內容，秸稈覆蓋已成為以山西為代表的乾旱、半乾旱地區農業增產增收的重要技術措施。

還田的增產效果

把作物秸稈進行翻壓還田或覆蓋還田是一項有效的增產措施。”八五”期間中國農科院，西南農業大學，湖北農科院等單位進行的秸稈還田試驗結果表明，實行秸稈還田后一般都能增產10%以上，統計全國60多份材料，增產範圍在-4.8～83.4，平均增產15.7%。堅持常年秸稈還田，不但在培肥階段有明顯的增產作用，而且後效十分明顯，有持續的增產作用。

由於中國人均佔有耕地少，複種指數高，倒茬間隔時間短，加之秸稈碳氮比高，不易腐爛。所以秸稈還田常因翻壓量過大，土壤水分不適，施氮肥不夠，翻壓質量不好等原因，出現妨礙耕作，影響出苗，燒苗，病蟲害增加等現象，有的甚至造成減產。為了克服秸稈還田的盲目性，提高效益，推動秸稈還田發展。中國農科院土肥所等單位研究了中國華北、西南、長江中游、浙江三熟制種植區，江蘇水旱輪作區的秸稈還田的適宜有效條件，使秸稈還田各項技術具體化、數量化、綜合起來有如下7個方面。

秸稈直接還田目前主要有三種方式，即機械粉碎翻壓還田，復蓋還田和高留茬還田。

華北地區除高寒山區，絕大部分地區可採用秸稈直接粉碎翻壓還田。水熱條件好，土地平坦，機械化程度高的地區更加適宜。

西南地區和長江中游地區的研究表明，水田宜於翻壓，旱作地宜於復蓋。

浙江三熟制地區，將早稻草翻壓還入晚稻田是該地的主要方式。

秸稈還田量及還田周期

還田秸稈數量基於這樣考慮：還田的秸稈量能夠維持和逐步提高土壤有機質含量。從生產實際出發，一般以本田秸稈還田。

華北地區的試驗表明每畝翻壓200～400公斤麥秸（風乾量）都有較好的增產效果。可以補償土壤有機質的損耗，並且可逐年提高土壤有機質含量。

對華北地區玉米秸稈還田量的研究表明，翻壓還田以300公斤為宜，一般不超過400公斤，整株復蓋以500～700公斤為宜。玉米每畝秸稈產量（除去上部作飼料部分）一般在280～400公斤，採用本田秸稈還田，一年還田一季，就可以逐年增加土壤有機質含量。

西南地區每畝有300～450公斤稻草產出，畝施300公斤（風乾重）稻草即可得到滿意的增產效果。所以冬水田翻壓稻草或冬作物上復蓋都以每畝還田量300～400公斤為宜，高留茬還田量在200～300公斤之間。再生稻產量不高，其稻草可全部還田。

長江中游地區，在水稻、小麥和棉花三種作物上，無論是翻壓或復蓋都以每畝200公斤最經濟有效。為了保持土壤有機質平衡，規定了土壤有機質保持目標。砂質田為2.2%～3.5%，粘質稻田為2.5%～3.0%，沖積性砂土為1.2%。按照上述秸稈還田量，每年還田一季秸稈即能達到土壤有機質保持目標，並有所增加。浙江地區整草免耕還田稻草量約佔本田稻草量的1/3～1/2，約相當於160～240公斤，碎草翻埋還田每畝約200公斤，晚稻草還冬作田，麥田免耕蓋草約150～300公斤，冬綠肥田蓋草約100～200公斤。江蘇稻麥輪作區，秸稈復蓋還田量多在100～300公斤之間，黃泥土最高產量的還田量為173公斤，淮北稻麥二季最適年還田量為241公斤。

總的看來水稻、小麥秸稈的適宜還田量（風乾重）以200～300公斤/畝為宜。玉米秸稈在300～400公斤/畝為宜。一年一作地塊和肥力高的地塊還田量可適當高些，在水田和肥力低的地塊還田量可低些。每年每畝地一次還田200～300公斤秸稈，可使土壤有機質含量不會下降，並逐年有所提高。

華北地區麥秸直接翻壓還田，一般在6月上中旬進行，麥收后隨即將麥秸切碎，均勻撒開，施肥翻耕整地播種，在玉米行間蓋麥秸和高留茬滅茬還田要突出一個早字。一般在6月下旬至7月上、中旬進行。

華北地區玉米秸稈翻壓還田時間應越早越好，最理想是玉米上部還有2～3片綠葉時及時翻壓還田，此時大致在9月下旬至10月上旬。復蓋還田亦多在玉米收穫后，將玉米秸稈順壠割倒或壓倒。

長江中游地區麥田蓋草從播種到4葉期均可，但以播種后復蓋和分櫱初期（冬至）蓋草較好。在棉花上蓋草適宜時間為6月中、下旬，延至7月隨時間推移，復蓋效果明顯下降。在雙季稻區採用早稻草原位直接還田，收割后即可實行。在西南地區冬水田稻草還田，8月中下旬水稻收割時將稻草撒鋪于田面或留高茬40厘米～50厘米及時耕翻入土。再生稻則全部稻草稻樁還田泡水過冬，第二年春耕翻壓。麥田免耕蓋草和油菜田免耕蓋草播后即可實行。江蘇稻麥輪作區，稻田免耕或耕翻種麥的田塊，施足基肥，播后噴施除草劑即可蓋草。麥草復蓋還田，可在麥收后耕地，施肥灌淺水施面肥后蓋草。浙江三熟制稻田，早稻脫粒后即可將稻草撒勻翻埋還田。麥田免耕復蓋從播種至四葉期均可，以播后復蓋最為普遍，冬綠肥田蓋草晚稻收割后即可進行。

農業機械是制約秸稈還田的重要因素，翻壓和粉碎都離不開農業機具。華北地區麥秸不同翻壓深度的試驗表明，翻壓深度大於20厘米，或將秸稈耙勻於20厘米耕層中，對玉米苗期的生長影響不大，翻壓深度小於20厘米，則對苗期生長不利。從粉碎程度上看小於10厘米較好。玉米秸粉碎翻壓還田粉碎程度多在10厘米～15厘米，翻壓深度在20厘米～25厘米。目前玉米秸整株翻壓和整株復蓋已引起人們的關注，特別適於在一年一熟的地區實行。南方稻草翻壓還田主要用早稻草還晚稻田，稻草切一刀或二刀約15厘米～20厘米。據調查大中型拖拉機配上各種型號的犁翻壓深度可達18厘米～42厘米，多數在22厘米～27厘米，切碎機可把秸稈切碎0～100毫米，完全可以滿足北方小麥、玉米秸稈還田的需要。南方用脫切機或旋耕機與12馬力手扶拖拉機配套把稻草壓入田中。

作物秸稈的碳氮比值較大，一般在60～100∶1。微生物在分解作物秸稈時，需要吸收一定的氮營養自身，造成與作物爭氮影響苗期生長，加之中國土壤普遍缺氮，磷鉀也較缺乏，所以秸稈還田時一定要補充氮素，適量施用磷鉀肥。秸稈還田可與各地的平衡施肥相結合。

合適的土壤水分含量是影響秸稈分解的重要因素。華北地區秸稈還田把土壤水分調控在20%左右最有利秸稈的分解。南方水田翻壓秸稈要注意淹水還原狀態下產生甲烷、硫化氫等有害氣體。在未改造好的下濕田、冷浸田、爛泥田和低洼漬澇田、不要進行秸稈翻壓還田。在一般稻草翻壓還田的田塊，水分管理要淺灌、勤灌適時烤田，在分櫱初期及盛期各耘田一次，以便增加土壤通透性，排除稻草腐解過程中產生的有害氣體。南方旱作物上，秸稈還田也要注意調節水分，經常保持土壤濕潤。

秸稈還田，特別是秸稈復蓋為病蟲害提供了棲息和越冬場所，盡量減少復蓋秸稈病穗的殘存和越冬基數，是減少病蟲害傳播的有效方法。因此凡有上述病蟲害嚴重發生的秸稈都不能進行還田。南方水稻秸稈凡有紋枯病、稻瘟病、白葉枯病等病害的稻草不宜還田，有三化螟發生的田塊，稻樁應深壓入土中。

雜草是農業生產的大敵。它與作物爭水、肥和光能，侵佔地上部和地下部空間，影響作物光合作用，降低作物產量和品質，雜草還是病蟲害的中間寄主。華北地區6～9月份是高溫多雨季節，雜草生長很快，及時防除雜草十分重要。及早在玉米行間復蓋麥秸能有效抑制雜草生長，如果與使用除草劑相結合，除草效果就會更好。南方麥田除草劑應在播后苗前噴施，每畝用100克60%丁草胺乳油兌水75公斤，土面噴霧，趁墒復蓋秸稈。

農田生態環境即作物生長環境，它包括農田小氣候，土壤結構和水熱狀況，植物養分及其循環，雜草生長，植物病蟲害等因素。生態環境之優劣直接影響作物生長，而秸稈復蓋及翻壓

在不同程度上改善了農田生態環境。曾木祥等總結了中國秸稈還田增產機理方面的研究認為；秸稈還田的養分效應，改土效應和改善農田生態環境效應，是秸稈還田的增產機理。

對農田生態環境的影響

⒈保墒和調控田間溫濕度

秸稈復蓋地面，乾旱期減少了土壤水的地面蒸發量，保持了耕層蓄水量；雨季緩衝了大雨對土壤的侵蝕，減少了地面徑流，增加了耕層蓄水量。復蓋秸稈隔離了陽光對土壤的直射，對土體與地表溫熱的交換起了調劑作用。

⒉抑制雜草

農田復蓋秸稈有很好的抑制雜草生長的作用。秸稈復蓋與除草劑配合，提高了除草劑的抑草效果。播麥后3天，每畝噴施750倍丁草胺乳油后蓋草，比單噴丁草胺處理，小麥生長後期每畝雜草減少12.4萬苗。

秸稈是高效、長遠的輕工、紡織和建材原料，既可以部分代替磚、木等材料，還可有效保護耕地和森林資源。秸稈牆板的保溫性、裝飾性和耐久性均屬上乘，許多發達國家已把“秸稈板”當作木板和瓷磚的替代品廣泛應用於建築行業。此外，經過技術方法處理加工秸稈還可以製造人造絲和人造棉，生產糠醛、飴糖、酒和木糖醇，加工纖維板等等。

傳統石棉瓦不僅含致癌成份，而且因使用壽命短，易腐爛污染、不美觀等缺點被禁止使用，而近年來興起的彩鋼瓦使用成本高，壽命短、不隔音隔熱、易生鏽等問題難以解決。針對傳統建築材料存在的諸多難以解決的問題，生態秸稈再生彩瓦憑藉自身品質超群的優勢和得益於國家政策的支持，生態秸稈再生彩瓦、生態無機複合麥秸板產品強度高、不變形、不起殼、抗老化，可釘、可鋸、可創、可鑽、握釘力強、可加工性能好，並有其自身優良的物理性，成本低、無污染、無放射性、不含甲醛、防火、防水、極佳的環保性，廣泛的適用性，決定著無限的發展前途。國內的建築業對彩瓦的需求量急劇攀升，強勢推動了這個新興產業的迅猛發展，市場空間大，是傳統瓦、裝飾板材的換代產品。

可再生生物油

中國科學技術大學可再生潔凈能源實驗室宣布，由朱錫鋒、郭慶祥教授等研製的一項最新科技成果可以從根本上解決這一老大難問題。他們將木屑、稻殼、玉米稈和棉花稈等多種原料進行熱解液化和再加工，可變廢為寶，將它們轉化為生物油，其中木屑產油率60%以上，秸稈產油率50%以上，生物油熱值16～18兆焦/千克。這項成果已經過中試，實現產業化已指日可待。

據介紹，中國每年僅農作物秸稈和農產品穀殼等就有7億多噸，就地焚燒不僅浪費資源，還導致嚴重的環境污染。採用這項技術，可將秸稈等生物質直接轉化為生物油，作為燃料可以直接在燃油鍋爐和工業窯爐中燃燒使用，精製提煉后可作為車用燃料使用，還可以分離提取高附加值的化學產品。

中國科大的專家們根據多年研究經驗，提出了該技術實現產業化的最佳路線：首先在原料產地將生物質規模適度地分散熱解，轉化為便於運輸和儲存的初級液體燃料——生物油，然後將各地熱解得到的生物油收集後進行再加工，這樣可從根本上解決生物質資源分散和受季節限制等大規模應用的瓶頸問題。

據介紹，熱解液化單機最佳規模為每小時處理2噸秸稈（秸稈收集半徑約為10公里），產出1噸生物油，生產成本大約為790元/噸。生物油經過簡單的品質改良后，熱值約增至為18～20MJ/kg，銷售價格假設為1000元/噸，用它替代柴油和重油，提供同樣的熱量，價格分別相當於柴油和重油現有價格的43.2%和63.1%。

含有水分和糖分較多的秸稈是很好的飼料原料，尤其是玉米秸稈、小麥秸稈等。

發酵秸稈飼料要有以下步驟（以青貯為例）：

1、把握好收割時間：製作青貯的玉米秸稈既不能收割太早也不能收割過晚。收割早時秸稈水分大，糖分少，發酵效果不好；收割過晚，秸稈水分和營養流失，青貯適口性差。一般密植青刈玉米在乳熟期，豆科植物在開花初期，禾本科牧草在抽穗期，甘薯藤在霜前收割。

2、快速運輸：玉米秸稈收割后要及時運至青貯地點，以防耗時過長造成水分蒸發，細胞呼吸及物料氧化作用造成營養損失。

3、料長合適：一般將原料切成2～3厘米，以利於裝窖時踩實、壓緊、排氣，同時沉降也較均勻，養分損失少。此外，切短的植物組織能滲出大量汁液，有利於乳酸菌生長，加速青貯過程。

4、撒料裝窖：5噸青貯物料用金寶貝發酵劑1公斤。將金寶貝青貯飼料發酵助劑用米糠（麥麩皮或玉米粉）按1：10左右的比例稀釋，噴水，物料水分調至60～70%，備用。水分合適與否判斷辦法：手抓一把物料，見水印不滴水，落地能散開卻可。將青貯原料的水分含量調至60～70%，然後開始裝窖，隨裝隨踩，一邊裝原料，一邊撒發酵菌劑，每裝30厘米左右踩實1次，尤其是邊緣踩得越實越好，盡量1次裝滿全窖。

5、蓋草封土：裝填量需高於邊緣30厘米，以防青貯料下沉。周圍用木板等圍好，2～3天下沉后除去木板，蓋上一層切短至5～10厘米，厚度約20厘米的青草，然後蓋土踩實，蓋土的厚度為60厘米，堆成饅頭形狀，拍平表面，並在窖的周圍挖排水溝。最初幾天應注意檢查，發現蓋土裂縫及時修好。採用塑料薄膜復蓋法製作青貯時，其他步驟與一般青貯相同，但應注意最後復蓋塑料薄膜后壓土或壓上其他重物，薄膜應嚴格密封，防止漏氣。

一般青貯飼料發酵40天左右就可以飼餵了，要從上直下垂直分層取料，每次取10厘米左右，取完密封。初喂牛羊不習慣不愛吃，經過一段試喂調整，牛羊習慣後進行正常飼餵。

選擇地勢較高、貯取方便、便於管理的地方建池。池的大小可根據需要確定。本項目氨化池為半地下式，磚砼池。選用尿素氨化劑。將尿素按要求配成溶液，分數次噴灑在秸稈上拌勻，邊裝池邊壓實，裝滿後用薄膜復蓋密封，再用鎮壓物壓好。

氨化飼料的品質鑒定：氨化的秸稈在飼餵牲畜之前應進行品質鑒定，一般來說，經氨化的秸稈顏色應為杏黃色（氨化的玉米秸稈為褐色），質地變軟，釋放余氨后，氣味糊香。如果氨化秸稈變為白、灰色，發黏或結塊等，說明秸稈已經霉變，不能再飼餵牲畜。如果氨化秸稈的顏色同氨化前基本一樣，雖然可以飼餵，但說明沒有氨化好。

秸稈固化成型技術是採用稻草秸稈、麥秸稈、玉米秸稈等農業廢棄物作為原材料，通過專用設備秸稈壓塊機經過粉碎處理、壓縮處理等工藝，壓製成一種可直接燃燒的固體生物質燃料。

將準備壓制的秸稈進行鍘切或揉絲，其長度50mm以下，含水率控制在10～25%範圍內，經上料輸送機將物料送入進料口，通過主軸轉動，帶動壓輥轉動，並經過壓輥的自轉，物料被強制從模型孔中成塊狀擠出，並從出料口落下，回涼后（含水率不能超過14%），裝袋包裝。

固化成型后的生物質顆粒燃料比重大、體積小，便於儲存和運輸，是優質固體燃料，其熱值可達3200-4500大卡，具有易燃、灰分少、成本低等特點，可替代木柴、原煤等燃料，廣泛應用於取暖、生活爐灶、工業鍋爐、生物質發電廠等。

秸稈壓塊燃料作為新的商品能源已在各個行業得到了大量的使用。而且因其密度高、熱值高、形狀規則、流動性好，很方便的可以實現燃燒自動控制，可以為企業節省大額的能源成本。

火鹼溶液處理法。火鹼又叫苛性鈉，每100公斤秸稈用4~5公斤火鹼，溶解在80公斤至100公斤的水中，在常溫下放置，停8小時至10小時即可使用。也可以用火鹼溶液將粉碎的秸稈噴灑、濕潤、拌勻、堆積壓製成塊狀飼料，供長期使用。

石灰溶液處理法。每100公斤鍘碎的秸稈用1公斤~2公斤生石灰，加水200公斤~300公斤，再加入0.5公斤~1公斤食鹽，拌勻后在水泥地面上堆放24小時~36小時即可使用。

混合液處理法。將完整的秸稈鋪放成15厘米~20厘米厚一層，噴灑1.5%的火鹼和同樣濃度的生石灰混合液，使秸稈的含水量達到70%左右，壓實后再一層一層地鋪放噴灑，每100公斤秸稈噴80公斤混合液，經過7天~10天堆放即可使用。

氨水處理法。先將秸稈鍘碎，裝進窖內壓實。然後按照每100公斤秸稈澆灌12公斤25%濃度的氨水溶液，或19公斤15%的氨水溶液，窖內溫度不要低於20攝氏度，密封貯存5天後取出晾曬，待氨水氣味消失后即可使用。

很多大城市明令禁止燃燒秸稈，原因是因為燃燒秸稈所生成的氣體對大氣有極大地危害。

1、增加空氣中CO2的含量，其CO2的提高比例遠遠大於燃燒普通樹木的比例。

2、增加空氣中的可吸入顆粒物，此顆粒物為白色粉末狀固體。

3、降低空氣的能見度，燃燒時秸稈生成大量的白色固體煙霧。由於固體極小，所以成粉末狀飄散，極其影響城市、高速公路、機場等地的能見度。

1998年四川雙流縣的農民燃燒秸稈，導致成都雙流機場數十個航班不能正常起降，造成很大的經濟損失。

註：如果使用節能秸稈燃氣爐，即可大大降低秸稈燃燒對空氣的危害，並且相關規定是允許用秸稈燃氣爐來燃燒秸稈的。