我國是農(nóng)業(yè)大國，也是世界第一秸稈大國，每年約產(chǎn)秸稈8億t。秸稈主要含纖維、木質(zhì)素、淀粉、粗蛋白、酶等有機物，還富含氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素。秸稈可作飼料、肥料、燃料，還可以用作工業(yè)原料，作為基料生產(chǎn)食用菌等。但目前綜合開發(fā)利用不多，大部分農(nóng)作物秸稈尚未得到合理利用，經(jīng)濟效益和社會效益較低，秸稈綜合利用仍有很大的發(fā)展空間。

1農(nóng)作物秸稈的種類

    秸稈即農(nóng)作物的莖稈，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，小麥、玉米、稻谷等農(nóng)作物收獲以后，殘留不能食用的根、莖、葉等廢棄物統(tǒng)稱為秸稈。秸稈是一種具有多用途的可再生生物資源，從廣義上講，不僅包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的廢棄物，還包括農(nóng)產(chǎn)品加工過程中的副產(chǎn)品，具體包括：①禾本科作物秸稈，包括大麥秸稈、燕麥秸、小麥秸、黑麥秸、稻草、高梁秸、玉米秸稈以及薯類藤蔓等。②豆類莖稈，包括黃豆秸、蠶豆秸稈、豌豆秸、豇豆秸稈、羽肩豆秸和花生藤蔓等。③亞熱帶植

物副產(chǎn)品，包括甘蔗渣、西沙爾麻渣、香蕉稈和葉等。④農(nóng)作物加工過程中的副產(chǎn)品，包括玉米芯、各種麥類的糠，水稻的谷殼和米糠等。

2農(nóng)作物秸稈的綜合利用

秸稈用途廣泛，可轉(zhuǎn)化為飼料、肥料、能源、工業(yè)原料，還可作為基料生產(chǎn)食用菌。

2．1秸稈轉(zhuǎn)化為飼料

我國有利用農(nóng)作物秸稈飼養(yǎng)畜禽的傳統(tǒng)，由此培育出了高繁、耐粗飼的諸多優(yōu)良畜禽品種，同時建立了一整套的秸稈飼料化技術(shù)。利用秸稈養(yǎng)殖是發(fā)展畜牧業(yè)的重要途徑，秸稈轉(zhuǎn)化為飼料主要采取物理、化學、生物3種方法。

2．1．1物理方法。即利用人工、機械、熱、水、壓力等作用，改變秸稈的物理性狀，使秸稈破碎、軟化、降解，從而便于家畜咀嚼和消化。

    (1)切短與粉碎。這是處理秸稈飼料最簡便的方法之一。秸稈經(jīng)切短、粉碎后，體積變小，便于家畜采食和咀嚼。特別是反芻動物，切短粉碎后能增加飼料和瘤胃微生物的接觸面積，便于瘤胃微生物的降解發(fā)酵，提高采食量和消化率。秸稈切短和粉碎的程度，應視家畜種類與年齡而異，切短多用于養(yǎng)牛、羊，而粉碎多用于養(yǎng)豬。實踐證明，秸稈未經(jīng)切短，家畜只能采食40％-80％，而處理后的秸稈則可以全部被家畜采食，但仍存在消化率低、可利用營養(yǎng)成分少等問題。

    (2)揉搓。即利用秸稈揉搓機，將農(nóng)作物秸稈切斷，揉搓成絲狀。這不僅可以大大改進秸稈適口性，增加家畜采食量，而且可以作為秸稈青貯或氨化的預處理，替代切短和粉碎工序，提高青貯和氨化的效果，為農(nóng)區(qū)秸稈飼料化提供有利條件。

    (3)軟化。軟化又分浸濕軟化和蒸煮軟化2種方法。浸濕軟化即用清水或食鹽水浸泡切碎的秸稈，蒸煮軟化即將切碎的秸稈進行蒸煮處理，使其軟化。研究證明，浸濕軟化不但能增加家畜采食量，而且采食速度明顯加快。蒸煮軟化雖然改善了適口性，但不能提高其

營養(yǎng)價值。由于秸稈體積大，蒸煮軟化需要大量燃料和一定的容器，成本較高，因此在農(nóng)村使用不多。

    (4)熱噴。即利用蒸汽的熱效應，在高溫下使木質(zhì)素熔化，纖維素分子斷裂，同時高壓突然卸壓產(chǎn)生內(nèi)摩擦力，改變粗纖維整體結(jié)構(gòu)和化學鏈分子結(jié)構(gòu)。添加尿素的秸稈經(jīng)熱噴處理后，可使秸稈消化率達到75．12％，l kg熱噴秸稈的營養(yǎng)價值相當于0．6～0．7 kg玉米。熱噴處理的主要設備是壓力罐，需要一定的成本。

    (5)膨化。即將含有一定水分的秸稈原料放在密閉的膨化設備中，經(jīng)過高溫、高壓處理一定時間后，迅速降壓，使飼料膨脹。秸稈膨化后可明顯增加可溶性成分，提高飼用價值。但需要有專門的膨化設備，由于投資較高，目前尚難在生產(chǎn)實踐中大規(guī)模應用。

    (6)顆?；?。這是將秸稈粉碎后制成顆料飼喂家畜的處理方法。秸稈制成顆粒，由于粉塵減少，體積壓縮，大小適中，利于咀嚼，從而改善了適口性。該方法需要成套的設備和一定的能源，近年來我國在秸稈飼料顆粒化方面有很大進展，成套設備相繼問世，秸稈已用于生產(chǎn)肉牛飼料，發(fā)展前景廣闊。

    (7)碾青。將厚約0．33 m的麥秸鋪在打谷場上，上面鋪0．33 m左右的苜蓿，苜蓿上再鋪一層相同厚度的麥秸，然后用碾子碾壓。流出的苜蓿汁液可被麥秸吸收，被壓扁的苜蓿在夏天只要曝曬0．5～l d就可干透。這種方法能較快制成苜蓿干草，莖葉干燥速度均勻，葉片脫落損失少，而麥秸適口性與營養(yǎng)價值也大大提高，不失為一種多快好省的秸稈飼料調(diào)制辦法。

(8)射線照射。即利用射線等照射秸稈飼料，以提高其飼用價值。被處理材料不同，處理效果也不盡相同，但一般都能提高體外消化率和瘤胃揮發(fā)性脂肪酸產(chǎn)量。其原理主要是照射處理增加了飼料的水溶性部分，后者可被瘤胃微生物有效利用。以高能輻射與1％氨、5％氫氧化鈣共同處理秸稈，在提高秸稈營養(yǎng)價值方面，加性效應及協(xié)同效應明顯。但鑒于該項技術(shù)及設備普及難度大，在生產(chǎn)上難以推廣應用。

2．1．2化學方法。主要有堿化、氨化、酸化、氧化劑、氨一堿復合及堿一酸復合處理等。

    (1)堿化處理。即利用堿類物質(zhì)使秸稈飼料纖維內(nèi)部的氫鍵結(jié)合變?nèi)?，促使纖維素膨脹，溶解半纖維素和部分木質(zhì)素，從而提高秸稈的消化率。常見的堿化處理主要有氫氧化鈉處理和石灰水處理2種方法。

    (2)氨化處理。即在秸稈中加入一定比例的氨水、液氨(無水氨)、尿素等，破壞木質(zhì)素與纖維素之間的聯(lián)系，使纖維素部分分解，細胞膨脹，結(jié)構(gòu)疏松。氨化處理提高秸稈消化率的效果略低于堿化處理，但能增加秸稈的非蛋白氮含量，同時氨還是一種抗霉菌的保存劑，可有效地防止秸稈在氨化期內(nèi)發(fā)霉變質(zhì)。過量的氨能自行揮發(fā)，不會對土壤造成污染，因此目前氨化處理作物秸稈和低質(zhì)飼料較為普遍。

    (3)酸化處理。即利用酸類物質(zhì)破壞秸稈飼料纖維物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。硫酸、鹽酸多用于秸稈和木材加工副產(chǎn)品，磷酸和甲酸則多用于保存青貯飼料。由于此法成本較高，酸的來源不如堿和氨便捷，故在生產(chǎn)中應用較少。

    (4)氧化劑處理。即利用過氧化氫、二氧化硫、臭氧、亞硫酸鹽和次氯酸鈉等氧化劑處理秸稈，以除去秸稈中部分木質(zhì)素，從而提高秸稈消化率。試驗表明，用二氧化硫處理的麥秸體外消化率可提高40％，體內(nèi)消化率提高19％；用堿性過氧化氫處理秸稈，可使50％～60％的木質(zhì)素溶解。

    (5)氨一堿復合處理。氨化處理秸稈消化率提高幅度不如堿化處理，為此研究人員提出了尿素氨化加氫氧化鈣復合處理的技術(shù)方案。試驗結(jié)果表明，復合處理技術(shù)能顯著提高秸稈消化率。

    (6)堿一酸復合處理。為解決堿處理后在秸稈中的殘留問題，有研究人員進行了堿一酸復合處理秸稈的嘗試，其方法是將切碎的秸稈加堿放入水泥窖內(nèi)壓實，存放1～2 d，然后再將其放入3％的鹽酸溶液中浸泡，以中和余堿，瀝去多余的溶液，即可飼喂家畜。但由于成本過高，難以推廣。2．1．3生物方法。即用有益的微生物和酶等，在適宜的條件下，分解秸稈中難以被家畜消化的纖維素和木質(zhì)素。主要的生物處理方法有自然發(fā)酵、微生物發(fā)酵和酶解技術(shù)3種。①自然發(fā)酵法，亦稱直接發(fā)酵法，其中青貯是最常見的一種。秸稈青貯主要是利用玉米、豆類、甘薯等優(yōu)質(zhì)秸稈進行青貯，既保存秸稈原有的品質(zhì)，增強醇香味和適口性，而且保存時間較長，可把夏秋的青綠飼料保存到冬季，對促進幼畜生長發(fā)育，增加母畜產(chǎn)奶量效果較好。②微生物發(fā)酵法，即微貯。該方法是在秸稈中加入發(fā)酵活干菌，放入密封的容器(如水泥窖、土窖)中貯藏，經(jīng)一定的發(fā)酵過程，使秸稈具有酸香味，成為家畜喜食的飼料。微貯秸桿粗蛋白含量低于氨化處理，但家畜采食量高于前者，且制作過程簡便，可利用農(nóng)村現(xiàn)有設施，成本較低。③酶解技術(shù)。酶制劑無毒、無殘留、無副作用，是優(yōu)質(zhì)的新型促生長類飼料添加劑。其通過降低反應所需活化能，加快反應速度，促進蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉和纖維素的水解，從而促進飼料的消化吸收。用于酶解秸稈的酶制劑，主要由康氏木霉、綠氏木霉和黑曲霉等菌種產(chǎn)生。酶解秸稈能明顯提高飼料蛋白質(zhì)和還原糖含量，降低纖維素含量，提高秸稈飼料的營養(yǎng)價值和飼用效果。2．2秸稈轉(zhuǎn)化為肥料

秸稈含有豐富的有機質(zhì)和微量元素，氮、磷、鉀養(yǎng)分較為均衡，是適宜各種作物和土壤的常見肥料。將秸稈中的有機質(zhì)和養(yǎng)分還田，可提高農(nóng)作物品質(zhì)，增加產(chǎn)量，顯著降低生產(chǎn)成本。

2．2．1直接還田。凡是未經(jīng)過養(yǎng)殖轉(zhuǎn)化和肥料加工，而以秸稈原物或直接粉碎后回歸土壤的方式都稱為秸稈直接還田。主要有作物根茬殘留還田、機械埋壓、留高茬收獲或?qū)嵭刑追N等。

2．2．2間接還田。主要包括快速腐熟還田、覆蓋還田、堆漚還田、過腹還田、秸稈制成有機復合肥等。①快速腐熟還田。以秸稈速腐劑將秸稈快速腐熟后再還田利用。秸稈速腐劑含有大量有益的微生物群體，具有很強的發(fā)酵能力，能迅速催化分解秸稈粗纖維，使其在短時間內(nèi)轉(zhuǎn)化成有機肥，在此過程中產(chǎn)生的酶還可消除土壤中的病原菌。②覆蓋還田。秸稈豐富的營養(yǎng)物質(zhì)能增加土壤有機質(zhì)和養(yǎng)分，1 hm2覆蓋2 250 kg稻草和麥秸，其養(yǎng)分含量相當于82．5 kg碳酸氫銨、63．0 kg過磷酸鈣、67．5 kg氯化鉀。秸稈中的纖維素經(jīng)微生物分解后，可降低土壤容重，增加孔隙度，提高土壤水、肥、氣、熱的協(xié)調(diào)能力。此外，秸稈覆蓋還田還可以起到抗旱保墑、防寒保溫、抑制雜草、增加作物產(chǎn)量的作用。③堆漚還田。秸稈堆漚是將秸稈堆放腐熟，待腐熟后施于田塊用作基肥的一項技術(shù)措施。該技術(shù)可以改善土壤耕性，提高土壤肥力，還可改善生態(tài)環(huán)境。④過腹還田。即通過秸稈養(yǎng)畜，將禽畜糞便作為肥料還田。如將秸稈經(jīng)粉碎堆制處理后，用作餌料飼養(yǎng)蚯蚓。25～30 kg秸稈餌料可以生產(chǎn)1 kg鮮蚯蚓，并可獲得蚯蚓糞。蚯蚓糞富含有機質(zhì)、腐植酸、氮、磷、鉀，并含多種微量元素和氮基酸，是植物生長適宜的養(yǎng)料。⑤制成有機復合肥。將植物秸稈干燥后粉碎，與粉碎的尿素、磷酸銨、氯化鉀，按一定比例混合并再次粉碎，攪拌均勻并加入粘合劑，經(jīng)磁選后造粒、干燥篩分、涂膜包裝等工序制成有機肥料。秸稈有機肥一次施肥后不用追肥，明顯減少硝態(tài)氮在土壤和作物中的過量積累，有效防止對環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品的污染。

2．3秸稈轉(zhuǎn)化為能源

我國每年產(chǎn)出的秸稈，約相當于3．5億t標準煤，如果全部利用可以減排8．5億t CO2。秸稈作為農(nóng)村主要的生活燃料，占農(nóng)村生活用能的40％左右。秸稈能源轉(zhuǎn)化技術(shù)主要有秸稈直燃、秸稈供熱、秸稈發(fā)酵制沼氣、秸稈發(fā)酵生產(chǎn)燃料酒精等。

2．3．1直接燃燒。作為傳統(tǒng)的秸稈利用方式，直接燃燒具有使用方便、成本低廉、易于推廣等特點，可在秸稈主產(chǎn)區(qū)為政府機關、中小型企業(yè)、學校和較集中的鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民提供生產(chǎn)生活熱水及冬季采暖。我國秸稈直燃供熱技術(shù)起步較晚，目前正加緊研究適合我國農(nóng)村的、運行費用低的小型秸稈直燃鍋爐。

2．3．2秸稈氣化。即以秸稈為原料，利用氣化裝置，將秸稈中的可燃部分轉(zhuǎn)化為可燃氣體的過程。主要包括生物氣化(沼氣)和熱解氣化2種。①秸稈沼氣。秸稈中含有大量的有機質(zhì)、氮磷鉀和微量元素，分解秸稈產(chǎn)生沼氣和沼渣，不僅能充分利用農(nóng)村秸稈資源，還能解決部分以畜禽糞便為原料的沼氣池因缺乏發(fā)酵原料而閑置的問題。以秸稈為主要原料的集中供氣技術(shù)，通過管網(wǎng)將沼氣輸送到農(nóng)戶家中，為農(nóng)村居民提供了高質(zhì)的清潔能源。②熱解氣化。這是將玉米芯、棉柴、玉米秸、麥秸等粉碎后作為原料，經(jīng)過氣化爐熱解、氧化，轉(zhuǎn)換成可燃氣體，經(jīng)凈化、除塵、冷卻、儲存加壓，再通過輸配系統(tǒng)送往用戶家中。秸稈氣燃燒無塵無煙無污染，在農(nóng)村具有較大優(yōu)勢。

2．3．3秸稈液化。秸稈液化分為熱解液化和直接液化。熱解液化是指生物質(zhì)在缺氧狀態(tài)下迅速受熱分解，并經(jīng)快速冷凝而主要獲得液體產(chǎn)物(生物油)和一部分氣體產(chǎn)物(燃氣)及固體產(chǎn)物(炭粉)的熱化學過程。直接液化是一個低溫高壓、有催化劑參與的情況下將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體的一種熱化學反應過程，在中等溫度、較高壓力以及氫氣參與的情況下也可以發(fā)生。直接液化可以通過改變?nèi)軇?、液化溫度、壓力和催化劑等反應條件來改變液化產(chǎn)物的性質(zhì)，獲得不同用途的液化產(chǎn)品，其產(chǎn)物可以替代部分石化產(chǎn)品，還可以進一步作為化工原料生產(chǎn)其他產(chǎn)品㈣。

2．3．4秸稈發(fā)電。秸稈燃燒產(chǎn)生的熱量相當于同等量標準煤熱能的1／2，燃燒過程不會造成大氣中C02含量的增加，尾氣中SO2、氮氧化物的含量降低，可在一定程度上減輕環(huán)境污染。秸稈發(fā)電成本遠低于煤炭發(fā)電，是一種節(jié)能、環(huán)保的可再生能源。包括秸稈直接燃燒發(fā)電、秸稈混合燃燒發(fā)電、熱解氣化發(fā)電等。

2．4秸稈作為工業(yè)原料

秸稈也是重要的工業(yè)原料，目前主要應用于板材、造紙、建材、編織、化工等領域，主要有秸稈人造板、秸稈一次性餐具、秸稈工藝品等新產(chǎn)品。①秸稈造紙。秸稈是造紙工業(yè)的重要原料之一，其纖維組織結(jié)構(gòu)牢固，可作為木材替代品。我國以秸稈為原料生產(chǎn)紙漿約占紙漿生產(chǎn)總量的30％，并有繼續(xù)上升的趨勢。應用秸稈造紙，可減少森林砍伐量，減少水土流失。②秸稈板材加工。以秸稈為原料，用異氰酸酯為膠粘劑，通過切草、粉碎、干燥、拌膠、鋪裝、預壓、熱壓和后處理等工序，制成無甲醛釋放的秸稈板，可用于家具制造和室內(nèi)裝修。秸稈代替木材制作板材，具有阻燃、防潮、隔音、不變形、不開裂、強度高、無污染等優(yōu)點…。③秸稈餐具。主要包括一次性碗筷、餐盒、餐碟、托盤等。秸稈餐具生產(chǎn)成本低于紙制類、淀粉類餐具，制造過程無廢水、廢氣排放，使用后采取堆漚、發(fā)酵、填埋處理方式，都能快速分解，是真正意義上的綠色、低碳、環(huán)保餐具。④秸稈編織。秸稈編織產(chǎn)品主要有草包、草席、草簾、草編工藝品等，其中修筑防洪堤壩所用的稻草包產(chǎn)量最大。⑤其他。秸稈還可用于生產(chǎn)木糖醇、羧甲基纖維素、木聚糖酶等產(chǎn)品，具有重要的經(jīng)濟價值和社會價值。

2．5秸稈作為基料生產(chǎn)食用茵

    利用秸稈作為食用菌生產(chǎn)原料，對于緩解食用菌原料短缺，合理利用農(nóng)業(yè)廢棄物，促進農(nóng)民增收具有重要意義。食用菌菌絲在秸稈基質(zhì)中分泌的胞外酶如漆酶、錳過氧化物酶、纖維素酶、木聚糖酶等，可以降解纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，將粗纖維轉(zhuǎn)化為可供食用的優(yōu)質(zhì)蛋白。菌絲在降解基質(zhì)的過程中，自身也獲得營養(yǎng)和能量，最后在菌絲體內(nèi)合成蛋白質(zhì)、脂肪和其他營養(yǎng)成分。

    我國利用秸稈培植食用菌的技術(shù)處于國際領先水平，二次發(fā)酵技術(shù)、無公害、反季節(jié)栽培技術(shù)等一系列先進技術(shù)相繼問世，采用各種農(nóng)作物秸稈培植食用菌的成果也較豐富。目前多用玉米、水稻、小麥、油菜秸稈作為生產(chǎn)原料，食用菌種類涉及雙孢蘑菇、香菇、平菇、草菇、姬菇、雞腿菇等多個品種，收效良好。梁枝榮等用玉米秸稈作主料栽培雙孢蘑菇，在農(nóng)村粗放栽培條件下生物學效率達到40％以上，單產(chǎn)在10 kg/m2左右。閆永亮生姜秸稈與棉籽殼混合栽培平菇，大大降低了平菇生產(chǎn)成本。趙麗霞等利用麥草、稻草等長秸稈結(jié)構(gòu)疏松、透氣好、保水性強的特點培植草菇，克服了傳統(tǒng)的裝袋法和覆土栽培法堆放不便、占地面積大的缺點，出菇率顯著提高，實現(xiàn)了增產(chǎn)增收。姚升好等研究發(fā)現(xiàn)，用油菜秸稈栽培金針菇，可縮短菌絲的培養(yǎng)期和子實體的催蕾期及出菇時間，增加經(jīng)濟效益。王立安等還對多種作物秸稈栽培平菇的產(chǎn)量進行了比較，得出小麥、玉米、菜豆秸稈是培植平菇的理想材料。梁樹勇以白芷秸稈栽培平菇，增強了平菇的香味，而且白芷收獲期早于玉米和水稻，利于平菇提前上市，獲得更高的市場價格。張廣鐸等用玉米秸稈代替部分木屑(40％)混合生料地栽香菇，培養(yǎng)料不必經(jīng)過蒸料，不需制作滅菌鍋，節(jié)省燃料，降低了生產(chǎn)成本，具有生產(chǎn)工藝簡單、操作方便、降低勞動強度等優(yōu)點，易推廣，且產(chǎn)量較高，品質(zhì)較好，投入產(chǎn)出比為l：4．2，有較大的推廣價值。

秸稈栽培食用菌后產(chǎn)生的菌糠可栽培其他食用菌或用作飼料，留在菌糠中的前一種食用菌菌絲殘體可作為后一種食用菌的氮源，而畜禽糞便則是沼氣的生產(chǎn)原料，最后以沼渣作為肥料還田。在此過程中秸稈可得到多次利用，實現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)的良性循環(huán)。菌糠種菇的菌種選擇面廣，栽培效益好。如用白靈菇的菌糠栽培雞腿菇，能滿足多季節(jié)栽培需要，而用靈芝菌糠栽培平菇，第一潮菇轉(zhuǎn)化率就高達100％，非常值得推廣。除此之外，用平菇或金針菇菌糠栽培草菇，再用出菇后的香菇、平菇、金針菇等菌糠來栽培雙孢蘑菇，既可減少環(huán)境污染，又可實現(xiàn)菌種的循環(huán)使用，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的雙贏。

3  結(jié)語

    秸稈用途廣泛，實用性強，但目前利用率低，尚未真正發(fā)揮其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要作用。因此應加快秸稈綜合利用技術(shù)的推廣和普及，將秸稈利用與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展相結(jié)合，因地制宜地將秸稈利用落實到位，推動生態(tài)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村社會的協(xié)調(diào)發(fā)展。

范唯艷(遼寧省沈陽市農(nóng)業(yè)技術(shù)學校)

園藝與種苗  2011（2）

馬桂蓮采集；張琴加工；姚佳編輯上傳；江洪濤審核。