蒋 彬，张 岚，杨雅静，高 娇，熊 波
（北京市农业机械试验鉴定推广站，北京 100079）
种植秸秆资源化利用是促进农业农村绿色发展的重要内容，是推动形成绿色发展方式的重要途径。习近平总书记指出，推动形成绿色发展方式和生活方式是发展观的一场深刻革命，要加强农业面源污染治理，加快推进农作物秸秆和畜禽养殖废弃物全量化资源利用[1]。我国高度重视农业农村绿色发展，从国家层面看，《“十四五”全国农业绿色发展规划》强调，要牢固树立保护环境就是保护生产力、改善环境就是发展生产力的理念，加快建立绿色低碳循环农业产业体系，改善农村生态环境，为建设生态文明、实现碳达峰碳中和创造良好条件。作为超大城市的首都，提出“十四五”时期，北京市要打造提升百万亩粮菜生产空间，到2025年蔬菜自给率提升到20%，随之秸秆产量也会快速增长。特别是2022年中央一号文件和北京市《关于做好2022年全面推进乡村振兴重点工作的实施方案》提出，要大力推进农业农村绿色发展，支持秸秆综合利用。
种植秸秆资源化利用是提升产地环境保护水平的重要途径。相关应用和实践表明，秸秆利用有以下积极作用：一是有利于提高作物产量，秸秆还田利用可以实现小麦、玉米两茬作物增产5%～10%[2-3]，降低作业成本975 元/hm²左右[4]，具有明显的经济效益。二是有利于提高耕地地力。秸秆还田可降低农田扬尘60%左右，可改善土壤中氮、磷、钾的营养状况[5]，耕层土壤含水率提高10%[6]，年均提高土壤有机质含量0.03个百分点[7-8]。三是杜绝秸秆焚烧可以减少二氧化碳等气体、碳颗粒及浓烟的排放，减轻大气环境污染[9-10]。
1.1 秸秆产量资源丰富
种植秸秆主要包括小麦、玉米等粮食秸秆和蔬菜秸秆。根据调研和参考相关研究发现[11-14],粮食秸秆方面，2021年粮食作物播种面积6.1万hm2，其中玉米4.29万hm2、小麦1.31万hm2，大豆、油菜、薯类、花生等其他作物0.5万hm2。根据调研测算，玉米秸秆产量53.38万t、小麦秸秆产量5.88万t，大豆、油菜、薯类、花生等作物秸秆产量4万t，共计63.26万t。设施蔬菜方面，2021年设施蔬菜播种面积2.57万hm2。根据调研测算，设施蔬菜年产尾菜115.82万t以上。果园方面，2021年果园种植面积3.96万hm2，因自然脱落、人工修剪等原因，每年产生的果园树枝总量为11.87万t。
表1 2021年北京市种植秸秆资源产量 单位：万hm2、万t
1.2 秸秆利用总体情况较好
近年来，北京市区两级农机管理和推广部门积极采取政府购买服务、关键环节作业补贴、秸秆加工产品补贴、设施设备配套等政策措施，大力推进秸秆综合利用。从利用方式看，粮食作物秸秆以肥料化、饲料化利用方式为主，机械化处理技术已经成熟，正积极发展能源化、基料化、原料化等利用技术。设施蔬菜废弃物以原位还田和有机肥加工为主。林果残枝主要的利用形式以粉碎还林为主。特别是近3年来，针对粮食秸秆、设施蔬菜废弃物和林果残枝处理利用已累计建立技术示范点40多个，主要利用技术模式覆盖20万hm2以上，推广相关机械装备1 000余台套，基本形成了种植秸秆“五化”利用机械化技术体系，明确了种植秸秆处理利用全程机械化装备配套解决方案。因地制宜形成“顺义模式”“房山模式”“大兴模式”“延庆模式”等。从利用水平看，2021年粮食作物秸秆综合利用率稳定在99%以上；
设施蔬菜废弃物利用率仅35%左右，还有较大提升潜力；
果园树枝利用尚处于起步阶段，利用率不到5%。
根据北京市各区农业生产实际和秸秆废弃物生产特点，以肥料化、饲料化为主要利用方向，按照“企业化处理、社会化服务、市场化运营”方式，因地制宜建立了3种可复制、可推广的典型处理技术模式，并在各区得到了应用。
2.1 秸秆有机肥加工技术模式
2.1.1 主要技术模式
该模式在技术上，主要采用好氧堆肥技术，将作物干秸秆、畜禽粪污、蔬菜残株烂果等废弃物按一定比例混合后堆肥，在好氧条件下利用微生物降解有机废弃物，生产有机肥。在运行模式上，采用“农业园区或种植户+农机合作社+有机肥加工企业”方式，其中生产主体负责粮食秸秆、蔬菜秸秆、畜禽粪便等农业废弃物的供应，农机合作社负责将秸秆、设施尾菜、畜禽粪便等运至有机肥加工企业，企业负责有机肥加工，产出的有机肥回用于农业生产，从而实现一定规模区域内的种、养、加循环发展。
2.1.2 试点案例
从运行效益看，以位于顺义区李遂镇的北京奥格尼克生物技术有限公司为例，该有机肥加工企业每天加工200 t有机肥（含水率30%），可消纳蔬菜废弃物200 t（含水率80%），干秸秆30 t（含水率10%），牛粪200 t（含水率65%），同时根据需要添加腐殖酸、微量元素等辅料，再加上拉运费、机械作业费、人工费、后期包装费等成本，该企业生产有机肥的总成本为430元/t，按有机肥市场价600元/t计算，每生产1 t有机肥利润为170元。
2.1.3 应用情况
该技术模式重点是解决蔬菜秸秆废弃物处理问题，适宜有一定种养生产规模、较多生产主体的规模化的农业生产区域应用。目前，顺义区推广应用了该模式，基本解决了设施蔬菜、烂果、畜禽粪污等废弃物协同处理加工问题，顺义区已实现全区设施蔬菜秸秆100%利用，并被农业农村部评为2021年全国农业绿色发展典型案例。房山区在推广应用中，采取由企业直接面对农户或园区方式，减少了农机合作社中间环节，进一步提高了秸秆收集效率，设施蔬菜秸秆利用率达到80%以上。大兴区以农业生产园区为处理点，有效解决了园区内及周边3～5 km范围的农作物秸秆的收集和加工处理问题。
2.2 秸秆饲料化加工利用技术模式
2.2.1 主要技术模式
该技术模式主要针对粮食籽粒收获后的作物秸秆加工利用，在技术上包括秸秆捡拾收集和秸秆饲料加工两部分。秸秆捡拾收集技术是指在作物收获后，运用捡拾打捆机对田间残留的秸秆打捆回收，用于秸秆后期利用。在运行模式上采用“农户+农机合作社+秸秆用户”的运行方式，由农机合作社作为连接农户和秸秆用户的桥梁，负责开展田间地头秸秆捡拾打捆作业和贮藏销售，解决秸秆离田问题。秸秆饲料加工技术是指对收集后的秸秆进行黄贮饲料加工和秸秆膨化饲料加工，主要是由秸秆饲料加工企业或者养殖企业负责，从而实现秸秆的饲料化加工利用。
2.2.2 试点案例
从运行效益看，农户可得到300～600元/hm2的秸秆收入，农机合作社除去给农户的成本，加上机器折旧、人工、作业油耗等费用，合计成本在1 050元/hm2左右。玉米秸秆地可以捡拾打捆5.25 t/hm2，秸秆售价300～500元/t，折合秸秆收入1 575～2 625元/hm2。据此计算，使用秸秆打捆机收获秸秆，利润约为525～1 575元/hm2。秸秆膨化饲料加工企业除去原料成本，加上人工、菌剂、打包膜、耗电等费用，成本合计400元/t，按膨化饲料价格650元/t计算，每加工1 t秸秆膨化饲料，可增收250元以上。
2.2.3 应用情况
该技术模式适宜玉米等粮食作物生产区域应用。目前，延庆区推广应用了秸秆捡拾打捆技术模式，怀柔区推广应用了秸秆膨化饲料加工技术模式，既解决了秸秆离田利用问题，同时农户、农机合作社和秸秆加工企业也获得了良好收益。
2.3 果园树枝废弃物利用技术模式
2.3.1 主要技术模式
果园树枝的纤维素和木质素含量较高，由于营养成分不足，难以直接作为肥料和饲料加工；
同时由于环保要求，压块燃烧、工业原料提取等技术也难以实施。根据木质残枝的特点，选用树枝粉碎机对树枝进行粉碎作业，并把破碎后的残枝分选为1～5 cm、0.2～1 cm、小于0.2 cm 3个等级，分别用于有机覆盖物加工、栽培基质加工和有机肥加工利用。
有机覆盖物加工主要工艺包括枝叶分离回收、粗破处理、细破处理、分筛、染色、堆积腐熟、分选装袋等，经过处理后的有机覆盖物可以在小区、公园、道路、城市裸露地使用，起到美化城市、打造景观的作用。栽培基质加工主要以残枝废弃物为基本原料，添加适量的稻壳、生物炭，并加入生物菌剂，按一定的配比制作栽培基质，可替代土壤用于作物栽培。有机肥加工采用好氧高温堆肥技术，将果园树枝废弃物、大田作物秸秆、蔬菜烂秧烂果等植物性废弃物粉碎，与牛粪等畜禽粪便混合后添加菌剂进行堆肥发酵，最后经筛分装袋后加工成为有机肥。
2.3.2 应用情况
果园树枝废弃物的利用总体经济效益不高，具有较强的公益性。政府主要通过对相关生产设施、处理设备和有机肥产品进行补贴，保障技术模式的正常运行。目前，平谷区“生态桥”模式是成功的典型，以桃树枝处理为纽带，以种植业、养殖业废弃物和沼渣、沼液为核心原料，通过生态环保技术加工制成有机肥料还田，从而形成生态循环农业的闭环模式。由有机肥加工企业负责有机肥生产、置换对接；
由乡镇或委托有处理能力的合作社负责农林废弃物的粗粉和运输；
农户负责废弃物的收集并运输到粗粉点。该模式中，农户送来1吨“树枝子”，可换得市场价格约1 500元/t的“生态桥”有机肥及其他农产品，协同推进了果园树枝、畜禽粪污、蔬菜秸秆等废弃物利用，促进了农业生态循环发展。
3.1 秸秆利用技术体系不完善
北京市粮食作物秸秆处理利用水平较高，但是设施蔬菜秸秆处理还有较大提升潜力，果园树枝处理还是短板，需要下大力气解决。在装备方面，秸秆机械化还田装备老旧，缺乏适宜设施蔬菜秸秆小型化处理设备、果园树枝可移动式粉碎、运输一体化设备等。在技术方面，秸秆多元开发利用不足，秸秆粉碎还田技术标准与耕地地力保护结合还不够，仍然比较粗放。不同区域、不同类型的秸秆，还需要明确适宜的处理技术路线和技术模式。
3.2 秸秆利用主体作用发挥不充分
企业、合作社等经营主体是开展秸秆社会化作业服务的主力，是提高秸秆产业综合利用效益、推动秸秆产业高质量发展的重要力量。在服务能力方面，绝大部分秸秆处理主体的处理规模小，以园区化内部处理、循环利用为主，对小农户等带动能力不足，社会化服务能力不强，与当前秸秆产业发展的需求不匹配。在经营效益方面，由于种养区域分散，不同种类秸秆成熟时间不同，秸秆需要经过较长路程运输才能到达企业，增加了秸秆收运成本，再加上设备、人力、基建等投入较大，处理后产品价格不高，导致秸秆利用效益较低。
3.3 秸秆利用激励政策有待优化
在管理上，农作物秸秆、蔬菜、果园树枝废弃物处理工作一直存在条块分割、各自为战的情形，还需要统筹规划，进一步建立完善全市“一盘棋”的废弃物协同处理管理机制。在政策激励上，还需要进一步建立涵盖用地、设备、补贴、环保等农林废弃物综合利用的政策体系，为秸秆综合利用保驾护航。
针对秸秆综合利用技术体系不完善、运行模式效益不高、扶持政策不健全等问题，总的思路是坚持以绿色、低碳、循环为主，按照粮经饲统筹、种养加一体、一二三产融合发展的思路，加强顶层设计，把农作物秸秆、蔬菜秸秆、林果残枝等废弃物处理进行统一设计、一体规划。聚焦秸秆产地还田、收集、贮藏、运输、加工、利用等关键环节，加强绿色技术创新、运行模式创新、扶持政策优化，推动秸秆处理产业化、服务社会化、运行市场化发展，提升秸秆综合利用的经济效益、社会效益和生态效益，推动实现粮食作物和经济作物、蔬菜、养殖、林果等产业的废弃物综合利用。
4.1 加强秸秆利用技术创新集成，提升技术装备水平
一方面，要加强秸秆处理设备的研发。开展移动式秸秆粉碎运输一体化设备、设施蔬菜秸秆小型化处理设备等的研发应用，补齐装备短板。加大秸秆处理设备投入力度，逐步淘汰老旧、功能单一的装备。另一方面，要加强技术研究应用。开展秸秆粉碎还田与农田、菜田耕地地力匹配的技术研究示范，促进秸秆还田的标准化、科学化。根据秸秆种类、产量、分布特点，在横向上，开展秸秆向食用菌生产基料、基质栽培等多元化开发，探索形成适宜不同区域类型的秸秆处理技术模式和技术路线。在纵向上，加强秸秆还田、收集、运输、加工、利用等一体化技术集成，延长秸秆利用产业链、价值链。
4.2 分类推进秸秆利用技术应用，提高绿色发展水平
首先，要加大秸杆利用成熟技术推广力度。积极推广农机深松、少免耕播种、秸秆粉碎还田、设施尾菜原位还田等秸秆肥料化技术，开展深松作业质量、农田质量监测。促进秸秆饲料化、基料化和原料化利用。其次，积极推广复合处理设施和处理技术工艺，加强设施蔬菜秸秆、林果残枝与小麦、玉米秸秆协同处理利用，提高设施设备利用效率。再次，建立秸秆资源化利用示范点，通过试点示范，因地制宜推广秸秆资源化利用技术。
4.3 加强秸秆利用主体培育，提升综合效益水平
首先，要加大主体培育力度，依托现代农业园、合作社、企业，积极培育综合型秸秆利用主体，统筹开展小麦、玉米秸秆、设施蔬菜、林果残枝等秸秆协同处理利用，促使秸秆资源化综合利用向规模化、工厂化、商品化发展。其次，要延长秸秆处理产业链，实现秸秆收储运、产加用环节的协同，推行合作式、托管式等服务模式，降低环节成本，实现与小农户的链接。再次，要鼓励规模发展。鼓励企业把与农作物秸秆综合利用相关的各种原料及加工产品的生产过程整合，实现收贮、种植、养殖、产品加工、科技服务各环节衔接。支持镇域秸秆综合利用，支持秸秆利用与耕地地力提升补贴政策相挂钩。
4.4 健全秸秆利用激励政策，提升管理服务水平
由于农业生产区域大、主体多，秸秆难以集中收集，再加上秸秆堆积密度较大，运输成本较高，企业持续盈利能力较弱，需要政府配套相关支持政策，充分调动市场参与主体的积极性。在产业政策方面，要优化完善秸秆利用的用地政策、环保政策，为秸秆废弃物处置利用提供政策保障。在农机补贴方面，争取将翻堆机、快速发酵设备等专用机械纳入补贴范围，持续支持秸秆利用主体完善秸秆打捆机、粉碎机、压块机等设备配套，降低生产投入。在生产作业方面，针对秸秆收集难、效益低等问题，持续对秸秆粉碎还田、秸秆收集运输等环节进行补贴，降低生产经营成本，如秸秆粉碎还田作业市级给予补贴525元/hm2。秸秆分捡运输收集环节，由各村组织人员负责秸秆及蔬菜废弃物的分捡，去除其中的石块、塑料薄膜等杂质，并将分捡好的秸秆及蔬菜废弃物运送到指定收集点。此部分补贴按照实有蔬菜面积直接补贴给各镇政府。拉运及粉碎环节，由经营性服务组织负责废弃物的拉运及后续的粉碎加工作业。此部分补贴按照实际作业面积直接补贴给经营性服务组织。在产品利用方面，可以一定价格对企业生产的有机肥进行回购，回购的有机肥回用于提供秸秆的农户，实现还田利用。在宣传培训上，要深入田间地头开展技术服务，用技术指导农民，用示范带动农民，用效益吸引农民，调动农民、农业合作组织等市场主体的积极性。
持续加强种植秸秆综合利用，是新时代做好生态振兴的重要内容，关乎农村人居环境的底色。当前我国进入了全面推进乡村振兴的新时期，绿水青山就是金山银山的理念已深入人心，寻求粮食安全战略下的绿色生态发展路径是新发展理念的必然要求。在这背景下，持续创新完善种植秸秆资源化利用技术体系、生产模式，加大政策支持力度，推动种植秸秆综合利用技术的研究与应用，提高经济、社会和生态效益具有重要意义。
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