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秸秆综合利用技术装备存在的主要问题

秸秆利用虽然形式多样，空间巨大，但除秸秆直接粉碎还田技术相对较成熟之外，其他利用方式在技术装备方面尚还存在许多不足。为进一步提高我国秸秆综合利用水平，实现规划确定的秸秆综合利用目标，亟待解决以下4个方面的制约问题。

2.1秸秆就近肥料化利用装备待开发完善 由于我国的基本国情是人多地少，全国农业用地6.44亿hm2，耕地量为1.35亿hm2，人均耕地面积仅为0.076hm2，仅为世界平均值的1/3[12]。因此，出于粮食生产安全考虑，我国农业属于高强度种植模式，复种指数很高，已由解放初期的93%提升到130%以上[13]。农作物秸秆的产量已经由1991年的5.52×108t，增加到2016年的7.90×108t，年平均增长量9.16×106t[14]。如果按照固定的秸秆产量比例进行秸秆直接还田，导致秸秆还田量不断增加，难免会出现由于秸秆不能及时腐熟而影响作物生长的弊端，这就需要改变秸秆作为肥料的还田方式，显然通过生产有机肥是一种可行的有效途径。但传统的有机肥生产手段和方式已经不能适应农村社会经济发展的需要，开发先进适用的就近肥料化利用装备成为了亟待破解的问题。传统秸秆肥料化利用主要是堆沤和焚烧。人工经验性堆沤的农家肥虽然有节省投入的优势，但容易造成二次污染，肥料质量不稳定，用工强度大，已不适宜采用。秸秆焚烧，对于农业生产者是一条捷径，由于众所周的原因，却是行不通的。

工业化秸秆肥料化生产是控制一定的生产条件，通过一定的技术手段，在工厂中实现秸秆腐烂分解和稳定，最终将其转化为商品肥料的一种生产方式。目前，产品一般包括精制有机肥和有机-无机复混肥的2种产品。自21世纪初以来，全国精制有机肥和有机-无机复混肥生产量增长了2倍左右。有机肥生产企业主要分布于有机肥原料丰富地区(如山东和河北)和经济发达地区(如广东和江苏)，其中山东、河北、辽宁、广东和江苏5省企业占50%以上，普遍规模不大，半数以上企业年产不足1万t[15]。

工业化有机肥生产远没有满足秸秆肥料化利用的需求。由于秸秆原料的分散性和低值性特点，在有限补贴的条件下，利用秸秆大规模工厂化生产有机肥一般是不经济的，这是大规模企业发展受阻的重要原因。实际上，接近原料地或田间地头开展肥料化生产无疑是性价比较高的途径。一些科研单位尝试开发田头堆沤肥料的装备，已经有不少成功的案例，从技术性和经济性评估，具有较好的市场前景，尤其是以秸秆生物炭为基料的炭化肥，也展现较强的技术优势。因此，秸秆就近肥料化利用装备的开发完善是目前提高秸秆肥料化利用的亟待突破的瓶颈。

2.2蔬菜秸秆处理装备基本空白 我国每年产生10亿t左右秸秆中，其中蔬菜秸秆约2亿t[16]。蔬菜秸秆是可以循环利用的资源，但是如何处理利用一直是个“老大难”。叶菜类秸秆含水量高达75%～95%，不易运输、容易腐烂，还夹杂了大量的塑料绳、残留地膜、石块等杂物，分捡难度大。蔬菜秸秆乱堆乱放，不仅影响交通、堵塞河流，还会导致病原菌、虫卵等致病原四处传播。如何将蔬菜秸秆资源化再利用，实现蔬菜废弃物处理的减量化、能源化和资源化，成为目前亟待重视和解决的问题。实践证明，蔬菜秸秆肥料化处理，是一条可行的路径。目前，山东泰昌生物科技有限公司、张家港市春泰环保工程有限公司等，在蔬菜秸秆肥料化处理上，已经先行探索，初步开发了较实用的技术装备。然而，对于全国需要处理大量蔬菜秸秆，还是远远不够的。因此，要想有效提高蔬菜秸秆的资源化利用水平，加快处理装备的研发是不二之选。

2.3收储运体系缺乏有效装备支撑 秸秆收储运是实现秸秆产业化综合利用的前提。秸秆具备质地蓬松、能量密度低、运输成本高、空间分散和时间集中度高等特点。尽管目前秸秆综合利用率已达到83.68%，但秸秆收集率不足40%[17]。秸秆离田“最初一公里”难题已成为秸秆规模化利用的瓶颈。秸秆收储运难，除了运行机制、种植模式、利用方式等方面的因素，技术装备缺乏也是很重要的原因。一是秸秆收集装备功能单一。秸秆收集的方式主要分打捆收集和散草收集2种。秸秆的打捆收集需要搂草、打捆、装运3个环节，需3～4种以上机型参与，购置和维护成本高，机具多次作业成本高，土壤被压实破坏。综合测算，秸秆收集成本数倍于粮食收获成本，且秸秆利用价值显然低于粮食，农户积极性自然不高。目前，与草捆捡拾车、秸秆收运车配套的设备研究相对较少，导致收集装备功能简单且效率低下，运输、装卸成本高。二是缺乏散草收集装备。短距离运输时，散草收集的方式在人工投入、收集、运输效率等方面明显优于打捆收集;而在中长距离运输时，效益不高。散草收集装备在国内尚无市场化设备，依赖于进口散草捡拾拖车，使用主要局限于大型农场和畜牧养殖基地。三是缺乏小地块和丘陵地块秸秆收集的专用机械。大型、高效率的设备无法在南方小田块运行，即便是小型设备，面临多且杂的小田块，效率、效益也不高。国内现有秸秆收集装备主要以牵引式小方捆机和圆捆机为主，田间通过性不好，尤其缺乏针对南方小地块和丘陵地的专用秸秆收集装备。因此，研究开发先进适用的秸秆收储运实用装备，支撑秸秆资源化利用。

2.4生物质成型燃料及清洁炉效率有待提高 生物质成型燃料是高效洁净能源，可替代矿物能源用于生产与生活领域，应用领域及范围将逐步扩大。我国生物质成型燃料的加工机械主要不足是单位能耗大、模具寿命短、设备可靠性低、生产成本高。生物质成型燃料燃烧设备存在着空气流动场分布、炉膛温度场分布、浓度场分布、过量空气系数大小、受热面布置等不合理现象，严重影响生物质成型燃料燃烧正常速度与工作状况，存在着热效率低，排烟中的污染物含量高，易结渣等问题。清洁炉具方面，20世纪90年代，日本、美国及欧洲一些国家生物质成型燃料燃烧设备已经定型，并形成了产业化，在加热、供暖、干燥、发电等领域已普遍推广应用。相对而言，国内清洁炉具存在着价格高、使用燃料品种单一、易结渣、电耗高等缺点。以上2个方面，都大有改进余地。因此，促进生物质成型燃料市场化，必须把生物质成型燃料生产与应用的产业链条有效连接起来，促进生物质成型燃料产业的可持续发展。

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