農(nóng)作物秸稈是農(nóng)作物主產(chǎn)品收獲后留下的稈、莖、葉、殼、芯、藤蔓等副產(chǎn)品。在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)社會中，農(nóng)作物秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)民生活不可或缺的生產(chǎn)要素與生活資料。但是，隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的快速推進與農(nóng)民生活水平的提高，農(nóng)作物秸稈的傳統(tǒng)利用方式發(fā)生了顯著轉(zhuǎn)變: 化肥的大量使用替代了秸稈有機肥料，煤、電、液化氣等現(xiàn)代商品能源的快速普及替代了秸稈燃料，農(nóng)業(yè)機械替代了役畜，減少了對秸稈飼料用量的需求，現(xiàn)代建筑材料替代了秸稈建材。秸稈在農(nóng)村能源、飼料、建筑材料等方面的原有用途逐漸消失或弱化，成為像工業(yè)生產(chǎn)領域中的廢棄物一樣的農(nóng)業(yè)垃圾[1]。為趕農(nóng)時、搶播種，農(nóng)民往往不得不將廢棄的秸稈在露天直接焚燒，不僅浪費了寶貴的資源，也造成了嚴重的環(huán)境污染和社會危害，引起了社會各界的普遍關(guān)注[1 - 3]。據(jù)農(nóng)業(yè)部的最新調(diào)查，2009 年全國廢棄及焚燒的秸稈資源量約為 2. 15 億 t，占秸稈資源可收集利用量的 31. 31%[4]。秸稈用則利、棄則害，為大量廢棄的農(nóng)作物秸稈找到有效的資源化利用途徑，已成為當前農(nóng)業(yè)與農(nóng)村領域迫切需要解決的問題。

　　1 循環(huán)農(nóng)業(yè)與農(nóng)作物秸稈資源化利用

　　1. 1 循環(huán)農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵 循環(huán)農(nóng)業(yè)或循環(huán)型農(nóng)業(yè)( circular agriculture) 是國內(nèi)學術(shù)界在資源與環(huán)境約束背景下研究農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展而提出的一種理論，它是循環(huán)經(jīng)濟思想在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域的具體應用。目前，學術(shù)界關(guān)于循環(huán)農(nóng)業(yè)沒有統(tǒng)一的定義，存在著多種表述方式，但對循環(huán)農(nóng)業(yè)基本內(nèi)涵的理解大致相似。尹昌斌等[10]認為，循環(huán)農(nóng)業(yè)是一種全新的理念和策略，其核心是運用可持續(xù)發(fā)展思想、循環(huán)經(jīng)濟理論與產(chǎn)業(yè)鏈延伸理念，通過農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，調(diào)整和優(yōu)化農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，最大程度地利用農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能資源，利用生產(chǎn)中每一個物質(zhì)環(huán)節(jié)，倡導清潔生產(chǎn)和節(jié)約消費，嚴格控制外部有害物質(zhì)的投入和農(nóng)業(yè)廢棄物的產(chǎn)生，最大程度地減輕環(huán)境污染和生態(tài)破壞，以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的價值增值和生活環(huán)境優(yōu)美，實現(xiàn)生態(tài)的良性循環(huán)與農(nóng)村建設的和諧發(fā)展。

　　1. 2 農(nóng)作物秸稈的多級循環(huán)利用 農(nóng)業(yè)廢棄物多級循環(huán)利用是發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)的一種重要模式，其特點是將生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)作為一個重要的子系統(tǒng)引入到整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的循環(huán)路徑當中，尋求農(nóng)業(yè)廢棄物資源，特別是農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢渣的綜合利用途徑[11]。農(nóng)作物秸稈資源是農(nóng)業(yè)廢棄物中一種數(shù)量較多且分布廣泛的植物殘余類廢棄物，農(nóng)作物秸稈的多級循環(huán)利用是農(nóng)業(yè)廢棄物多級循環(huán)利用的主要形式之一。目前，我國秸稈資源利用方式單一、產(chǎn)業(yè)鏈條短、經(jīng)濟效益差、產(chǎn)業(yè)化程度低，嚴重制約了秸稈綜合利用水平的提高。因此，按照循環(huán)農(nóng)業(yè)的理念，通過發(fā)展以秸稈多級循環(huán)利用為特征的秸稈循環(huán)型農(nóng)業(yè)，從而增加秸稈資源的附加值，提高秸稈資源的利用率，將是未來我國秸稈資源化利用的重要方向。

　　1. 3 發(fā)展秸稈循環(huán)型農(nóng)業(yè)模式的原則和基本要求 1. 3. 1 循環(huán)利用與資源化原則。農(nóng)作物秸稈本質(zhì)上是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品和廢棄物，按照循環(huán)農(nóng)業(yè)的基本原理，可以通過微生物資源等措施的作用和轉(zhuǎn)化，變廢為寶，使其重新回到農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)或農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中去，從而實現(xiàn)廢棄物的資源化。秸稈資源循環(huán)利用可運用生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的原理，建立閉路循環(huán)工藝，即把秸稈資源作為原料投入到某一生產(chǎn)過程，該生產(chǎn)過程的廢料或副產(chǎn)品再經(jīng)過轉(zhuǎn)化成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，返回農(nóng)田( 園地) ，從而產(chǎn)生新的秸稈資源。整個循環(huán)利用過程，盡可能實現(xiàn)秸稈和其他廢棄物的資源化，減少廢棄物向生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境的直接排放。秸稈資源的循環(huán)利用與資源化可以有不同的途徑: 首先，它可以作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)( 比如畜牧養(yǎng)殖) 的原料進入循環(huán)過程; 其次，它可以作為農(nóng)村居民生活原料( 比如能源) 進入循環(huán)過程; 此外，它還可以作為工業(yè)生產(chǎn)的原料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村生活系統(tǒng)以外循環(huán)，并最終返回農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。 1. 3. 2 多級利用與產(chǎn)業(yè)鏈延伸原則。物質(zhì)和能量的多級利用是提高農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)濟效益和生態(tài)環(huán)境效益的有效途徑[7]。多級利用原則要求在按照循環(huán)農(nóng)業(yè)原理開展秸稈資源化利用過程中，對秸稈資源及相關(guān)廢棄物進行多次利用，而不是一次利用，通過延長資源和產(chǎn)品的使用周期從而提高物質(zhì)和資料的利用效率。多級利用也意味著要在秸稈資源及其相關(guān)產(chǎn)品的加工和處理過程中延長產(chǎn)業(yè)鏈條，通過秸稈資源利用產(chǎn)業(yè)內(nèi)部各要素間的共生耦合與協(xié)同作用，形成比較完善、閉合的產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡。

　　2 農(nóng)作物秸稈循環(huán)型農(nóng)業(yè)的主要模式

　　2. 1 秸稈養(yǎng)殖與能源循環(huán)型農(nóng)業(yè)模式 秸稈養(yǎng)殖與能源循環(huán)型農(nóng)業(yè)模式的主要特征是將秸稈利用與畜牧養(yǎng)殖業(yè)、無公害種植、清潔能源生產(chǎn)結(jié)合起來，以秸稈作為飼料飼喂畜牧為起點，通過養(yǎng)殖廢棄物的資源化利用延伸產(chǎn)業(yè)鏈條，實現(xiàn)秸稈養(yǎng)殖、生態(tài)種植與能源生產(chǎn)的相互耦合與和諧共生。這種模式多級循環(huán)利用的基本路徑可簡要表述如下: 秸稈通過物理、化學或生物方法加工成飼料，用于畜牧養(yǎng)殖; 畜牧糞便一方面可以通過厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，另一方面可以進入發(fā)酵車間生產(chǎn)生物有機肥; 沼氣用于發(fā)電或給周邊居民供氣，沼液作為沼肥用于糧食、蔬菜、花卉、水果等種植，沼渣用于飼養(yǎng)蚯蚓; 沼氣發(fā)電用于畜牧養(yǎng)殖的飼料加工或加工秸稈固體成型燃料，蚯蚓用于喂養(yǎng)鵝鴨等家禽，生產(chǎn)有機禽蛋; 秸稈固體成型燃料一方面可通過與農(nóng)戶交互秸稈的方式，用于家庭取暖和炊事，另一方面可通過市場賣給工業(yè)企業(yè)或城市集中供暖用戶。其多級循環(huán)利用的工藝流程( 圖 1) 可表示為秸稈→飼料→畜牧養(yǎng)殖→后續(xù)產(chǎn)業(yè)鏈→農(nóng)田( 園地) 。

　　2. 2 秸稈制炭循環(huán)型農(nóng)業(yè)模式 秸稈制炭循環(huán)型農(nóng)業(yè)模式的主要特征是將秸稈利用與工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)種植與清潔能源生產(chǎn)結(jié)合起來，以秸稈熱解為起點，通過對氣、液、固等熱解產(chǎn)品的后續(xù)開發(fā)來延伸產(chǎn)業(yè)鏈條，實現(xiàn)秸稈的資源化利用和價值增值。這種模式多級循環(huán)利用的基本路徑可簡要表述如下: 秸稈通過熱解氣化可轉(zhuǎn)化成固體的生物質(zhì)炭、秸稈氣和木醋液; 生物質(zhì)炭進一步加工成為栽培基質(zhì)、肥料緩釋劑和土壤修復劑用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，秸稈氣可用于發(fā)電或給周邊農(nóng)戶供氣，木醋液可進一步加工成葉面肥或殺蟲抗菌劑等農(nóng)藥用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。其多級循環(huán)利用的工藝流程( 圖 2) 可表示為秸稈→熱解→秸稈氣→農(nóng)戶供氣( 發(fā)電自用) ，木醋液→葉面微肥( 農(nóng)藥) →糧、菜、花、果，生物質(zhì)炭→碳基肥料( 肥料緩釋劑) →糧、菜、花、果。

　　2. 3 秸稈沼氣循環(huán)型農(nóng)業(yè)模式 秸稈沼氣循環(huán)型農(nóng)業(yè)模式的主要特征是將秸稈利用與清潔能源生產(chǎn)、生態(tài)種植結(jié)合起來，以秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣為起點，通過沼渣、沼液的綜合利用來延伸產(chǎn)業(yè)鏈條，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。這種模式多級循環(huán)利用的基本路徑可簡要表述為: 秸稈作為發(fā)酵原料通過厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣; 沼氣用于農(nóng)戶供氣或發(fā)電，沼液作為沼肥用于糧食、蔬菜、花卉、水果等種植，秸稈沼渣可用于基料培養(yǎng)雙孢菇，菇渣返還農(nóng)田( 園地) 。其多級循環(huán)利用的工藝流程( 圖 3) 可表示為秸稈→沼氣→農(nóng)戶供氣( 發(fā)電) ，沼液→糧、菜、花、果，秸稈沼渣→食用菌→菇渣→糧、菜、花、果。

　　3 結(jié)論與討論

　　農(nóng)作物秸稈資源化利用存在著肥料化、飼料化、能源化、原料化和基料化 5 種基本的途徑，然而從農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)利用和能量轉(zhuǎn)化的角度來看，采用單一的利用方式，秸稈資源的物質(zhì)利用率和能量轉(zhuǎn)化率都會受到制約，無法形成規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化。因此，將秸稈利用與生態(tài)養(yǎng)殖、無公害種植、加工增值和產(chǎn)業(yè)化服務有機銜接，建立閉路循環(huán)工藝，形成多級利用和循環(huán)利用相結(jié)合的秸稈循環(huán)型農(nóng)業(yè)模式，以延長秸稈利用的循環(huán)鏈條，提高秸稈資源的附加值，增強秸稈產(chǎn)品的市場競爭力，是推進我國秸稈綜合利用工作的重要方向。筆者從秸稈循環(huán)型農(nóng)業(yè)的循環(huán)利用與資源化、多級利用與產(chǎn)業(yè)鏈延伸、產(chǎn)業(yè)化與價值增值的基本原則出發(fā)，歸納和總結(jié)了 5 種主要的秸稈循環(huán)型農(nóng)業(yè)模式，為進一步開展相關(guān)研究提供了參考和借鑒。

　　為加快秸稈循環(huán)型農(nóng)業(yè)模式的發(fā)展，促進秸稈資源的高效利用，建議從以下幾個方面加強對秸稈循環(huán)型農(nóng)業(yè)模式的扶持: 一是出臺引導性政策，鼓勵各地發(fā)展秸稈多級循環(huán)利用產(chǎn)業(yè); 二是設立農(nóng)作物秸稈循環(huán)型農(nóng)業(yè)技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化專項資金，加大對相關(guān)技術(shù)開發(fā)的財政支持力度; 三是在秸稈資源豐富的地區(qū)，建立和發(fā)展一批從事秸稈循環(huán)型農(nóng)業(yè)的示范工程和龍頭企業(yè)，帶動周邊農(nóng)戶開展秸稈多級循環(huán)利用; 四是對利用秸稈資源進行有機農(nóng)產(chǎn)品、生物肥料或生態(tài)農(nóng)藥生產(chǎn)的企業(yè)給予財政補貼、稅收優(yōu)惠和金融支持，降低其生產(chǎn)成本; 五是鼓勵和支持各地建立健全秸稈收儲運體系，為秸稈循環(huán)型農(nóng)業(yè)模式的發(fā)展提供穩(wěn)定的原料支持。

　　參考文獻

　　[1]陳新鋒. 對我國農(nóng)村焚燒秸稈污染及其治理的經(jīng)濟學分析———兼論農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化過程中農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的工業(yè)替代[J]. 中國農(nóng)村經(jīng)濟，2001 ( 2) : 47 -52.

　　[2]曹國良，張小曳，鄭方成，等. 中國大陸秸稈露天焚燒的量的估算[J].資源科學，2006，28( 1) : 9 -13.

　　《基于循環(huán)農(nóng)業(yè)的農(nóng)作物秸稈資源化利用模式研究》來源：《安徽農(nóng)業(yè)科學》，作者：馮 偉，張利群* ，何龍娟，龐中偉，郭淑珍