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本書(shū)旨在系統地闡述秸稈五化利用的相關(guān)技術(shù)及其在農業(yè)固碳減排方面所發(fā)揮的重要作用。通過(guò)對國內外最新研究成果與實(shí)踐應用的總結，詳細介紹了每一種利用技術(shù)的原理、工藝流程、應用案例以及評估了相應的生態(tài)環(huán)境效益。對秸稈還田、離田堆肥等技術(shù)對土壤肥力提升與有機碳固存的作用；秸稈膨化發(fā)酵、顆?；庸づc青貯等處理方式如何提高秸稈飼料的營(yíng)養價(jià)值，并減少畜牧業(yè)生產(chǎn)中的碳排放；秸稈制備固（成型固體燃料）、液（醇類(lèi)液體生物燃料）、氣（沼氣發(fā)酵）燃料與直燃發(fā)電技術(shù)在能源供應與減少化石燃料依賴(lài)方面的貢獻等進(jìn)行了系統、全面的闡述。

齊高相，博士，山東省農業(yè)科學(xué)院副研究員。主要從事固體廢棄物資源化利用相關(guān)研究，承擔省部級及以上項目5項。作為項目骨干參研國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目、國家科技支撐計劃項目等國家級項目6項。相關(guān)研究成果在國際期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇，申請國家發(fā)明專(zhuān)利90余項，授權30余項，出版學(xué)術(shù)專(zhuān)著(zhù)1部。

第 1 章? 秸稈綜合利用及其固碳減排效應概述

1.1 我國農作物秸稈資源及其利用現狀 ....................................................... 002

1.1.1 我國農作物秸稈資源 .................................................................... 002

1.1.2 我國農作物秸稈資源利用現狀 .................................................... 003

1.2 秸稈“五化”綜合利用技術(shù) ................................................................... 006

1.2.1 肥料化利用技術(shù) ............................................................................ 006

1.2.2 飼料化利用技術(shù) ............................................................................ 006

1.2.3 燃料化利用技術(shù) ............................................................................ 008

1.2.4 基料化利用技術(shù) ............................................................................ 009

1.2.5 原料化利用技術(shù) ............................................................................ 010

1.3 秸稈“五化”利用在農業(yè)固碳減排中的作用 ....................................... 011

1.3.1 減少農業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的碳排放 .................................................... 011

1.3.2 土壤固碳效應與肥力提升 ............................................................ 012

1.3.3 生物質(zhì)能源替代 ............................................................................ 012

1.3.4 材料化利用降低物耗與能耗 ........................................................ 012

1.3.5 促進(jìn)農業(yè)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展 ................................................................ 013

參考文獻 ............................................................................................................ 013

第 2 章? 秸稈肥料化利用技術(shù)及其固碳減排效應

2.1 秸稈還田技術(shù) ........................................................................................... 016

2.1.1 我國不同地區秸稈還田方式存在差異 ........................................ 016

2.1.2 東北地區秸稈還田技術(shù) ................................................................ 017

2.1.3 華北地區麥 - 玉輪作秸稈還田技術(shù) ............................................. 026

2.1.4 西北地區玉米秸稈還田技術(shù) ........................................................ 027

2.1.5 南方地區秸稈與綠肥還田技術(shù) .................................................... 030

2.2 根茬還田技術(shù) ........................................................................................... 036

2.2.1 根茬滅茬與還田概述 .................................................................... 036

2.2.2 滅茬分類(lèi)與技術(shù)要點(diǎn) .................................................................... 036

2.2.3 根茬滅茬與還田結合技術(shù) ............................................................ 036

2.2.4 根茬滅茬與還田結合技術(shù)優(yōu)勢 .................................................... 037

2.2.5 潛在問(wèn)題與對策 ............................................................................ 038

2.2.6 區域適配與技術(shù)優(yōu)化 .................................................................... 038

2.3 調氮促腐技術(shù) ........................................................................................... 039

2.3.1 調氮促腐技術(shù)原理 ........................................................................ 039

2.3.2 調氮促腐技術(shù)要點(diǎn) ........................................................................ 039

2.3.3 調氮促腐技術(shù)優(yōu)勢 ........................................................................ 040

2.3.4 調氮促腐技術(shù)適用區域與注意事項 ............................................ 041

2.4 秸稈還田過(guò)程中的病蟲(chóng)草害防治 ........................................................... 041

2.4.1 秸稈還田過(guò)程中的蟲(chóng)害成因及其防治 ........................................ 041

2.4.2 秸稈還田過(guò)程中的病害成因及其防治 ........................................ 043

2.4.3 秸稈還田草害及其防治 ................................................................ 045

2.5 秸稈離田堆肥技術(shù) ................................................................................... 047

2.5.1 秸稈離田堆肥技術(shù)原理 ................................................................ 047

2.5.2 秸稈離田堆肥技術(shù)流程 ................................................................ 047

2.5.3 秸稈離田堆肥技術(shù)優(yōu)勢 ................................................................ 048

2.5.4 秸稈離田堆肥技術(shù)挑戰與對策 .................................................... 048

2.5.5 秸稈離田堆肥技術(shù)應用場(chǎng)景 ........................................................ 048

2.6 秸稈生物反應堆技術(shù) ............................................................................... 049

2.6.1 秸稈生物反應堆技術(shù)原理 ............................................................ 049

2.6.2 秸稈生物反應堆技術(shù)流程 ............................................................ 049

2.6.3 秸稈生物反應堆技術(shù)優(yōu)勢 ............................................................ 051

2.6.4 秸稈生物反應堆技術(shù)挑戰與對策 ................................................ 051

2.6.5 秸稈生物反應堆技術(shù)實(shí)際案例 .................................................... 051

2.7 秸稈肥料化利用的固碳減排效應與機制 ............................................... 051

2.7.1 秸稈肥料化利用的固碳減排效應 ................................................ 051

2.7.2 秸稈肥料化利用的固碳減排機制 ................................................ 052

參考文獻 ............................................................................................................ 053

第 3 章? 秸稈飼料化利用技術(shù)及其固碳減排效應

3.1 秸稈膨化發(fā)酵技術(shù) ................................................................................... 056

3.1.1 秸稈膨化發(fā)酵技術(shù)概述 ................................................................ 056

3.1.2 秸稈膨化發(fā)酵技術(shù)原理 ................................................................ 057

3.1.3 秸稈膨化發(fā)酵技術(shù)流程 ................................................................ 058

3.1.4 秸稈膨化發(fā)酵技術(shù)優(yōu)勢 ................................................................ 058

3.1.5 秸稈膨化發(fā)酵技術(shù)適用區域及其注意事項 ................................ 061

3.1.6 秸稈膨化發(fā)酵典型案例 ................................................................ 061

3.1.7 秸稈膨化發(fā)酵技術(shù)小結 ................................................................ 062

3.2 秸稈顆?；庸ぜ夹g(shù) ............................................................................... 062

3.2.1 秸稈顆?；庸ぜ夹g(shù)概述 ............................................................ 062

3.2.2 秸稈顆?；庸ぜ夹g(shù)原理 ............................................................ 063

3.2.3 秸稈顆?；庸ぜ夹g(shù)流程 ............................................................ 064

3.2.4 秸稈顆?；庸ぜ夹g(shù)優(yōu)勢 ............................................................ 066

3.2.5 秸稈顆?；庸ぜ夹g(shù)優(yōu)勢 ............................................................ 067

3.2.6 秸稈顆?；庸ぜ夹g(shù)面臨的問(wèn)題與解決方案 ............................ 067

3.3 秸稈青貯技術(shù) ........................................................................................... 069

3.3.1 秸稈青貯技術(shù)概述 ........................................................................ 069

3.3.2 秸稈青貯技術(shù)要點(diǎn) ........................................................................ 070

3.3.3 常見(jiàn)秸稈青貯方式 ........................................................................ 071

3.3.4 青貯管理 ........................................................................................ 073

3.4 秸稈飼料化利用固碳減排效應與機制 ................................................... 074

3.4.1 秸稈飼料化利用的固碳減排效應 ................................................ 074

3.4.2 秸稈飼料化利用的固碳減排機制 ................................................ 076

參考文獻 ............................................................................................................ 078

第 4 章? 秸稈燃料化利用技術(shù)及其固碳減排效應

4.1 秸稈成型固體燃料技術(shù) ........................................................................... 080

4.1.1 秸稈成型固體燃料技術(shù)概述 ........................................................ 080

4.1.2 秸稈成型固體燃料技術(shù)原理 ........................................................ 081

4.1.3 秸稈成型固體燃料技術(shù)工藝流程 ................................................ 082

4.1.4 秸稈成型固體燃料技術(shù)優(yōu)勢 ........................................................ 083

4.1.5 秸稈成型固體燃料技術(shù)應用現狀 ................................................ 084

4.1.6 秸稈成型固體燃料技術(shù)面臨的挑戰 ............................................ 084

4.1.7 秸稈成型固體燃料技術(shù)發(fā)展前景 ................................................ 085

4.2 秸稈直燃發(fā)電技術(shù) ................................................................................... 085

4.2.1 秸稈直燃發(fā)電技術(shù)原理 ................................................................ 086

4.2.2 秸稈直燃發(fā)電工藝流程 ................................................................ 086

4.2.3 秸稈直燃發(fā)電技術(shù)優(yōu)勢 ................................................................ 087

4.2.4 秸稈直燃發(fā)電技術(shù)面臨的挑戰 .................................................... 088

4.3 秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷技術(shù) ....................................................................... 089

4.3.1 秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷技術(shù)概述 .................................................... 089

4.3.2 秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷技術(shù)原理 .................................................... 089

4.3.3 秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷流程 ............................................................ 091

4.3.4 秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷影響因素 .................................................... 092

4.3.5 秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷技術(shù)優(yōu)勢 .................................................... 093

4.4 秸稈液體燃料發(fā)酵技術(shù) ........................................................................... 094

4.4.1 秸稈液體燃料發(fā)酵技術(shù)概述 ........................................................ 094

4.4.2 秸稈液體燃料發(fā)酵技術(shù)原理與流程 ............................................ 094

4.4.3 秸稈液體燃料發(fā)酵技術(shù)優(yōu)勢 ........................................................ 095

4.4.4 秸稈液體燃料發(fā)酵技術(shù)應用現狀 ................................................ 096

4.4.5 秸稈液體燃料發(fā)酵技術(shù)展望 ........................................................ 096

4.5 生物質(zhì)熱解與氣化技術(shù) ........................................................................... 097

4.5.1 生物質(zhì)熱解與氣化技術(shù)概述 ........................................................ 097

4.5.2 生物質(zhì)熱解技術(shù) ............................................................................ 098

4.5.3 生物質(zhì)氣化技術(shù) ............................................................................ 100

4.5.4 生物質(zhì)熱解與氣化技術(shù)的優(yōu)勢與面臨的挑戰 ............................ 101

4.6 秸稈燃料化利用的固碳減排效應與機制 ............................................... 102

4.6.1 秸稈燃料化利用的固碳減排效應 ................................................ 102

4.6.2 秸稈燃料化利用的固碳減排機制 ................................................ 103

參考文獻 ............................................................................................................ 104

第 5 章? 秸稈基料化利用技術(shù)及其固碳減排效應

5.1 秸稈制備食用菌栽培基質(zhì)技術(shù) ............................................................... 106

5.1.1 秸稈制備食用菌栽培基質(zhì)技術(shù)概述 ............................................ 106

5.1.2 秸稈制備食用菌栽培基質(zhì)技術(shù)流程 ............................................ 107

5.1.3 秸稈制備食用菌栽培基質(zhì)技術(shù)適用區域 .................................... 110

5.1.4 秸稈制備食用菌栽培基質(zhì)技術(shù)優(yōu)勢 ............................................ 110vi

5.2 秸稈制備育苗基質(zhì)技術(shù) ........................................................................... 111

5.2.1 秸稈制備育苗基質(zhì)技術(shù)概述 ........................................................ 111

5.2.2 秸稈制備育苗基質(zhì)技術(shù)要點(diǎn) ........................................................ 112

5.2.3 秸稈制備育苗基質(zhì)技術(shù)適用區域 ................................................ 113

5.2.4 秸稈制備育苗基質(zhì)技術(shù)優(yōu)勢 ........................................................ 114

5.2.5 秸稈制備育苗基質(zhì)技術(shù)發(fā)展前景 ................................................ 115

5.3 秸稈發(fā)酵制備養殖墊料技術(shù) ................................................................... 116

5.3.1 秸稈發(fā)酵制備養殖墊料技術(shù)概述 ................................................ 116

5.3.2 秸稈發(fā)酵制備養殖墊料技術(shù)要點(diǎn) ................................................ 116

5.3.3 秸稈發(fā)酵制備養殖墊料技術(shù)優(yōu)勢 ................................................ 117

5.4 秸稈基料化利用固碳減排效應與機制 ................................................... 118

5.4.1 秸稈基料化利用的固碳減排效應 ................................................ 118

5.4.2 秸稈基料化利用的固碳減排機制 ................................................ 119

參考文獻 ............................................................................................................ 121

第 6 章? 秸稈原料化利用技術(shù)及其固碳減排效應

6.1 秸稈清潔制漿技術(shù) ................................................................................... 124

6.1.1 秸稈清潔制漿技術(shù)概述 ................................................................ 124

6.1.2 秸稈清潔制漿技術(shù)流程 ................................................................ 125

6.1.3 秸稈清潔制漿技術(shù)發(fā)展現狀 ........................................................ 125

6.1.4 秸稈清潔制漿技術(shù)優(yōu)勢 ................................................................ 126

6.1.5 秸稈清潔制漿技術(shù)應用領(lǐng)域 ........................................................ 127

6.2 秸稈制備紙地膜技術(shù) ............................................................................... 128

6.2.1 秸稈制備紙地膜技術(shù)概述 ............................................................ 128

6.2.2 秸稈制備紙地膜技術(shù)流程 ............................................................ 129

6.2.3 秸稈制備紙地膜技術(shù)適用區域及現狀 ........................................ 130

6.3 秸稈制備人造板技術(shù) ............................................................................... 131

6.3.1 秸稈制備人造板技術(shù)概述 ............................................................ 131

6.3.2 秸稈制備人造板技術(shù)流程 ............................................................ 131

6.3.3 秸稈制備人造板技術(shù)優(yōu)勢 ............................................................ 133

6.3.4 秸稈制備人造板技術(shù)應用領(lǐng)域 .................................................... 134

6.4 秸稈原料化利用固碳減排效應與機制 ................................................... 134

6.4.1 秸稈原料化利用的固碳減排效應 ................................................ 134

6.4.2 秸稈原料化利用的固碳減排機制 ................................................ 136

參考文獻 ............................................................................................................ 136

在全球積極應對氣候變化、努力實(shí)現溫室氣體減排目標的大背景下，農業(yè)廢

棄物資源化綜合利用正逐漸成為農業(yè)可持續發(fā)展領(lǐng)域的關(guān)鍵議題。其中，農作物

秸稈作為農業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的數量巨大的副產(chǎn)物，其有效利用不僅關(guān)系到農村

生態(tài)環(huán)境的改善，更與農業(yè)固碳減排及循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展緊密相連。

長(cháng)期以來(lái)，焚燒秸稈現象在我國農村地區屢禁不止。焚燒秸稈不僅造成了生

物質(zhì)資源的極大浪費，還引發(fā)了嚴重的大氣污染，對空氣質(zhì)量、交通運輸以及人

們的身體健康產(chǎn)生了負面影響。隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步與研究的深入，秸稈的資源化利

用潛力不斷被挖掘，新用途不斷被開(kāi)發(fā)。秸稈的肥料化、飼料化、燃料化、基料

化和原料化（“五化”）利用技術(shù)，為秸稈的綜合利用開(kāi)辟了廣闊的道路。

本書(shū)旨在系統闡述秸稈“五化”利用的相關(guān)技術(shù)及其在農業(yè)固碳減排方面發(fā)

揮的作用。通過(guò)對國內外最新研究成果與實(shí)踐應用的總結，詳細介紹了每一種利

用技術(shù)的原理、工藝流程以及應用案例，并評估了相應的生態(tài)環(huán)境效益。在秸稈

肥料化利用章節，闡述了秸稈還田、離田堆肥等技術(shù)對土壤肥力提升與有機碳固

存的作用；在秸稈飼料化利用章節，探討了秸稈膨化發(fā)酵、顆?；庸づc青貯等

處理方式如何提高秸稈飼料的營(yíng)養價(jià)值，并減少畜牧業(yè)碳排放的作用；在秸稈燃

料化利用章節，介紹了秸稈制備成型固體燃料、醇類(lèi)液體生物燃料、生物燃氣與

直燃發(fā)電技術(shù)在能源供應與減少化石燃料依賴(lài)方面的貢獻；在秸稈基料化利用章

節，講述了秸稈作為食用菌栽培基料、育苗基質(zhì)、養殖墊料等應用技術(shù)及其環(huán)境

效益；在秸稈原料化利用章節，分析了秸稈在造紙、可降解地膜、人造板材等材料領(lǐng)域的應用前景以及其對減少木材和化石原料消耗和固碳減排的積極意義。

本書(shū)不僅可供農業(yè)科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、可再生能源等相關(guān)領(lǐng)域的科研人員參考，

也能為從事農業(yè)廢棄物處理與資源化利用的企業(yè)管理人員、技術(shù)人員提供實(shí)踐指

導，同時(shí)期望本書(shū)的出版能夠引起政府部門(mén)、農業(yè)從業(yè)者以及社會(huì )各界對秸稈綜

合利用的廣泛關(guān)注。我們衷心希望，本書(shū)能夠為推動(dòng)我國秸稈“五化”利用技術(shù)

的普及與發(fā)展，助力農業(yè)綠色低碳轉型，實(shí)現農業(yè)可持續發(fā)展貢獻一份力量。

由于編者水平有限，本書(shū)難免存在不足之處，歡迎讀者批評指正。

這是一部為中國農業(yè)綠色轉型提供系統解決方案的權威指南。本書(shū)首次全面梳理了秸稈在肥料化、飼料化、燃料化、基料化和原料化領(lǐng)域的“五化”利用技術(shù)，不僅詳細剖析了從還田堆肥到生物燃料制備等各種技術(shù)的原理與案例，更獨到地揭示了這些技術(shù)在提升土壤固碳、減少畜牧業(yè)排放、替代化石能源方面的巨大生態(tài)環(huán)境效益。

無(wú)論您是尋求前沿見(jiàn)解的科研人員，還是探索實(shí)踐路徑的企業(yè)家與管理者的案頭必備。它清晰地闡明，高效利用秸稈，正是我們邁向農業(yè)可持續發(fā)展、實(shí)現“雙碳”目標的關(guān)鍵一步。

秸稈肥料化利用包括秸稈直接還田和離田發(fā)酵兩類(lèi)方式，其一方面可實(shí)現秸

稈中的礦質(zhì)養分循環(huán)，另一方面植物光合作用固定的有機質(zhì)還田可提高土壤肥

力，兩者具有協(xié)同效應。秸稈中的氮、磷、鉀以及中微量元素等養分在微生物作

用下分解釋放，實(shí)現養分元素循環(huán)。如果將秸稈全量還田，帶入農田的平均養分

量相當于化肥用量的 38.4%（N）、18.9%（P2O5）和 85.5%（K2O）（宋大利等，

2018）。而秸稈有機質(zhì)分解產(chǎn)生的有機酸可活化土壤固定態(tài)磷，提高磷肥利用率，

腐殖質(zhì)則能夠提高土壤肥力。

秸稈離田發(fā)酵可將秸稈活性有機質(zhì)轉化為穩定的腐殖質(zhì)，釋放礦質(zhì)養分，有

機肥還田可提高土壤陽(yáng)離子交換量，進(jìn)而提升土壤肥力。此外，堆肥產(chǎn)生的高溫

還可殺滅病原微生物。秸稈還田和離田資源化利用通過(guò)礦質(zhì)養分釋放實(shí)現養分循

環(huán)，部分替代化肥，降低了化肥生產(chǎn)過(guò)程的碳排放。秸稈還田和堆肥使用增加了

土壤有機質(zhì)，增強了土壤的固碳作用。