黑龙江玉米秸秆基质化利用技术分析
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摘 要：对黑龙江玉米秸秆资源“五化”利用中秸秆基质化技术的现状、主要技术及其成熟度进行了综述，在此基础上提出了玉米秸秆综合基质化技术发展以及值得进一步研究的方向。
关键词：玉米;秸秆资源;基质化;综合利用
中图分类号：S646 文献标识码：A
doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.04.002
0 引言
黑龙江是我国玉米的主要产区，也是玉米秸秆产量大省。随着农村经济的发展，农民已经逐渐放弃利用玉米秸秆作为生活燃料，导致大量的玉米秸秆被露天焚烧，造成了严重的环境污染问题。2015年，国务院联合四部委发文明确提出：到2020 年，全国秸秆综合利用率要达到85%以上，从而在国家层面确立了五年内秸秆资源综合利用的基本目标。为解决秸秆资源综合利用的难题，提出了玉米秸秆能源化、肥料化、饲料化、原料化及基质化的“五化”利用模式，其中以饲料化利用为主，其次为能源化和肥料化，原料化和基质化利用程度较低，各类利用方式相关研究及发展不均衡。
1 秸秆“五化”利用技术
秸秆综合利用体系如图1所示，通过秸秆饲料化技术，采用物理、化学和生物方法加工秸秆饲料将其转化为优质饲料，有利于促进畜牧业发展，主流处理方式为青贮、颗粒和微贮饲料等;通过秸秆能源化技术（固化技术、液化技术、气化技术以及直燃技术等）将秸秆转化为优质燃料，有利于改善农民的生产生活条件，推进农村新能源建设;通过秸秆肥料化技术，如秸秆还田（粉碎翻压还田、覆盖还田、堆沤还田和过腹还田等）和秸秆有机肥生产（腐烂分解和稳定等），把秸秆转化为优质肥料，提高土壤有机质含量，能够有效改良土壤，提高农产品质量，促进农业提质增效;通过秸秆原料化技术，制浆（造纸）、纤维复合材料（人造板、餐具等）、有机物产品（羧甲基纤维素、木糖醇等） ，有利于促进生态型、环保型工业发展。通过秸秆基质化技术（菌菇栽培基质、作物育苗与栽培基质等），有利于菌菇、蔬菜、水稻等有机绿色产业发展，有利于促进农民增收。
秸秆基质化指以玉米秸秆为主要原料进行加工，主要为作物、微生物等生长提供良好条件和一定营养的有机固体材料。它主要包括菌菇栽培基质、作物育苗与栽培基质等，随着科技的进步，玉米秸秆基质化技术将会有更广阔的发展空间。
2.1 菌菇栽培基质
研究证实，秸秆富含食用菌生长所需的营养物质（碳源、氨源、维生素等），以秸秆为原料，结合其他营养物质，通过合理的配方与工艺加工成食用菌培养基质，可以替代木材养殖秀珍菇、白灵菇、金针菇等。李月梅等人利用玉米秸秆不同配方栽培双胞蘑菇，发现玉米秸秆与麦秸秆按1∶ 1混合栽培，生物学效率与麦秸单独培养相近，且子实体生长高峰显著提前，出菇期更集中。郑峻通过玉米秸秆代替棉籽壳与木屑栽培秀珍菇实验，能够完全替代棉籽壳，其生物效率与对比没有显著差异，替代木屑（占基质总量50%）其生物效率比对照高10.47%，优势显著。卓琴等人進行不同基质培养姬松茸产量比较试验研究表明：以玉米秸秆为主料的试验基质出菇时间快，子实体大小均匀，单位面积产量与总产量高，是实验中表现最好的基质。肇莹等人在玉米秸秆基质栽培白灵菇高产高效配方研究出最佳配方：玉米秸秆25%、玉米芯43%、麦麸15%、豆粕10%、玉米粉5%、石膏1%、石灰1%，该配方栽培的白灵菇子实体菌盖大、菇色好，可替代木屑用于白灵菇生产。
因此，利用玉米秸秆作为基质栽培菌菇具有现实意义。重要的是利用玉米秸秆代替木屑，是解决菌菇可持续发展瓶颈问题的重要方法，同时能够最大限度地保护宝贵的森林资源。
2.2 作物育苗与栽培基质
传统的作物育苗与栽培基质都离不开草炭，然而，草炭属于不可再生资源。随着基质的用量加大，草炭资源面临着枯竭，随着农业的发展，经研究发现，利用作物秸秆，经过粉碎发酵腐熟，按照一定的比例配比其他基质，用于育苗基质和栽培基质，能够代替日益枯竭的草炭资源。
苏丽影等人通过玉米秸秆复配基质对茄子幼苗生长和光合参数的影响进行研究，玉米秸秆基质添加沸石（20%～40%）可增加复配基质的持水孔隙度，降低复配基质的pH 值和电导率（EC），茄子幼苗的长势好，总叶绿素含量、净光合速率高，且壮苗指数显著高于对照组。向薇薇等人通过水稻机械化育秧秸秆基质技术研究表明，按照特定工艺配置的秸秆基质具有质地疏松，较好的保水性能及通气透水性，养分含量适中全面，酸碱度适中，有机质含量高，团粒结构好，栽后返青快，秧苗病虫草害少等特点。刘振国等人通过不同配比基质对黄瓜生长发育的影响研究表明，采用玉米秸秆、珍珠岩基质、蛭石（1∶ 1∶ 1 配比），能满足黄瓜对光合能力、水分、养分吸收的要求，对黄瓜生长发育、产量及品质方面影响显著。黑龙江省农机院通过营养基质盘水稻育秧技术研究，基质盘可取代苗床营养土，播种并覆盖散状基质进行水稻育秧，实现了基质和营养的有机结合，减少病虫草害，简化育秧程序，有效提高了秧苗质量和育秧效率。
利用废弃的玉米秸秆生产秸秆基质有机肥，不仅可以减少对草炭的消耗，充分利用解决大量的秸秆资源，而且秸秆转化成的基质，含有丰富的养分，能够显著提高农作物的品质和产量。
3 总结
以发展生态循环农业为方向，通过秸秆“五化”技术创新、模式创新和组织创新，实现秸秆饲料化、肥料化、基质化、能源化和原料化“五化”融合，实现玉米秸秆的高质利用、循环利用和持续利用，从根本上破解黑龙江省玉米秸秆产业化“存储难”、“成本高”与“价值低”等可持续发展难题，从源头上杜绝玉米秸秆野外焚烧的现象。
通过玉米秸秆基质化农用和秸秆肥料化生产绿色有机农产品，架起城市居民与农户的共享桥梁，延长农业产业链，拓展农业多功能性，衍生新产业新业态，激发内生动力，融合农村一二三产业，助推小农户与大农业衔接，最终带动农民生活富裕、引领农村产业兴旺、促进农村生态宜居。
综上所述，通过玉米秸秆综合利用技术的应用研究与示范推广，对黑龙江省农业结构进行了调整，促进高效生态农业和节粮型畜牧业的快速发展，尽快实现传统农业向可持续发展的现代化循环农业转型，从经济效益和生态效益的角度来看，玉米秸秆综合利用具有广阔的发展前景和深远的现实意义。
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