1、我國秸稈資源及其特征
    我國農作物秸稈年產量約為7億t左右，列世界之首。農作物秸稈產量及秸稈資源的應用情況見表1、表2。盡管我國秸稈資源豐富，但由于人口眾多，人均占有量相對于發達國家較少，還不到0.6 t．人一。我國的農村主要有水稻秸稈、小麥秸稈、玉米秸稈，其中玉米秸稈占36.7%，稻草秸稈占27.5%，小麥秸稈占15.2%；其糧食作物秸稈占了總量的90.5 010。50%以上的秸稈資源集中在四川、河南、山東、河北、江蘇、湖南、湖北、浙江等9省，西北地區和其他省份秸稈資源分布量較少。稻草主要在長江以南的諸多省份，而小麥和玉米秸稈分布在黃河與長江流域之間，以及黑龍江和吉林等省份。2、我國秸稈資源化利用現狀
    我國秸稈資源化技術呈現多元化發展，如秸稈還田、制有機肥料、秸稈氣化及壓塊燃料、動物飼料、作造紙業和紡織業的原料及秸稈培養食用菌等等。但與西方某些國家相比還有相當大的差距，相當多的一部分農作物秸稈仍被棄置在田間地頭和河溝，或者焚燒。
    (1)秸稈還田技術。這是我國秸稈資源化利用中最原始古老的技術，尤其是直接還田技術因其易被掌握，在目前仍被大量應用。間接還田技術中的漚制還田、過腹還田、過圈還田在農村也普遍使用，而高溫造肥及厭氧消化后的高效清潔的現代還田技術還不夠成熟，還有許多因素制約它的發展。
    (2)秸稈氣化技術。20世紀80年代初我國就開始對生物質氣化技術進行了研究，主要研制出3種形式的氣化爐：上吸式、下吸式、層式下吸式，然而研究的步伐遠遲于某些發達國家。目前我國在生物質熱分解氣化研究上有較大發展，從單一固定床氣化爐到流化床、循環流化床、雙循環流化床和氧化氣化流化床；由低熱值氣化裝置到中熱值氣化裝置；由戶用燃氣爐到工業烘干、集中供氣和發電系統等工程應用。我國已建立了各種類型的試驗示范系統，目前我國的低熱值秸稈氣化效率在70%左右，其自行研究開發的氣化集中供氣技術在國際上已處于領先地位，有的應用設備已開始商業運作。例如：山東省能源所成功地研制成XFL系列型生物氣化機組及集中供氣系統，被列入“星火”示范工程；中科院廣州能源所研制的上吸式生物質氣化爐，燃氣的熱值達到了8 360 kJ以上；江蘇省吳江市生產的稻殼氣化爐，用碾米廠的下腳料氣化后進行發電，其發電機組達160 kW。生產低熱值燃氣的固定床、流化床生物質氣化裝置也相繼研制成功，并開始投放市場，如在山東、河北、北京等地，ND型、XFF型GMQ型等下吸式氣化器已用于燃氣供熱和農村集中生活用燃氣。已有100多套容量為60—240 kW的稻殼氣化發電機組投入運行，生物質燃氣發電機組也已開發成功；這些氣化裝置的特點是操作比較簡單，但燃氣熱值一般在5 MJ.m-3左右。生產中熱值煤氣氣化設備的研制也取得了初步成果，如熱載體循環的木屑氣化裝置獲得了11MJ．rrl-3以上的煤氣，單產達到1.0 Nm3.kg-1左右；固定床式干餾氣化產氣量達到330 m3.d-1，煤氣轉化率在400/0左右。為了進一步推廣應用，國內一些高等院校和科研院所在生物質熱解特性、焦油裂解、煤氣凈化等方面做了大量應用研究，取得不少成果。總體看來，我國秸稈氣化技術已相當成熟，且集中供氣在我國也具有良好的市場前景。
    (3)秸稈成型技術。我國對秸稈成型技術的研究是自“七五”期間開始的，“八五”期間，中國農機院能源動力所、遼寧能源所、中國林業科學院林產化工所、中國農業工程研究設計院，他們對生物質沖壓技術及裝置、擠壓式壓塊技術及裝置、烘烤技術及裝置、多功能爐技術進行了攻關研究，解決了生物質致密成型關鍵技術。成型設備主要有活塞沖壓式、螺旋擠壓式、環模滾壓式等幾種類型。采用螺旋擠壓式，生產能力多在100—200 kg/h，電機功率7.5—18 kW，電加熱功率2—14kW，單位產品電耗為70—120 kWh.t-1，加工成型的燃料為棒狀，直徑50—70 mm。隨著炭化技術研究成果的出現，我國在生物質成型技術上取得了可喜的成績。西北農林科技大學已經研制出JX7.5、JX11和SZJ80A3種植物燃料成型機。為了提高燃料熱值，又研制出TW40型炭化爐。全國40多個中小型企業也開展了生物質成型這方面的I作，如江蘇省句容縣石獅成型燃料廠，擁有MD 2臺，干燥設備1套，年產量960 t，產品價格200元．t一，年利潤2.338萬元；湖南省新晃縣步頭降鄉實驗廠，有Cl001型碳化設備，年產量396t，年利潤2.470萬元，產品價格400元．t；遼寧省沈陽郊區機制木炭廠，有2臺成型機，3臺炭化爐，年產量為300t，產品價格1 700元，年利潤26.65萬元等等，富通新能源生產銷售的秸稈顆粒機、秸稈壓塊機專業壓制生物質成型燃料，生物質成型燃料是替代煤等化石燃料最佳的選擇。
    (4)秸稈制沼氣技術。秸稈經厭氧發酵后產生沼氣，副產物是沼渣、沼肥、沼液。沼渣可用來喂養豬、魚，沼肥可作有機肥和理想的土壤改良劑，沼液可用作“廣譜性生物農藥”和種子浸和液。我國的大中型沼氣工程的建設開始于20世紀50年代，近年來進入了穩步和健康的發展階段。建成的一批類似于南陽酒精廠、杭州浮山養殖場和上海星火養殖場的大中型沼氣工程，在厭氧消化技術、技術經濟指標、工程設計及規模等方面，都達到了較高水平。我國在大中型沼氣工程方面已掌握了幾套技術先進、工藝可靠和設備配套的工程技術，并擁有一批專業科研人員和豐富經驗的工程技術隊伍，以及初步規模的產業體系，已具備了在全國大規模推廣條件。
    當然，秸稈最科學、最合理的利用技術是先把秸稈氨化制成飼料，經牲畜過腹后人沼氣池產生沼氣，把副產物沼渣和沼液作高效有機肥和養殖營養餌料。這項沼氣技術既利用了秸稈資源，又從飼料、燃料、肥料這3方面實現良性循環。目前這項技術已被納入農村經濟可持續發展戰略之中，且取得了舉世矚目的成效。
    (5)秸稈加工飼料技術。當前，秸稈飼料加工中應用較多的是秸稈青貯、氨化、堿化一發酵雙重處理、膨化飼料、熱噴（在熱噴裝置中用飽和水蒸氣噴秸稈）、微生物發酵貯存及生產單細胞蛋白技術，其中堿化一發酵雙重處理和熱噴技術是目前較理想的技術。經報道，秸稈經熱噴后，消化率可提高到50%，利用率可提高到2—3倍。秸稈微生物處理技術難度很大，據聯合國糧農組織專家介紹，世界各國微生物處理實用技術的推廣也極為有限。在生產單細胞蛋白技術上，湖南采用“循環式二級釋酸水解”糖化工藝，通過菌株混合研究，用稻殼生產單細胞蛋白早已取得成功。最近，中國科技大學綠色化學研究室的“秸稈生化飼料研究與工業化示范”課題的最新成果，成功地通過生物技術把秸稈轉化為動物飼料。看來，“膨化一發酵”、“熱噴一發酵”等多元復合技術是一種很有市場前景的秸稈飼料加工技術。
3、秸稈資源化技術存在的一些問題
    (1)秸稈還田。首先是農機問題，在秸稈還田中農業機械是必不可少的，粉碎和翻壓都用到農業機械，隨著秸稈還田量的增加，我國目前使用的普通脫切機和旋耕機已不能滿足秸稈還田的實際需要；其次就還田的秸稈數量來說，也存著一些問題。水稻，小麥秸稈的適宜還田量（風干重）以3 000～4 500 kg·hm-2為宜，玉米秸稈以4 500～6 000 kg．hm-2為宜；一年一作的地塊和肥力高的地塊還可適當高些，而在水田和肥力低的地塊就要低一些，一般每年每公頃地一次還田3000～4 500 kg秸稈可使土壤有機質含量不但不會下降，還會逐年提高，但我國大部分農村還田量都還達不到要
求；再次，在還田中施人的秸稈量和還田方式應隨作物及其種植地區的不同作相應的改變。例如：在還田的時期上，稻田越早越好，如若將水稻秸稈堆熟后再還田比直接還田效果更加顯著；在還田方法上，玉米、高粱等旱地作物的還田應是邊還田邊翻壓，以便使高水分的秸稈迅速腐解。自從推行種植業結構調整以來，傳統作物要向經濟作物轉變，而經濟作物對還田技術要求極高，目前采用的粗獷的還田技術不能滿足這些要求，以致農作物秸稈大量被棄置在公路旁和河溝，或者焚燒；最后，就是田間管理不夠到位。有許多地區將秸稈還田后便不再管理，缺乏及時和合理的措施保證地下的秸稈充分腐解，被作物利用。為了防止微生物在分解秸稈與作物爭氮，我們還應補充配施一定量的速效氮肥，保證土壤全期的肥力；在還田的同時，須注意農田病蟲害的防治，有病害作物的秸稈應堆肥腐熟后再施入田中，這樣可防止病蟲害的蔓延。
    (2)秸稈氣化。現行的熱解氣化技術大都采用空氣煤氣制氣法，所得氣的熱值較低（5 000 kl.m-3左右），并且還有焦油問題。在推廣氣化集中供氣技術的進程中，由于我國農村的經濟基礎還很薄弱，自籌資金困難，許多示范工程正是由于焦油堵塞管道而停止運行。就農民來說，操作和管理的水平較低，支全生產和安全使用意識較差，農民對氣化一直持有觀望的態度，這也影響系統的正常運行使用效果。還有，在焦油清除、長期穩定運行方面也有待改善。尤其用于農村集中供氣系統，氣柜和管網的投資比例達到40%以上，使成本提高，難于進行商業化運行，影響進一步發展和推廣。
    (3)秸稈飼料加工。我國在微生物菌種及相應的發酵工藝上和發酵秸稈飼料對各類家畜的營養效果方面都缺乏比較細致深入的研究，且研究的領域大都集中在反芻家畜。目前在研究和實踐中還缺乏一個科學統一的評價體系，評價的依據僅限于飼料產品的物理和化學特性，忽略了其生物特性。
4、秸稈資源化技術的發展方向
    大力發展農作物秸稈利用產業，對于充分利用作物再生資源，增加農民收入，推進科技創新，建立循環經濟發展模式和環境友好型社會，具有重要的經濟意義和深遠的社會意義。未來，世界資源將面臨嚴重的短缺。我國人口眾多，人均占有不可再生資源量很少。開發可再生資源，建立循環經濟發展模式，為農作物秸稈利用及其產業提供了廣闊的前景。
    (1)秸稈養畜。我國每年生產糧食4.9億t的同時也生產了6億t秸稈，加之大量的薯、芋藤、蔓和可以利用的草木農作物，遠遠大于牧區的牧草產量，這是巨大的飼料源。如果其中一半用于養畜，則肉食品的產量將增加5倍。因此秸稈養畜是我國秸稈資源化中的一個發展趨勢。
    (2)秸稈生產全降解快餐盒。利用稻麥草漿做的快餐盒各項指標良好，價格低廉，而且生產過程中無毒、無污染，原料來源廣泛。被扔后能很快降解，能增加土壤肥力，不構成環境威脅；焚燒時也無毒氣放出，不會構成威脅大氣質量，頗受環保部門歡迎。1條生產線設備投資150萬元，日產3萬個，每年利潤108萬元，設備投資回收期1.5年左右，既有社會效益又有經濟效益，應為今后秸稈資源化技術的發展方向之一。
    (3)利用秸稈與畜禽糞便好氧堆肥或秸稈堆肥技術制造有機復合肥。可擬建大型有機肥料生產廠，其市場前景相當廣闊。
    (4)在目前氣化技術相當成熟的條件下，進行高效低耗秸稈氣化技術的研究與開發。建設大中型秸稈發電廠，其經濟效益是不容置疑的。
    (5)加快農機具的研制和開發，進一步完善直接還田技術；加大在秸稈還田技術及其對土壤理化和生物學性質的影響與調控方法的研究力度。
    (6)加強與高校科研單位合作聯合攻關研究新技術，拓展秸稈資源化的途徑，提高其利用價值。如以沼氣為紐帶的多種經營的途徑，準備把沼液大范圍地推向市場。
    (7)用“生態平衡法”生產秸稈纖維。據徐州政府網2008年7月28日報道：“徐州市科委1989年第90號文對農業秸稈纖維項目下文批準研究，已通過鑒定，并獲2項國家專利和6項成果，目前該項目已經成功生產3年多。其中工業用秸稈纖維成型機及技術、秸稈纖維洗滌水成型固體與液體肥工藝等均十分成熟，為秸稈纖維大批量生產提供了強力的技術支撐。該秸稈纖維技術有可觀經濟效益，每噸秸稈可生產0.5 t秸稈纖維。徐州市秸稈纖維的生產前景潛力為450萬tx0.5=225萬t。而徐州目前的市場需求約70萬t，秸稈纖維的銷路暢通，無市場風險。每噸秸稈纖維粗線條利稅為300元，按50元計算，每季效益也是驚人的50元x70萬t=3 500萬元。如若規模達到要求，這是最低的最保守的收益。而且用其生產過程中產生的富含各種養分的纖維洗滌水分期澆灌山地玉米，一個秋季僅徐州市就能增產玉米1.5億kg。
    生態平衡法生產秸稈纖維，不僅經濟效益明顯，而且潛在效益巨大。其生產過程中產生的富含各種養分的纖維洗滌水可以直接灌溉農田，符合國家標準。同時，可以解決化肥原料上漲的國際性危機，利國利民。纖維洗滌水含有機物300/0，N、P、K的含量按照中國礦業大學環境測繪學院測出數據，N是90 mg．L。1，K為2.44 mg．L一1等。這些數值都比原秸稈所含N、P、K的數值超出許多，而且不含有害物質。
    總之，農作物秸稈資源化技術是一項綜合性、邊緣性科學技術。各地農業、農機、畜牧等部門要加強領導，制定規章，齊抓共管，與科研部門一道研究優化有地區代表性的實用技術，通過示范村、示范鄉、示范縣的建設，在一定區域內集中產生秸稈綜合利用的規模效益。展望未來，中國秸稈資源化技術的發展前景相當廣闊。