本书旨在系统地阐述秸秆五化利用的相关技术及其在农业固碳减排方面所发挥的重要作用。通过对国内外最新研究成果与实践应用的总结，详细介绍了每一种利用技术的原理、工艺流程、应用案例以及评估了相应的生态环境效益。对秸秆还田、离田堆肥等技术对土壤肥力提升与有机碳固存的作用；秸秆膨化发酵、颗粒化加工与青贮等处理方式如何提高秸秆饲料的营养价值，并减少畜牧业生产中的碳排放；秸秆制备固（成型固体燃料）、液（醇类液体生物燃料）、气（沼气发酵）燃料与直燃发电技术在能源供应与减少化石燃料依赖方面的贡献等进行了系统、全面的阐述。

齐高相，博士，山东省农业科学院副研究员。主要从事固体废弃物资源化利用相关研究，承担省部级及以上项目5项。作为项目骨干参研国家重点研发计划项目、国家科技支撑计划项目等国家级项目6项。相关研究成果在国际期刊发表学术论文30余篇，申请国家发明专利90余项，授权30余项，出版学术专著1部。

第 1 章? 秸秆综合利用及其固碳减排效应概述

1.1 我国农作物秸秆资源及其利用现状 ....................................................... 002

1.1.1 我国农作物秸秆资源 .................................................................... 002

1.1.2 我国农作物秸秆资源利用现状 .................................................... 003

1.2 秸秆“五化”综合利用技术 ................................................................... 006

1.2.1 肥料化利用技术 ............................................................................ 006

1.2.2 饲料化利用技术 ............................................................................ 006

1.2.3 燃料化利用技术 ............................................................................ 008

1.2.4 基料化利用技术 ............................................................................ 009

1.2.5 原料化利用技术 ............................................................................ 010

1.3 秸秆“五化”利用在农业固碳减排中的作用 ....................................... 011

1.3.1 减少农业生产过程中的碳排放 .................................................... 011

1.3.2 土壤固碳效应与肥力提升 ............................................................ 012

1.3.3 生物质能源替代 ............................................................................ 012

1.3.4 材料化利用降低物耗与能耗 ........................................................ 012

1.3.5 促进农业循环经济发展 ................................................................ 013

参考文献 ............................................................................................................ 013

第 2 章? 秸秆肥料化利用技术及其固碳减排效应

2.1 秸秆还田技术 ........................................................................................... 016

2.1.1 我国不同地区秸秆还田方式存在差异 ........................................ 016

2.1.2 东北地区秸秆还田技术 ................................................................ 017

2.1.3 华北地区麦 - 玉轮作秸秆还田技术 ............................................. 026

2.1.4 西北地区玉米秸秆还田技术 ........................................................ 027

2.1.5 南方地区秸秆与绿肥还田技术 .................................................... 030

2.2 根茬还田技术 ........................................................................................... 036

2.2.1 根茬灭茬与还田概述 .................................................................... 036

2.2.2 灭茬分类与技术要点 .................................................................... 036

2.2.3 根茬灭茬与还田结合技术 ............................................................ 036

2.2.4 根茬灭茬与还田结合技术优势 .................................................... 037

2.2.5 潜在问题与对策 ............................................................................ 038

2.2.6 区域适配与技术优化 .................................................................... 038

2.3 调氮促腐技术 ........................................................................................... 039

2.3.1 调氮促腐技术原理 ........................................................................ 039

2.3.2 调氮促腐技术要点 ........................................................................ 039

2.3.3 调氮促腐技术优势 ........................................................................ 040

2.3.4 调氮促腐技术适用区域与注意事项 ............................................ 041

2.4 秸秆还田过程中的病虫草害防治 ........................................................... 041

2.4.1 秸秆还田过程中的虫害成因及其防治 ........................................ 041

2.4.2 秸秆还田过程中的病害成因及其防治 ........................................ 043

2.4.3 秸秆还田草害及其防治 ................................................................ 045

2.5 秸秆离田堆肥技术 ................................................................................... 047

2.5.1 秸秆离田堆肥技术原理 ................................................................ 047

2.5.2 秸秆离田堆肥技术流程 ................................................................ 047

2.5.3 秸秆离田堆肥技术优势 ................................................................ 048

2.5.4 秸秆离田堆肥技术挑战与对策 .................................................... 048

2.5.5 秸秆离田堆肥技术应用场景 ........................................................ 048

2.6 秸秆生物反应堆技术 ............................................................................... 049

2.6.1 秸秆生物反应堆技术原理 ............................................................ 049

2.6.2 秸秆生物反应堆技术流程 ............................................................ 049

2.6.3 秸秆生物反应堆技术优势 ............................................................ 051

2.6.4 秸秆生物反应堆技术挑战与对策 ................................................ 051

2.6.5 秸秆生物反应堆技术实际案例 .................................................... 051

2.7 秸秆肥料化利用的固碳减排效应与机制 ............................................... 051

2.7.1 秸秆肥料化利用的固碳减排效应 ................................................ 051

2.7.2 秸秆肥料化利用的固碳减排机制 ................................................ 052

参考文献 ............................................................................................................ 053

第 3 章? 秸秆饲料化利用技术及其固碳减排效应

3.1 秸秆膨化发酵技术 ................................................................................... 056

3.1.1 秸秆膨化发酵技术概述 ................................................................ 056

3.1.2 秸秆膨化发酵技术原理 ................................................................ 057

3.1.3 秸秆膨化发酵技术流程 ................................................................ 058

3.1.4 秸秆膨化发酵技术优势 ................................................................ 058

3.1.5 秸秆膨化发酵技术适用区域及其注意事项 ................................ 061

3.1.6 秸秆膨化发酵典型案例 ................................................................ 061

3.1.7 秸秆膨化发酵技术小结 ................................................................ 062

3.2 秸秆颗粒化加工技术 ............................................................................... 062

3.2.1 秸秆颗粒化加工技术概述 ............................................................ 062

3.2.2 秸秆颗粒化加工技术原理 ............................................................ 063

3.2.3 秸秆颗粒化加工技术流程 ............................................................ 064

3.2.4 秸秆颗粒化加工技术优势 ............................................................ 066

3.2.5 秸秆颗粒化加工技术优势 ............................................................ 067

3.2.6 秸秆颗粒化加工技术面临的问题与解决方案 ............................ 067

3.3 秸秆青贮技术 ........................................................................................... 069

3.3.1 秸秆青贮技术概述 ........................................................................ 069

3.3.2 秸秆青贮技术要点 ........................................................................ 070

3.3.3 常见秸秆青贮方式 ........................................................................ 071

3.3.4 青贮管理 ........................................................................................ 073

3.4 秸秆饲料化利用固碳减排效应与机制 ................................................... 074

3.4.1 秸秆饲料化利用的固碳减排效应 ................................................ 074

3.4.2 秸秆饲料化利用的固碳减排机制 ................................................ 076

参考文献 ............................................................................................................ 078

第 4 章? 秸秆燃料化利用技术及其固碳减排效应

4.1 秸秆成型固体燃料技术 ........................................................................... 080

4.1.1 秸秆成型固体燃料技术概述 ........................................................ 080

4.1.2 秸秆成型固体燃料技术原理 ........................................................ 081

4.1.3 秸秆成型固体燃料技术工艺流程 ................................................ 082

4.1.4 秸秆成型固体燃料技术优势 ........................................................ 083

4.1.5 秸秆成型固体燃料技术应用现状 ................................................ 084

4.1.6 秸秆成型固体燃料技术面临的挑战 ............................................ 084

4.1.7 秸秆成型固体燃料技术发展前景 ................................................ 085

4.2 秸秆直燃发电技术 ................................................................................... 085

4.2.1 秸秆直燃发电技术原理 ................................................................ 086

4.2.2 秸秆直燃发电工艺流程 ................................................................ 086

4.2.3 秸秆直燃发电技术优势 ................................................................ 087

4.2.4 秸秆直燃发电技术面临的挑战 .................................................... 088

4.3 秸秆厌氧发酵产甲烷技术 ....................................................................... 089

4.3.1 秸秆厌氧发酵产甲烷技术概述 .................................................... 089

4.3.2 秸秆厌氧发酵产甲烷技术原理 .................................................... 089

4.3.3 秸秆厌氧发酵产甲烷流程 ............................................................ 091

4.3.4 秸秆厌氧发酵产甲烷影响因素 .................................................... 092

4.3.5 秸秆厌氧发酵产甲烷技术优势 .................................................... 093

4.4 秸秆液体燃料发酵技术 ........................................................................... 094

4.4.1 秸秆液体燃料发酵技术概述 ........................................................ 094

4.4.2 秸秆液体燃料发酵技术原理与流程 ............................................ 094

4.4.3 秸秆液体燃料发酵技术优势 ........................................................ 095

4.4.4 秸秆液体燃料发酵技术应用现状 ................................................ 096

4.4.5 秸秆液体燃料发酵技术展望 ........................................................ 096

4.5 生物质热解与气化技术 ........................................................................... 097

4.5.1 生物质热解与气化技术概述 ........................................................ 097

4.5.2 生物质热解技术 ............................................................................ 098

4.5.3 生物质气化技术 ............................................................................ 100

4.5.4 生物质热解与气化技术的优势与面临的挑战 ............................ 101

4.6 秸秆燃料化利用的固碳减排效应与机制 ............................................... 102

4.6.1 秸秆燃料化利用的固碳减排效应 ................................................ 102

4.6.2 秸秆燃料化利用的固碳减排机制 ................................................ 103

参考文献 ............................................................................................................ 104

第 5 章? 秸秆基料化利用技术及其固碳减排效应

5.1 秸秆制备食用菌栽培基质技术 ............................................................... 106

5.1.1 秸秆制备食用菌栽培基质技术概述 ............................................ 106

5.1.2 秸秆制备食用菌栽培基质技术流程 ............................................ 107

5.1.3 秸秆制备食用菌栽培基质技术适用区域 .................................... 110

5.1.4 秸秆制备食用菌栽培基质技术优势 ............................................ 110vi

5.2 秸秆制备育苗基质技术 ........................................................................... 111

5.2.1 秸秆制备育苗基质技术概述 ........................................................ 111

5.2.2 秸秆制备育苗基质技术要点 ........................................................ 112

5.2.3 秸秆制备育苗基质技术适用区域 ................................................ 113

5.2.4 秸秆制备育苗基质技术优势 ........................................................ 114

5.2.5 秸秆制备育苗基质技术发展前景 ................................................ 115

5.3 秸秆发酵制备养殖垫料技术 ................................................................... 116

5.3.1 秸秆发酵制备养殖垫料技术概述 ................................................ 116

5.3.2 秸秆发酵制备养殖垫料技术要点 ................................................ 116

5.3.3 秸秆发酵制备养殖垫料技术优势 ................................................ 117

5.4 秸秆基料化利用固碳减排效应与机制 ................................................... 118

5.4.1 秸秆基料化利用的固碳减排效应 ................................................ 118

5.4.2 秸秆基料化利用的固碳减排机制 ................................................ 119

参考文献 ............................................................................................................ 121

第 6 章? 秸秆原料化利用技术及其固碳减排效应

6.1 秸秆清洁制浆技术 ................................................................................... 124

6.1.1 秸秆清洁制浆技术概述 ................................................................ 124

6.1.2 秸秆清洁制浆技术流程 ................................................................ 125

6.1.3 秸秆清洁制浆技术发展现状 ........................................................ 125

6.1.4 秸秆清洁制浆技术优势 ................................................................ 126

6.1.5 秸秆清洁制浆技术应用领域 ........................................................ 127

6.2 秸秆制备纸地膜技术 ............................................................................... 128

6.2.1 秸秆制备纸地膜技术概述 ............................................................ 128

6.2.2 秸秆制备纸地膜技术流程 ............................................................ 129

6.2.3 秸秆制备纸地膜技术适用区域及现状 ........................................ 130

6.3 秸秆制备人造板技术 ............................................................................... 131

6.3.1 秸秆制备人造板技术概述 ............................................................ 131

6.3.2 秸秆制备人造板技术流程 ............................................................ 131

6.3.3 秸秆制备人造板技术优势 ............................................................ 133

6.3.4 秸秆制备人造板技术应用领域 .................................................... 134

6.4 秸秆原料化利用固碳减排效应与机制 ................................................... 134

6.4.1 秸秆原料化利用的固碳减排效应 ................................................ 134

6.4.2 秸秆原料化利用的固碳减排机制 ................................................ 136

参考文献 ............................................................................................................ 136

在全球积极应对气候变化、努力实现温室气体减排目标的大背景下，农业废

弃物资源化综合利用正逐渐成为农业可持续发展领域的关键议题。其中，农作物

秸秆作为农业生产过程中产生的数量巨大的副产物，其有效利用不仅关系到农村

生态环境的改善，更与农业固碳减排及循环经济的发展紧密相连。

长期以来，焚烧秸秆现象在我国农村地区屡禁不止。焚烧秸秆不仅造成了生

物质资源的极大浪费，还引发了严重的大气污染，对空气质量、交通运输以及人

们的身体健康产生了负面影响。随着技术的进步与研究的深入，秸秆的资源化利

用潜力不断被挖掘，新用途不断被开发。秸秆的肥料化、饲料化、燃料化、基料

化和原料化（“五化”）利用技术，为秸秆的综合利用开辟了广阔的道路。

本书旨在系统阐述秸秆“五化”利用的相关技术及其在农业固碳减排方面发

挥的作用。通过对国内外最新研究成果与实践应用的总结，详细介绍了每一种利

用技术的原理、工艺流程以及应用案例，并评估了相应的生态环境效益。在秸秆

肥料化利用章节，阐述了秸秆还田、离田堆肥等技术对土壤肥力提升与有机碳固

存的作用；在秸秆饲料化利用章节，探讨了秸秆膨化发酵、颗粒化加工与青贮等

处理方式如何提高秸秆饲料的营养价值，并减少畜牧业碳排放的作用；在秸秆燃

料化利用章节，介绍了秸秆制备成型固体燃料、醇类液体生物燃料、生物燃气与

直燃发电技术在能源供应与减少化石燃料依赖方面的贡献；在秸秆基料化利用章

节，讲述了秸秆作为食用菌栽培基料、育苗基质、养殖垫料等应用技术及其环境

效益；在秸秆原料化利用章节，分析了秸秆在造纸、可降解地膜、人造板材等材料领域的应用前景以及其对减少木材和化石原料消耗和固碳减排的积极意义。

本书不仅可供农业科学、环境科学、可再生能源等相关领域的科研人员参考，

也能为从事农业废弃物处理与资源化利用的企业管理人员、技术人员提供实践指

导，同时期望本书的出版能够引起政府部门、农业从业者以及社会各界对秸秆综

合利用的广泛关注。我们衷心希望，本书能够为推动我国秸秆“五化”利用技术

的普及与发展，助力农业绿色低碳转型，实现农业可持续发展贡献一份力量。

由于编者水平有限，本书难免存在不足之处，欢迎读者批评指正。

这是一部为中国农业绿色转型提供系统解决方案的权威指南。本书首次全面梳理了秸秆在肥料化、饲料化、燃料化、基料化和原料化领域的“五化”利用技术，不仅详细剖析了从还田堆肥到生物燃料制备等各种技术的原理与案例，更独到地揭示了这些技术在提升土壤固碳、减少畜牧业排放、替代化石能源方面的巨大生态环境效益。

无论您是寻求前沿见解的科研人员，还是探索实践路径的企业家与管理者的案头必备。它清晰地阐明，高效利用秸秆，正是我们迈向农业可持续发展、实现“双碳”目标的关键一步。

秸秆肥料化利用包括秸秆直接还田和离田发酵两类方式，其一方面可实现秸

秆中的矿质养分循环，另一方面植物光合作用固定的有机质还田可提高土壤肥

力，两者具有协同效应。秸秆中的氮、磷、钾以及中微量元素等养分在微生物作

用下分解释放，实现养分元素循环。如果将秸秆全量还田，带入农田的平均养分

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

2018）。而秸秆有机质分解产生的有机酸可活化土壤固定态磷，提高磷肥利用率，

腐殖质则能够提高土壤肥力。

秸秆离田发酵可将秸秆活性有机质转化为稳定的腐殖质，释放矿质养分，有

机肥还田可提高土壤阳离子交换量，进而提升土壤肥力。此外，堆肥产生的高温

还可杀灭病原微生物。秸秆还田和离田资源化利用通过矿质养分释放实现养分循

环，部分替代化肥，降低了化肥生产过程的碳排放。秸秆还田和堆肥使用增加了

土壤有机质，增强了土壤的固碳作用。