在秸秆综合利用走向产业化的道路上，科技是必不可少的助推器。在湖南农业大学、中南林业科技大学等高校科研人员的努力下，科技为秸秆综合利用找到更多出路，不仅有“取之于稻，用之于稻”的新型水稻育秧基质片，更有远销海外的秸秆人造板——秸秆在科技助攻下“点草成金”。
生产秸秆育秧基质片
位于宁乡市金洲镇颜塘农业产业园的湖南峻农农业综合服务有限公司，通过与湖南农业大学周南教授团队开展科研合作，开发了以水稻秸秆为主的秸秆类农作物固体废弃物生产水稻育秧基质片用于水稻集中育秧的特色技术，不仅突破了水稻无土化轻简高效育秧，同时解决了秸秆回收、大型塑料秧盘回收、难以取土、土壤板结等难题。
湖南农业大学化学与材料科学学院教授、生物炭湖南省工程研究中心主任周南从2013年开始在秸秆资源化综合利用方面进行探索，从事废弃生物质资源化高效转化方面的基础研究、技术开发、产品研发等。
周南介绍，该技术的主要特色在于按照秸秆产地合理区域半径的就近就地利用原则，实现了“取之于稻，用之于稻”。通过合理整合农作物废弃秸秆，经切割破碎后，再运用生物处理如发酵，或化学处理如水解等方式，得到初步降解的秸秆原浆，再经打浆、膨化、吸塑成型后，得到一体化成型的育秧基质片。
在研究过程中，周南发现，传统的技术主要是采用微生物发酵，其一不够稳定，其二耗时很长。因为处理时间相对较长，就需要有比较大的场地来进行堆放，存储成本明显增加。团队利用全新的生物化学处理方式，不仅可以解决原有的微生物不好调控的问题，还将原本需大概22天的处理过程，缩减到2个小时。
新技术生产出的育秧基质片，不仅育秧效果与传统基质相当，且相对更为轻简，更适合于运输和机械化育秧生产。该产品在通风、阴凉、干燥环境下可保存2至3年，浸水后膨胀可直接投入使用，而且可自然降解，完全降解仅需半年时间，不存在二次污染，适用于农户家庭育秧和工厂化育秧。
目前，湖南峻农已投资2000万元建设了秸秆基质片生产线，并进一步建设育秧中心、农机服务中心、粮食烘干中心，打造粮食生产全程机械化服务平台。生产线整体稳定运行后，能够无害化回收处理1万亩水稻秸秆，年产育秧基质片600万片，可满足20万亩大田机插秧苗的育秧基质需求。育秧基质片目前的市场销售价格为1.6元/片，可产生销售额近千万元，对于资源高效利用、农业固碳减排、生态环境保护等极具现实意义。
研发秸秆无醛防火人造板
秸秆做板材，背后乾坤大。中南林业科技大学吴义强院士团队聚焦秸秆综合加工利用，在国家重点研发计划项目、国家科技支撑计划课题等资助下，研发了秸秆人造板制造关键技术及核心装备，实现了秸秆资源材料化规模利用。
目前，我国人造板年产量超过3亿立方米，但我国木材对外进口依存度超过50%，供需矛盾十分突出，亟需寻找木材的替代品。与此同时，我国作为农业大国，每年产生农作物秸秆约9亿吨，可以用来生产人造板。为此，由中南林业科技大学牵头，联合相关企业，发明了绿色防火秸秆功能人造板制造关键技术，创制了应用于家具、室内外装修、地板、防火门及建筑墙体等领域的系列秸秆人造板，为保障国家木材安全作出了重要贡献。
有机秸秆板、无机秸秆板、有机定向秸秆板、高性能阻燃生态秸秆板……在中南林业科技大学农林生物质绿色低碳高效利用创新团队成果展室内，陈列着各式各样的秸秆人造板。中南林业科技大学材料科学与工程学院副院长左迎峰指着其中一块人造板介绍：“这块就是用秸秆制成的‘禾香板’，寓意是带着稻草的清香。一般来讲，人造板需要用胶黏剂来成板，以往90%以上使用醛类胶黏剂，消费者‘谈醛色变’。团队攻克了人造板甲醛污染技术难题，为农业秸秆绿色高质利用找到了出路。”
秸秆质地蓬松，杂质成分比较多，在破碎时会产生大量粉尘。为了解决农林剩余物碎料分选难度大的问题，中南林业科技大学团队研发了秸秆破碎/分选一体化系统，让智能化和规模化制造秸秆人造板迈出了关键的一步。
秸秆的破碎和分选只是第一步，因为秸秆自带蜡质层,传统的胶黏剂无法将它们很好地黏合在一起。团队研发了无甲醛释放有机胶黏剂和高强环保无机胶黏剂，并采用低温等离子体处理、微波处理以及物理/化学联合改性等方法对秸秆人造板进行界面精准调控，解决了秸秆人造板界面相容性差的行业共性难题。同时，通过高强、高柔韧性纳米弥散柔化改性技术、有机硅乳液离子螯合以及交联固化技术，解决了秸秆人造板胶合强度低、脆性大、耐水性差等国际技术难题。
随着研究不断深入，新的问题又来了。团队研发的胶黏剂粘度大，喷胶系统易堵塞，施胶均匀性差，传统方法无法解决这些技术难题。团队为此研发了环式雾化—气流涡旋—机械抛撒联合施胶及板坯自加热冷固化成形技术，将无机胶黏剂高效环式雾化并通过气流涡旋及机械抛撒联合作用，使胶黏剂以雾状胶滴形式高效弥散在秸秆碎料表面，显著提高施胶均匀性及秸秆人造板生产效率，实现了绿色防火农林剩余物人造板高效节能制造技术的重大突破。
秸秆做板材，每一步都蕴含着科技的力量。产品不仅解决了甲醛污染问题，而且在国际上首创阻燃抑烟技术。目前，团队研发的防火人造板，防火等级最高可达到国家标准中的A2级(不燃级)。此外，团队还研发了全球首条全自动秸秆无机人造板生产线，于2018年正式“出道”。
在中南林业科技大学团队的努力下，目前在万华禾香集团、广西丰林集团等企业已推广20余条秸秆人造板生产线。在郴州市北湖区和安仁县分别建成了年产30万立方米和20万立方米的秸秆人造板生产线，实现秸秆等农林剩余物资源规模化、高值材料化利用，相关成果获国家科技进步二等奖。
如今，团队研制出的人造板，不仅广泛应用于工程建设，也面向国内装饰市场，走进了千家万户，产品还销往欧美、非洲、东南亚等地，为保障国家木材安全、实现秸秆高附加值利用提供了新思路，为国家“双碳”战略和乡村振兴战略实施作出积极贡献。
文丨政协融媒记者 谭钧铭
编辑 | 陈云根
美编 | 高 杉
