随着全球經濟戰略性結構調整以及能源安全問題日益突出，生物質能源的戰略地位得到空前提升，承載着能源安全、環境質量和農民收入等複雜(zá)而重要的多重戰略目标。近年來，我國玉米年均種植面積達到0.36億公頃，玉米稭稈年均産量達到2.54億噸(數據來自:國家統計局網站)，東北地區作爲玉米主産區，稭稈資源十分豐富。但(dàn)是(shì)目前随着稭稈薪炭替代資源增多、收儲成本攀升，不少農民随意丢棄稭稈、焚燒稭稈;玉米稭稈短期生物量大且集中的收獲特性、東北地區氣溫低不易腐解的地理特性、農民稭稈還田技術和設備的局限性，使得稭稈直接還田效率大打折扣。因此保證稭稈薪炭、還田的數量和效率基礎上，積極開發玉米稭稈低成本、高質量收貯模式，有效提高玉米稭稈資源化利用水平，既能夠增加玉米生産收益，延長産業鏈，帶動加工、制造等産業升級，也在一定程度上補充能源、飼料等行業需求，促進我國農業可持續發展。

　　幹藏法和濕藏法是(shì)儲藏玉米稭稈等木質纖維素生物質中兩種最常見(jiàn)的做法。幹藏法需要待儲藏的玉米稭稈等生物質水分含量低于25%。如果收獲的時候含水量高于25%，必須先幹燥再堆放(fàng)，主要利用模式有稭稈直燃發電、制作壓縮闆材等。濕藏法收獲含水量大于45%的玉米稭稈等原材料，經粉碎混合，将其青貯或用氣密袋包裝以長期儲藏。雖然幹藏法在運輸物流上有一定優勢，但(dàn)是(shì)易導緻幹物質損失、遊離(lí)糖分流失，浪費(fèi)稭稈中農業灌溉投入的寶貴淡水資源。而濕藏法中新型模式——玉米稭稈榨汁收貯模式恰恰彌補了這些缺點。

　　幹玉米稭稈中纖維素含量爲40%~55%、半纖維素含量爲10%~25%、木質素含量爲20%~30%。但(dàn)收獲期的鮮玉米稭稈含水最多，約爲55%~75%，含可溶性固形物(90%以上爲糖)約爲6%~15%，其他爲纖維素、半纖維素和木質素等。研究表明，平均籽粒單産爲9000kg/hm的玉米鮮稭稈産量約30000kg，其中理論上經榨汁可得汁液量60%，每公頃可獲得糖約1800kg。這些糖主要是(shì)果糖、葡萄糖等可發酵糖，可用于工業發酵，生産多種能源化工産品，比如生産燃料乙醇、燃料丁醇、乳酸、乙酸、乙烯等。經過榨汁的玉米稭稈榨渣細小、柔軟、幹燥，便于打包儲存，遠距離(lí)運輸，并可用于飼料、建材等多種用途。因此，本研究分析玉米稭稈榨汁收貯模式的成本和收益，以促進玉米稭稈高效收貯産業化應用。

　　1材料與方法

　　1.1玉米稭稈榨汁收貯模式

　　1.1.1試驗地點内蒙古自治區鄂爾多斯市(準格爾旗)十二連城柴登村(cūn)

　　1.1.2儀器設備經過改良的牧神4YZB-7自走式玉米聯合收割機，魯宇重工926輪式裝載機，HGSSYZ-300雙螺旋稭稈壓榨機，YKJ-5552全自動玉米稭稈打捆打包機，WP110-3/140威普無油靜音空壓機，标準工業糖漿密封儲罐。

　　1.1.3試驗方法利用聯合收割機在收獲玉米穗的同時将粉碎的玉米稭稈一并收集起來，通過壓榨把稭稈中的部分水分脫除，進而将榨汁濃縮、儲存備用;同時将榨渣壓塊。

　　1.2玉米稭稈榨汁收貯資源化利用模式的成本和收益分析

　　采用經濟學和管理學中基本的應用分析方法——成本效益法，測算玉米稭稈榨汁收貯模式中各環節相(xiàng)應的成本費(fèi)用與所産生的利益，彙總求得淨利潤、成本費(fèi)用收益率及成本收益率等相(xiàng)關經濟指标數值，旨在分析玉米稭稈榨汁收貯模式——利益與利潤的基礎上，評估該模式的資源化水平。

　　2結果與分析

　　2.1玉米稭稈榨汁收貯模式

　　在玉米正常成熟後，将果穗與莖稈同步收獲;通過壓榨脫水，将榨汁濃縮成含糖50%的糖漿罐裝存貯;同時将榨渣在25.00~30.00MPa壓力下(xià)壓實打包，形成榨渣壓塊，作爲制取纖維素乙醇原料及真空包裝的微貯稭稈飼料。

　　2.2榨汁收貯模式成本收益分析

　　2.2.1玉米稭稈收取與流通環節

　　在玉米稭稈收取環節，采用經過改良的牧神4YZB-7自走式玉米聯合收割機(改良後可以在收獲玉米穗的同時将玉米稭稈不落地回收)，據對該地區多地實地調研可得每公頃玉米産量約爲9000kg左右，按照草谷比1.0∶1.2估算，玉米稭稈約爲10800kg/hm。公司主要實行收割機外包制度，目前共有3台收割機全部下(xià)包給農戶，由農戶自行負責維護、保養費(fèi)用，雇傭司機費(fèi)用等，每台收割機大概收20t稭稈，并且公司規定每台收割機每天至少往工廠送草20t。公司實行稭稈補貼政策，對于農戶，每噸稭稈補貼包機農戶30元，即支出爲30元每t。

　　在玉米的流通環節，從收集稭稈的玉米地到工業基地的平均運輸成本約爲30元/t，每車稭稈載重量爲3.00t，按照每天最低标準稭稈輸送量計算，3台收割機共輸送稭稈60t，約爲1800元/d。由于司機由包機農戶自己雇傭，所以在人工成本上忽略不計。

　　2.2.2玉米稭稈榨汁加工環節

　　在稭稈榨汁加工環節，采用HGSSYZ-300雙螺旋稭稈壓榨機和WP110-3/140威普無油靜音空壓機壓榨，每1kg稭稈經兩次輥榨和一次液壓榨汁後汁液總重502.70g，出汁率爲50.27%，其中榨渣497.30g，含水量39.10%，共得到糖度約爲50%的濃縮工業糖漿121.60g，即榨渣率爲49.73%，榨汁率爲12.16%。按此比例，生産1t工業糖漿則需要約8.22t稭稈。在制漿過程中，制漿電費(fèi)爲54.53元/t，水費(fèi)8.76元/t，人工費(fèi)用28.92元/t，其他輔料爲10.00元/t。工業糖漿主要運輸方式爲罐車運輸(暫不設包裝費(fèi))，裝車費(fèi)用計入到人工費(fèi)用中。另外機械設備總投資爲108萬元，按照工業生産設備采取年數綜合折舊(jiù)方法，殘值爲5.40萬元，月折舊(jiù)費(fèi)爲27363.42元，折合每噸糖漿成本爲38.16元。按照榨渣率爲49.73%計算，每生産1t糖漿剩餘榨渣爲4.09t，将剩餘榨渣利用全自動玉米稭稈打捆打包機YKJ-5552制成飼料，每包(包捆半徑爲0.50m、高度爲0.60m)重50.00kg，含水量爲35%(需要輥榨和液壓榨汁後的榨渣實際重量約爲30.00~35.00kg)，即每1t糖漿經榨汁後剩餘榨渣可制成相(xiàng)同規格飼料126包。其中，人工成本約爲每天266.67元，一天工作8h生産約200包，即每包飼料的人工成本約爲1.33元，電費(fèi)0.30元，包裝費(fèi)(即捆繩和包裝膜的總和)爲4.10元，其他費(fèi)用1.00元。經換算，每1t糖漿經榨汁後剩餘榨渣制成飼料人工成本爲167.58元，電費(fèi)37.80元，包裝費(fèi)516.60元，其他費(fèi)用126.00元，共計847.98元。

　　2.2.3糖汁與飼料銷售環節

　　在銷售環節，糖漿主要銷售對象爲燃料乙醇廠等，市場售價約爲1800元/t，成本主要由買方承擔，可忽略不計。榨渣主要銷售對象爲大型養殖企業、養殖場，市場售價每包約爲26.00元，人工成本約爲2.45元，運輸費(fèi)用約爲1.25元。即每銷售1t糖漿經榨汁過程後剩餘榨渣制成飼料銷售收益爲3276.00元，人工成本爲308.70元，運輸費(fèi)用爲157.50元，總計466.20元。

　　2.2.4玉米稭稈榨汁收貯模式成本收益從經濟效益上來看，稭稈榨汁收貯模式每噸淨利潤約爲3128.25元，成本費(fèi)用利潤率(利潤總額/成本費(fèi)用總額×100%)爲160.61%，銷售利潤率爲61.62%。但(dàn)随着項目的擴大與發展，銷售利潤和成本利潤率會有所下(xià)降。其主要原因，首先是(shì)稭稈的收獲成本增加。目前，當地農戶因爲收儲稭稈費(fèi)時費(fèi)力、成本高等原因而選擇将稭稈直接擱置田中，所以在該項目中在稭稈收取環節隻需補貼包機農戶，稭稈原材料本近乎爲零。但(dàn)是(shì)随着稭稈需求量越來越大，農戶出于經紀人假設會根據當地稭稈供求關系收取稭稈原材料費(fèi)用，這必然會導緻企業成本增加。若按照東北地區稭稈收取均價220.00元/t計算，則每噸糖汁稭稈獲取總成本約增加1808.40元。其次，該項目在收取和流通環節并未考慮稭稈收獲半徑影響。該項目多采用大中型運輸機械，将收獲的稭稈運回廠區壓榨打包，目前運輸半徑在10km範圍内，如運輸半徑增加，則将大幅度增加稭稈成本。據相(xiàng)關調查可得，稭稈原材料的收購半徑不宜超過50km，否則運輸過程中消耗的能源會接近産出，收益減半，則預計每噸糖汁稭稈總成本約增加904.20元。第三，企業折舊(jiù)成本會有所增加。項目初期，除部分榨汁機械外，交通運輸、存儲設備等大多采用租用外包，因此企業折舊(jiù)額偏低。若企業因發展需要購置相(xiàng)關交通運輸設備、存儲設備、擴建廠房等，其場地建設成本、資産折舊(jiù)等必然會增加。參考具有相(xiàng)近生産能力和生産規模的企業資産成本，估算該項目中每噸糖汁折舊(jiù)成本約增加96.00元。綜合以上三方面增加的成本，在稭稈榨汁成本中總計約爲4756.35元，淨利潤約爲319.65元，成本利潤率約爲6.70%，銷售利潤約爲6.30%(表1)。

　　3讨論

　　3.1玉米稭稈榨汁資源化利用模式優勢

　　與幹藏法相(xiàng)比，濕藏法不僅有效保存了稭稈等生物質中的纖維素和半纖維素，也有效保存利用了稭稈等生物質的水分和遊離(lí)碳水化合物，大大降低了收獲成本，降低儲藏期間幹物質損失，增加了産品的均勻性，是(shì)幹藏法一種很有前途的替代技術。玉米稭稈榨汁除了具有濕藏法基本特點外，所制成的糖漿與榨渣從産品價值及總體效益等技術經濟性評價指标來看，是(shì)極具競争力和發展潛力的稭稈資源轉化産品。當石油供給出現(xiàn)缺口時，糖汁液态生物質燃料和榨渣制成的纖維素乙醇可以彌補汽油供給不足，緩解資源危機。将稭稈糖醇産生的汽油替代量基于等價熱值進行轉換，可估算資源轉化率68.80%。

　　雖然稭稈榨汁生産成本比傳統利用模式缺乏明顯優勢，但(dàn)是(shì)其發展存在較強的正外部性，能夠提供更多的就業崗位，創造更多的就業機會，帶動造紙(zhǐ)、漿粕加工業等關聯産業的發展。從生态效益上看，該模式不僅使得作爲農業廢棄物的稭稈能夠重新利用，減少由稭稈焚燒等帶來的空氣污染，控制碳排放(fàng)，同時有利于加快調整能源結構、合理控制能源消費(fèi)總量，是(shì)解決能源危機、生态環境以及氣候變化問題的有效辦法。

　　3.2東北地區玉米稭稈榨汁資源化利用模式推廣可行性

　　3.2.1自然條件相(xiàng)似性

　　東北地區與内蒙古東部地區是(shì)我國玉米主産區，與同緯度的美國玉米帶、烏克蘭玉米帶并稱爲世界三大黃金玉米帶。2005年至2014年我國玉米種植面積約增長40.84%，産量增加54.73%。由于春玉米種植北界不斷向北向西移動，東北地區玉米産量從2005年總産量5045.32萬噸到2014年9433.49萬噸(數據來源:國家統計局網站)，産量約增加86%。作爲農作物二元成果中的稭稈成果，按照相(xiàng)關玉米草谷比1.0∶1.2，玉米稭稈實際可利用率95%計算，玉米稭稈量逐年上升，尤其是(shì)在2009年到2013年間，玉米稭稈實際可利用總量逐年遞增，與内蒙古地區地域特性相(xiàng)同。

　　3.2.2推廣必要性目前，東北地區玉米稭稈處理方式主要是(shì)稭稈廢棄焚燒、稭稈直接還田、飼料化利用等。其中，稭稈廢棄焚燒約占東北地區玉米稭稈資源可利用量的35.14%，短期極大生物量的焚燒會降低作物耕層的含水量，影響作物的出苗和生長，同時造成環境污染，産生巨額環境治理成本。

　　稭稈還田量約占東北地區玉米稭稈資源可利用量的19.18%，稭稈還田可以大量補充土壤中有機質含量，提高土壤肥力和農作物産量。但(dàn)由于當地稭稈收獲期溫度較低、土壤易凍結，還田後大量稭稈不易腐解，還田效率大打折扣。除此之外，大量玉米稭稈直接還田時需要添加相(xiàng)應比例氮肥來調節C/N值，在一定程度上會增加生産成本。

　　稭稈飼料化利用比例約占稭稈資源可利用量的35.18%，在畜牧業較爲發達的省份，以玉米稭稈爲原料的青貯飼料是(shì)牛、羊等草食動物重要的飼料來源。但(dàn)是(shì)由于近年來玉米臨時收儲價格造成以玉米爲原料的玉米加工企業、養殖企業和養殖戶等下(xià)遊産業的巨大成本壓力，大大影響其生産收益。與内蒙古地區玉米稭稈收貯特點的相(xiàng)似性和利用現(xiàn)狀不足、探索新型收貯方式的必要性使得在東北地區采用稭稈榨汁收貯模式資源化利用模式有一定的推廣前景。

　　4結論

　　本研究的玉米稭稈榨汁高質量收貯資源化利用模式成本費(fèi)用利潤率約爲6.70%，銷售利潤率約爲6.30%，能夠有效降低稭稈中幹物質及糖分流失量、制成工業糖漿，同時能夠保存一定水分、形成适口性較好的微貯飼料，是(shì)一種高效資源化收貯模式。但(dàn)該模式部分生産環節前期成本投資比較大，成果轉化率有待提高，因此在國家繼續完善和出台相(xiàng)關政策的前提下(xià)，積極探索玉米稭稈榨渣産業化發展格局，打通産業鏈，加快産業化發展創新體系建設，有利于實現(xiàn)多主體、多環節、多渠道的多元共赢。