问题提出

2015年9月，联合国提出“确保可持续消费和生产（SDG12）”。全球小麦、玉米和水稻等谷物产量不断创新高，随之产生的秸秆等农业废弃物数量也急剧增长。庞大的秸秆量对环境造成了巨大压力，甚至对土壤和空气产生负面影响。农作物秸秆曾是农村地区取暖、做饭和喂养家禽家畜的宝贵资源，有巨大的潜在利用价值。但随着农村居民生活水平的提高，农村地区供电和供气等基础能源设施的逐步完善，以及农民散养牲畜数量的减少，很少再有农民回收再利用秸秆。大量秸秆被就地遗弃或露天焚烧，比如，2002～2006年，印度有62%的水稻秸秆都在田间烧毁（Gadde et al.，2009）。在中国，就地遗弃或露天焚烧的秸秆占20%（Huang et al.，2019）。这种行为不仅不符合可持续农业生产的要求，而且会排放大量温室气体，加重气候变化（Singh et al.，2021）。有研究指出，秸秆资源化利用是农业环境约束趋紧和追求碳达峰背景下的必由之路（He et al.，2020）。因此，如何将农作物秸秆投入循环再利用成为各个国家都关心的问题。丹麦建造农作物秸秆发电厂，将当地丰富的废弃秸秆转化为清洁电能，被联合国列为重点推广项目（Venturini et al.，2019）；美国和巴西等国家将秸秆中的纤维素转化为乙醇，用提纯后的秸秆乙醇代替汽油等化石燃料，实现了秸秆的商业化利用（Ren et al.，2019b）；加拿大将超过2/3的秸秆直接还田（孙宁等，2016）。中国作为农业大国，秸秆资源非常丰富。2017年，中国产生了8.05亿吨秸秆，可收集资源量为6.74亿吨（中华人民共和国生态环境部，2020）。