--市农作物秸秆综合利用现状及展望

**市农作物秸秆综合利用现状及展望**市农作物秸秆综合利用现状及展望：**市农作物秸秆综合利用现状及展望**收稿日期：基金项目：国家科技计划课题（2015BAL04B0302），重庆市基本科研业务费（2016cstc-jbky-00519）国家国际科技合作项目（2013DFA61260）；重庆市社会事业与民生保障科技创新专项（cstc2017shms-xdny8001**市农作物秸秆综合利用现状及展望本文内容：**市农作物秸秆综合利用现状及展望**收稿日期：基金项目：国家科技计划课题（2015BAL04B0302），重庆市基本科研业务费（2016cstc-jbky-00519）国家国际科技合作项目（2013DFA61260）；重庆市社会事业与民生保障科技创新专项（cstc2017shms-xdny80014）①通信作者E-mail:[e-mail]、**1、***1,2、**1,3、***1、**1、***1（1.**市农业科学院；**401329；2.**市生物质能源工程中心，**401329；3.农业部可再生能源开发利用南方科学观测实验站，**401329）摘要：农业废弃物的综合利用，尤其是农作物秸秆的综合利用一直是人们关注的热点。本文以**市为研究对象，详细介绍了**市农作物秸秆的主要种类、分布情况、循环利用效率、循环利用方式等，并指出了目前**市农作物秸秆综合利用中存在的问题，以期为**市乃至全国农作物秸秆的综合利用的发展提供参考。关键词：农作物秸秆；综合利用；现状；展望中国是一个农业大国，农作物种类繁多，以小麦、水稻、玉米等为主。这些农作物除了带给我们所需的农产品外，还会产生的大量的农业废弃物，其中以秸秆最为常见。众所周知，秸秆是一种重要的可循环利用资源[1,2]，单纯的通过燃烧秸秆获取热能的利用方式不仅污染环境，而且会浪费秸秆中大量的有机物，如何更大程度的利用这种“被抛弃”的资源受到了各国研究者的广泛关注[3-5]。近年来，科研人员在秸秆能源化[6]、肥料化[7]、材料化[8]、饲料化[9]等领域取得了巨大的成绩，扩展了秸秆的利用范围，但仍存在秸秆能源利用率低等问题。如在秸秆能源化领域，常用的方法有直接燃烧技术、热解-气化利用技术[10]、液化技术[11]等，但是每种技术都还存在着一定的缺陷，如秸秆直接燃烧技术会造成的空气污染比较严重；热解-气化利用技术产生的混合气体燃气热值较低、焦油含量较高，热解过程需要较高的温度，导致热能利用率低，投入产出效益差等；而我国液化技术起步比较晚，目前多处于研究实验或工业试生产阶段，离实际生产运用还存在一定的距离。本文综述了**市秸秆资源综合利用现状，并对**市秸秆资源循环利用过程中存在的问题进行了归纳，旨在为提高秸秆的综合利用和环境保护提供参考借鉴。1**农作物秸秆利用及分布情况**市地处长江中上游，位于三峡库区腹心之地，幅员面积8.24万平方公里，山地面积占76%，丘陵占22%，河谷平坝仅占2%，属亚热带季风性湿润气候，年平均气温在18℃左右。2015年，**市耕地面积3657.6万亩、粮食播种面积3350.94万亩，是国家确定的粮食产销平衡区。表1为2015年**市农作物秸秆产量及利用率情况表，由表可知**市农作物主要以水稻、玉米、小麦、薯类、油料、豆类作物为主，2015年秸秆总量约为1172.23万吨，其中水稻、玉米、小麦、薯类、豆类、油料秸秆产量分别为515.5万吨、330.76万吨、45.2万吨、157.8万吨、47.57万吨、75.4万吨，分别占总产量的43.98%、28.22%、3.86%、13.46%、4.06%、6.43%。秸秆利用率均保持在77%以上，其中薯类秸秆的利用率达到了88.38%，这是因为薯类秸秆仅需简单的处理就作为畜禽饲料，利用方式较为简单，但仍然有10%以上的浪费，如何进一步提高秸秆的综合利用效率仍然值得我们去进一步探讨。表12015年**市农作物秸秆产量及利用率情况表秸秆秸秆产生量（万吨）秸秆利用量（万吨）利用率种类理论量可收集量肥料饲料食用菌基料燃料合计玉米330.76297.6815.355.70.28208.6279.8884.62%小麦45.236.164.6800.0230.535.277.88%水稻515.5463.95286.575.27.257.3426.282.68%薯类157.8149.9116.9111.87010.7139.4788.38%豆类47.5745.195.625.14030.441.1686.53%油菜75.471.633.72.3056.162.182.36%合计1172.231064.5332.7250.217.5393.6983.9283.94%**市各区县耕地面积秸秆产量情况分布如图1所示，由图可知，都市功能拓展区秸秆产量61.34万吨，占全市总量的5.23%；城市发展新区秸秆产量520.47吨，占全市总量的44.40%；渝东北生态涵养发展区秸秆产量417.53吨，占全市总量的35.62%；渝东南生态保护区秸秆产量172.89吨，占全市总量的14.75%。农作物秸秆主要分布在粮食主产区县，产量前10位分别是合川区、江津区、开州区、万州区、永川区、奉节县、涪陵区、大足区、云阳县和忠县，秸秆产量合计525.28万吨，占全市的44.81%。而单位耕地面积秸秆资源量前10位的区县依次为城口县、永川区、长寿区、合川区、江津区、秀山县、垫江县、南川区、云阳县、大足县，这可能与种植作物品种及产量差异有关。图12015年**各区县耕地面积秸秆产量状况分布图据估算，到2018年全市主要农作物秸秆总量约为1230.84万吨，2020年全市秸秆总量约为1243.15万吨，总体保持在1200万吨左右，可供利用的秸秆资源较为丰富且相对稳定因此，加大秸秆综合利用力度，是发展农村经济，提高农业综合生产能力的重要方面，是扩大农村就业、增加农民收入的新的有效途径。2**市农作物秸秆综合利用现状**为典型的丘陵山区，山地丘陵占全市幅员面积的98%左右，由于地理、技术等条件限制，秸秆综合利用难度相对平原地区更大。随着国家对农业秸秆生物质资源开发利用的重视，其利用价值逐渐受到关注，农业秸秆的随意弃置和焚烧现象得到一定程度的遏制。**市现有的秸秆综合利用主要途径包括秸秆肥料、秸秆饲料、秸秆燃料、秸秆食用菌基料等。自2008年以来，全市秸秆综合利用率呈上升趋势。秸秆肥料化、饲料化、能源化、基料化比例都在逐年递增。据统计，2015年**市秸秆总利用率达到83.94%，其中肥料利用还田占33.25%，较2008年提升13个百分点；饲料化利用率达到19.42%，较2008年提升11个百分点；能源化利用率达到30.71%，较2008年提升30个百分点；基料化利用率达到0.55%，较2008年提升0.5个百分点。但是仍然还存在着一些问题，如各区县间利用水平参差不齐、秸秆利用方式差别大等。2.1区县间利用水平参差不齐全市大部分区县（自治县）秸秆利用率介于70%－90%之间，其中，酉阳和奉节较低，其利用率在70%以下的，极少部分区县秸秆利用率超过90%。各区县2015年秸秆综合利用率详见图2。由图2可知，都市功能拓展区利用率最高，为89.10%，城市发展新区利用率第二，为85.92%，渝东北生态涵养发展区和渝东南生态保护区利用率相差不大，分别为82.44%和79.73%。如何缩小各区县利用水平间的差距，使得整个**市的秸秆利用率齐头并进还有待进一步讨论。图22015年**各区县秸秆利用情况分布图2.2秸秆利用方式差异较大随着秸秆覆盖技术的推广，以及广大农户使用有机肥意识的逐渐加强，秸秆直接还田与堆沤腐熟还田成为**秸秆肥料化利用的主要方式，其中肥料化利用率最高的是九龙坡区、江津区及长寿区，肥料化利用率达到50%以上。最低的是梁平、巫山、城口和忠县，其利用率低于20%，而大部分区县介于20%~50%之间，如表2所示。秸秆饲料化利用率在1%－10%范围的有4个区县；利用率在10%－20%之间的有12个区县，利用率介于20%－40%之间的有18个区县。秸秆能源化利用率在10%－20%范围的有2个区县，利用率在20－40%之间的有28个区县，利用率介于40%－50%之间的有2个区县，利用在50%以上的有2个区县。食用菌基料利用比重更低，有20个区县食用菌基料利用率为0。8个区县食用菌基料利用为0-1%，有5个区县食用菌基料利用为1%-10%，北碚区食用菌基料利用率在10%以上。如何扩大秸秆基料的运用范围还存在很大的发展空间，值得我们在以后的研究中更加重视。表2**市秸秆利用方式统计表肥料化分级(%)10－2020－3030－4040-5050区县数（个）414583饲料化分级(%)0－1010－2020－3030－4040区县数（个）4121530能源化分级(%)0－1010－2020－3030－4040区县数（个）0212164基料化分级(%)00-55-1010-1515区县数（个）20130012.3秸秆利用技术水平不断提升（1）在秸秆肥料化利用方面，近年来，**市重点以农机化收割、土壤有机质提升等项目推广为载体，加强秸秆直接还田和腐熟还田利用，特别是在水稻秸秆利用方面，多数地方已推广使用农机收割，收割时直接将水稻秸秆切碎散放农田中，冬季通过蓄水浸泡让秸秆腐烂还田作为肥料。大力推广有机质还田，在实施土壤有机质提升项目过程中，通过添加腐熟菌剂等措施，将秸秆腐熟后作为有机肥还田使用。（2）在秸秆饲料化利用方面，近年来，结合全市生态功能区划，加快了渝东南生态涵养发展区和渝东北生态保护发展区草食牲畜发展，大力发展肉牛、奶牛、山羊等产业，提升了秸秆饲料化利用水平。利用青贮、微贮等处理方式，把秸秆转化为优质饲料，并将其粪便还田，实现秸秆过腹还田，既解决了冬季牲畜饲料缺乏等问题，又节省了饲料粮，促进了秸秆使用。（3）秸秆能源化利用方面，启动了退耕还林地区生物质气化炉建设，改变过去秸秆粗放燃烧方式，提高秸秆利用率。实施了1处秸秆气化试点项目，在未养殖或养殖量少的沼气农户中，积极推广秸秆沼气技术，弥补沼气发展缺料问题。2.4政策措施逐步完善**市秸秆综合利用始终坚持因地制宜，分类指导，统筹规划，综合利用，突出实效的发展方针，重点结合当地的农业生产、农民生活特点，产业发展基础，着力加强相关产业发展，促进和带动秸秆综合利用。近年来，重点实施了土壤有机肥提升、草食牲畜发展等产业政策，极大地推动了秸秆综合利用水平的提升。3**市农作物秸秆综合利用存在的主要问题3.1秸秆综合利用仍较粗放**市虽然没有集中焚烧秸秆的现象，但秸秆综合利用方式以分散利用和燃料利用为主，转化效率不高，利用粗放。秸秆能源化利用虽达到了30.71%，但主要作为户用炊事薪柴，以直燃为主，污染了环境，而且降低了农业综合效益。随着农村用能结构优化，农作物秸秆作为薪柴的比例还会下降，如处理方式不合理，环境压力将更大。3.2利用品种和水平不均衡在全市秸秆综合利用总体水平80%的情况下，各区域利用水平也不均衡，利用率最高的潼南区，为94.28%；利用率最低的是奉节县，仅为69.95%，最高和最低的区县利用率相差24个百分点。据调查，在秸秆利用品种上，薯类秸秆利用率最高（主要用作青贮饲料），其他类别秸秆的利用率相差不大，如何更加高效的利用薯类秸秆仍然值得我们进一步去探讨。3.3收储运体系尚未健全秸秆收储运及服务体系是秸秆综合利用产业化发展的前提和基础。而**坡耕地比重大，15度以上的坡耕地占40%以上，农业生产以套种间作为主，特别是丘陵山区，分布分散，收集成本高，难以实现大规模的集中处理和利用。同时，秸秆量大、分散、体积蓬松、密度小、收获季节性强，收割、捡拾、打捆等适用配套设备缺乏，造成秸秆的收集、贮运难度大、成本高，加上服务体系不健全，秸秆收集贮运已成为制约秸秆产业化发展的重要瓶颈之一。3.4产业化带动困难秸秆规模化利用有赖于产业化发展的拉动。目前，社会资本投资秸秆开发利用的积极性不高，**