摘要綜合國內外相關研究,列出農作物秸稈資源評價指標,同時利用SPSS對農戶問卷調查進行分析,進一步了解高郵市農作物秸稈的利用現狀,高郵秸稈資源的主要利用形式是直接還田,其他形式的秸稈利用所占比例相對較小,秸稈利用模式有待優化。正在逐步地推廣秸稈能源化、秸稈基料化、秸稈養畜等多種秸稈綜合利用技術,提升秸稈綜合利用水平,促進農業生產的可持續發展。
關鍵詞高郵;秸稈資源;評價;利用現狀
中圖分類號S181.3文獻標識碼A文章編號0517-6611(2014)21-07175-03
Comprehensive Utilization Status for Straw in Gaoyou City
ZHAI Yaqi, LIU Ling et al(College of Resource & Environmental Sciences, East China Normal University, Shanghai 200241)
AbstractCombined with relevant studies at home and aboard, the evaluation index of straw resource was listed, SPSS was used to analyze famers questionnaire, so as to further obtain the utilization status of straw. The main utilization way of straw in Gaoyou is directly returning to farmland, the utilization way of straw needs to be optimized. Several comprehensive utilization technologies for straw were extended, such as straw energyoriented, base material of straw and stock keeping, so as to improve straw comprehensive utilization level, promote sustainable development of agricultural production.
Key wordsGaoyou; Straw resources; Evaluation; Utilization status
農作物秸稈是指農業生產過程中,收獲了稻谷、小麥、玉米等作物籽粒以后,殘留的不能食用的莖、葉等副產品[1]。秸稈是農作物副產品,也是生態物資能資源的來源之一[2]。高郵市是農業大市,近幾年隨著新品種、新技術的集成推廣,農作物產量逐年增加,秸稈數量也隨之增多。然而人們的消費觀念、消費方式發生了巨大的變化,秸稈不再是農民能源消費的唯一選擇,大量的農作物秸稈被廢棄或露天焚燒。露天焚燒秸稈,不僅污染環境,浪費資源,且影響交通安全、社會生產和人民生活,已成為一個嚴重的經濟和社會問題。如何從根本上認識農作物秸稈的綜合利用問題是解決秸稈焚燒的關鍵。筆者綜合國內外相關研究,列出農作物秸稈資源評價指標,同時利用SPSS對農戶問卷調查進行分析,進一步了解高郵市農作物秸稈的利用現狀。
1資料與方法
1.1研究區概況高郵市位于沿江經濟帶的長江北岸,
當地降低秸稈直接還田部分;1.79%的秸稈用于飼料,126%用于基料化,約有13.00%用于能源化(圖1);但除了直接用于還田的秸稈以外,剩余超過半數,約為17.39%的秸稈均用于焚燒或丟棄,每年免不了有少部分的秸稈被廢棄在溝渠、堤埂,甚至在田間直接焚燒,造成秸稈使用的浪費。廢棄或焚燒的秸稈比例也較大,可將其中一部分用做固化處理。同時其他的秸稈利用方式所占比例較低,多種秸稈處理方式的使用有待加強。
圖1高郵市農作物秸稈綜合利用情況分布
2.2秸稈綜合利用情況分析
2.2.1直接還田。高郵市秸稈綜合利用的形式主要為機械化全量還田、麥稻雙套。秸稈直接還田可以培肥地力,增加土壤有機質,改善土壤結構。秸稈還田能增加土壤有機質含量,改善土壤團粒結構和保水、吸水、粘接、透氣、保溫等理化性狀,有持續增產的作用[12]。根據一畝地需要秸稈量約為150~200 kg,直接用于還田的秸稈約占全部秸稈產量的30%左右最為適宜,但目前高郵用于直接還田的占全部秸稈總量的65.82%,造成一些秸稈的不必要浪費。
2.2.2秸稈飼料化。草食性家畜的重要墊料來源農作物秸稈,同時也是草食性家畜重要的粗飼料來源。據推算,0.25 kg糧食的營養價值與1 kg普通秸稈的營養價值相當。經過微生物發酵作用青貯科學處理,可以形成營養更豐富的秸稈飼料[13-15]。而在高郵區的150戶農戶調查中發現,56戶(37.33%)養有豬,126(84%)戶養有雞鴨,6(4%)戶養有大牲畜。即在調查人群中,基本上每家均養有牲畜,但對于秸稈的使用僅占1.79%,遠遠沒有充分利用秸稈,在將秸稈加工為飼料或直接用于墊料給予保暖等利用上,缺乏有效利用。
2.2.3秸稈基料化。農作物秸稈中含有豐富的營養成分,且資源豐富,成本廉價,據了解,菌類生長需要腐草做溫床,可以消耗大量秸稈[16]。一般情況下,1 m 2育菇面積,需要25 kg秸稈,一畝地基本可以產秸稈至少為400 kg,可以培養16 m2菌類用料,可產大概120 kg雙胞蘑菇,大概可賣1 200元左右,而秸稈收購價格一般在12元/50kg,這樣,農戶每戶即可以得到約為100元左右的收入。但對于150戶農戶的調查中發現,用于食用菌的秸稈僅占全部秸稈的1.26%,即用于基料化的秸稈量比較低,部分可能在于秸稈的收購價格低和運輸費用比較高,造成秸稈基料化的量比較低。
2.2.4秸稈能源化。秸稈能源化作為直接經濟效益較為明顯的利用方式之一,每年的利用率約占20%。主要形式為秸稈沼氣、秸稈固化、秸稈發電和農家自用燃料等。
2.2.4.1秸稈沼氣化。將農作物秸稈切碎與人畜糞混合,在厭氧的條件下發酵,產生了以甲烷為主要成分的可燃氣體[17]。采用秸稈沼氣工程技術,每2 kg干體秸稈可產生1 m3沼氣,每畝地產生的秸稈可產生大約200 m3的沼氣,相當于100 kg的液化石油氣。這樣對于農戶既節約煤氣費用,平均每戶按照5人計算,每月可節約100元左右的煤氣費用,同時也比燃燒秸稈更干凈和快捷。但對高郵區150農戶調查中發現,僅有17戶農戶使用沼氣池,僅有0.2%的秸稈用于沼氣的使用,即對于沼氣池的使用率比較低,利用秸稈產沼氣的更低。
2.2.4.2秸稈固化。秸稈成型燃料既保留秸稈原先所具有的易燃、無污染等性能,又具有耐燒、易于運輸和儲存等優點。將農作物秸稈粉碎,通過機械設備產生強大的壓力或擠壓式克服秸稈的彈性進行強制壓縮堆積來完成。據了解,每2 t秸稈利用熱值可替代1 t標準煤,可有效減少能源消耗[18]。在150農戶的調查中發現,用于秸稈固化的僅占全部秸稈總量的4.01%,而丟棄或燃燒的秸稈量占全部秸稈總量的1739%,可以將這些丟棄或燃燒的秸稈進行固化即可獲得經濟收益,也能保證環境的清新。
2.2.4.3秸稈發電。高郵區林源科技開發有限公司承擔的高郵區秸稈氣化發電項目已經獲得省發改委批準,試發電成功,已經做好并網發電準備,據了解,如果發電并網,1年消耗秸稈4萬t以上,相當于6 666.7 hm2田的秸稈,可增加農民收入900萬元。而在調查的150家農戶中,用于發電的秸稈量占全部秸稈總量的7.24%。
2.2.4.4秸稈工業化。秸稈纖維作為一種天熱纖維素纖維,生物降解性好,可以作為公益原料,如紙漿原料、保溫材料、包裝材料、各類輕質板材的原料,可降解包裝緩沖材料、編織用品等,或從中提取淀粉、木糖醇等[19]。但在調查中發現,用于工業的秸稈總量占全部總量的2.29%。
3結論
研究結果表明,高郵市的秸稈資源豐富,秸稈總量達8109萬t。通過SPSS分析問卷調查可知,其中超過65.82%的秸稈直接用于還田,1.79%的用于飼料,1.26%用于基料化,約有13%用于能源化,但除了直接用于還田的秸稈以外,剩余超過半數,約為17.39%的秸稈均用于焚燒或丟棄,每年免不了有少部分的秸稈被廢棄在溝渠、堤埂,甚至在田間直接焚燒,造成秸稈使用的浪費。
針對高郵市秸稈資源綜合利用不足的現狀以及在秸稈資源綜合利用過程中存在的一系列問題,提出幾點對策建議。首先,相關部門應該加強群眾對秸稈綜合利用重要意義的認識,環境意識和法制觀念;其次,應該增加有效資金的投入,促進秸稈綜合利用技術的研究,健全服務體系,擴充技術骨干;最后,需要適時的行政干預,使得秸稈綜合利用處在統一的組織和規劃之下,進一步推動秸稈資源的綜合利用。
42卷21期翟亞琪等高郵市農作物秸稈綜合利用現狀參考文獻
[1] 田宜水,趙立欣,孫麗,等.農作物秸稈資源調查與評價方法研究[J].中國人口·資源與環境,2011,21(3):583-586.
[2] MOA/DOE Project Expert Team.Assessment of biomass resource availability in China[M].Beijing:China Environmental Science Press,1998.
[3] 高郵市地方志年鑒編纂委員會.高郵年鑒[M].北京:方志出版社,2012.
[4] 崔明,趙立欣,田宜水,等.中國主要農作物秸稈資源能源化利用分析評價[J].農業工程學報,2008,24(12):291-296.
[5] 沙洪林,佟時,張維友,等.我國農作物秸稈產生及綜合利用現狀分析[J].吉林農業科學,2010,35(4):51-55.
[6] 顧樹華,周瀘萍.可再生能源資源評價體系與方法[J].中國人口·資源與環境,1999,9(2):46-50.
[7] 李京,任東明,莊幸.可再生能源資源系統評價方法及實例[J].自然資源學報,2001(7):77-84.
[8] 農業部規劃設計研究院.NY/T1701-2009.農作物秸稈資源調查與評價技術規范[S].北京:中國農業出版社,2009.
[9] 國家發展改革委.關于編制秸稈綜合利用規劃的指導意見[R].2009:1-13.
[10] 王曦,張賽仕.農業廢棄生物質資源的再利用[J].當代農機,2009(2):54-55.
[11] 楊敏,段立蕊.利用SPSS統計軟件進行問卷調查分析[J].考試周刊,2012(6):128-129.
[12] 張穎,王曉輝.農業固體廢棄物資源化利用[M].北京:化學工業出版社,2005.
[13] 秦大東,葛羚.安徽省秸稈綜合利用研究[J].現代農業科技,2012(8):264-267.
[14] 袁鳳香.甘肅農作物秸稈綜合利用的現狀分析與對策研究[J].技術裝備,2008,23(4):96-99.
[15] 興麗,韓魯佳,劉賢,等.乳酸菌和纖維素酶對全株玉米青貯發酵品質和微生物菌落的影響[J].中國農業大學學報,2004,9(5):38-41.
[16] KIM S,DALE B E.Global potential bioethanol production from wasted crops and crop residues[J].Biomass and Bioenergy,2004,26:361-375.
[17] 支慧,唐永旺.漯河市農作物秸稈綜合利用現狀及對策研究[J].河南農業,2012(2):15-16.
[18] 唐衛軍,肖波,楊家寬,等.生物質轉化利用技術研究進展[J].再生資源研究,2003(4):30-32.
[19] 王璐,肖健.農作物秸稈利用技術現狀及發展對策[J].安徽農學通報,2010,16(15):166-168.