湖北省主要農作物秸稈資源分布特征及還田現狀

李繼福，付國星，梅青青，李文君，王昌

(長江大學農學院，湖北 荊州 434025)

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湖北省主要農作物秸稈資源分布特征及還田現狀

李繼福，付國星，梅青青，李文君，王昌

(長江大學農學院，湖北 荊州 434025)

采用數據統計和實地調查的方法，研究了湖北省主要作物秸稈的種類、分布及處理方式。結果表明，水稻、油菜、小麥、玉米和油菜秸稈是湖北省最主要的秸稈資源，累計占全省總量的94%。2014年湖北省作物秸稈主要分布在荊州市、宜昌市、襄陽市、荊門市、孝感市和黃岡市6個地區，累計占全省總量的72 %。實地調查結果表明，秸稈直接還田平均為32%，但不同作物之間差異顯著，以水稻和小麥秸稈還田比例最高，分別達54%和43%；而焚燒和丟棄的比例仍然較高。同時，當前農業生產仍以小農經營和普遍施用化肥為主。因此，秸稈直接還田仍有較大的潛力，也是解決秸稈綜合利用、提高土壤有機質最根本的途徑。

湖北省；秸稈資源；評價；秸稈還田；現狀

湖北省地處華中，西、北和東部多丘陵和崗地，中、南部則為江漢平原，是我國重要的糧棉油產區[1]。然而，隨著作物產量的持續增加，與之相伴隨的大量副產物——秸稈，其綜合利用日益成為農業生產中亟待解決的重要問題[2,3]。目前我國秸稈綜合利用主要面臨的問題：一是缺少有效利用途徑，以往作物秸稈可以用來作為牲畜粗飼料、生活燃料以及堆肥，但隨著農業生產方式的發展、生活條件的改善以及肥料的施用，傳統的、分散的秸稈處理途徑減少[3]，而現代秸稈利用技術又因開發成本高、投資大、收益低，發展相對滯后[4]；二是農民對秸稈還田的認識不夠，加上小農經營效益偏低以及農民群體生產觀念還較為落后[5]，從而造成大量的秸稈被丟棄或無控焚燒，這不僅造成了資源的浪費，同時也污染了環境[6]。

自國家開展“有機質提升補貼”秸稈還田項目以來，湖北省秸稈還田工作取得了一定的成就[7～9]，但還有諸多問題尚未解決，如全省秸稈資源概況、農田秸稈承載能力與秸稈還田相配套的技術措施等，尤其對補貼項目開展后全省秸稈還田的現狀還不太清楚。因此，本研究依據2001～2015年湖北省農業統計年鑒并結合實地調查研究當前湖北省秸稈資源分布特征和秸稈還田現狀，以期為各地區秸稈還田技術體系的構建和開展提供參考依據。

1　材料與方法

1.1作物產量數據來源

本研究所用的作物產量數據來自2001～2015年《湖北統計年鑒》，鑒于農作物種類繁雜，根據歷年來作物的播種面積和產量，糧食作物選擇水稻(包括早稻、中稻和晚稻)、小麥、玉米、大豆和薯類，經濟作物選擇棉花、油菜、花生以及芝麻，其他作物如麻類、雜糧、糖料類等作物種植面積和產量占比重較小，故不作分析。

1.2秸稈資源量計算方式

農作物秸稈量主要是通過秸稈系數和經濟產量的比例進行估算，油菜秸稈系數根據李銀水[10]的研究計算得出，其他作物的秸稈系數均采自王曉玉等[11]的研究結果。湖北省主要農作物秸稈系數見表1。

農作物秸稈資源量按下式進行計算。

Ti=Ri×Ci

式中：Ti為農作物秸稈年總量，萬t；i為某種作物；Ri為某種農作物的秸稈系數；Ci為農作物i的經濟產量，萬t。

表1　湖北省主要農作物的秸稈系數

1.4 調查數據來源

2015年，根據湖北省17個市(州)主要作物種類，隨機選擇各縣(市)有代表性農戶3～5家進行入戶調查，發放問卷400份。調查內容包括農戶年齡、學歷、家庭收益、耕地面積、作物秸稈處理方式和施肥種類等信息。

1.5數據處理

試驗數據采用Excel 2010、SPSS和ArcGIS 10軟件進行統計和制圖。

2　結果與分析

2.1湖北省農作物秸稈資源量變化

圖1所示為15a湖北省主要作物產量和秸稈量的動態變化，可知2000～2003年主要農作物秸稈量呈下降趨勢。這段時期的秸稈減少與我國1998年全面進行農業結構戰略調整的總趨勢有很大關系[12]。隨后主要作物產量和秸稈量均逐漸回升。至2014年，湖北省主要作物產量和秸稈量分別達2900萬t和3400萬t。2004～2014年各作物秸稈平均比值表明，水稻、油菜、小麥、玉米、和棉花5種作物秸稈是湖北省的優勢秸稈資源，分別占秸稈總量的49%、17%、15%、8%和5%，其他作物為小比例秸稈資源。

圖1　湖北省2000～2014年主要農作物產量和秸稈量變化

2.2湖北省農作物秸稈資源地域分布

自2004年以來，湖北省糧棉油產量穩步增加，秸稈資源量也隨之呈上升趨勢，其下轄的17個市(州)，各地區自然條件差異明顯，其種植制度、種植規模和秸稈資源量也各有不同。圖2結果表明湖北省農作物主要生產區荊州、宜昌、襄陽、荊門、孝感和黃岡6市的秸稈量占全省總量的72.6%，即鄂東和江漢平原是秸稈資源最為豐富的區域。2014年湖北省耕地面積為342.0萬hm2，耕地秸稈平均生產量為10.2 t/hm2。耕地秸稈生產量高于全省平均的有10個市，分別為荊門、襄陽、仙桃、黃岡、潛江、隨州、鄂州、荊州、孝感和天門。耕地年秸稈生產量最低的是神農架林區和恩施自治州，分別為3.7t/hm2和6.1t/hm2。

圖2　2014年湖北省各市(州)農作物秸稈資源總量

進一步對各市(州)農作物秸稈的分布進行分析發現，水稻秸稈主要分布在荊州、襄陽、荊門、孝感和黃岡5個地區，占全省總量的67.1%，其次是武漢、宜昌、咸寧和隨州。小麥秸稈主要分布在襄陽，占全省總量的51.0%，其次是十堰、荊州、荊門、孝感和隨州。玉米秸稈主要分布在十堰、宜昌、襄陽和恩施，合計占總量的80.7%。油菜秸稈主要分布在荊州、宜昌、荊門和黃岡，占到全省總量的57.9%。其他作物秸稈各地均有分布，但沒有形成較大的規模和比例(表2)。通過分析可知，湖北省農作物秸稈分布具有明顯的地帶特征：水稻、油菜、棉花秸稈主要集中于江漢平原和鄂東地區，小麥集中分布于鄂北、鄂西北以及江漢平原北部地區，玉米秸稈則相對集中，主要分布于鄂西北和鄂西地區，薯類、大豆、花生和芝麻秸稈相對來說在鄂北地區分布最多。

表2　2014年湖北省各市(州)農作物秸稈資源分布　104 t

2.3湖北省主要作物秸稈還田現狀

圖3結果顯示湖北省主要農作物采取田間焚燒、直接還田、移出農田和其他利用4種處理方式的農戶比例平均為22.3%、32.3%、32.4%和13.0%。但是，不同作物處理方式間存在顯著性差異。田間焚燒處理主要是玉米秸稈，農戶比例占到43.4%，其次是油菜秸稈，而水稻、小麥和棉花秸稈的焚燒率平均為14.9%。直接還田處理以水稻和小麥比例最高，分別占53.6%和43.5%，棉花秸稈還田處理農戶比例最低，為11.5%。移出處理主要是棉花、油菜和玉米秸稈，而水稻和小麥相對較低。其他利用方式除棉花秸稈占25.5%外，水稻、小麥、玉米和油菜作物秸稈占比均較低。

圖3　2014年湖北省主要農作物秸稈處理現狀

2.4農戶耕地面積和施肥現狀

我國農戶是土地的基本經營單位，戶均耕地面積不足0.6km2[5]。圖4結果顯示，湖北省農戶種植面積集中分布在<0.3km2和0.3～0.6km2區間，比例分別為40.8%和27.6%。大戶種植和農場經營方式所占比例較低，尤其是>2.4km2的農戶僅占3.9%。同時，施肥種類結果表明，目前，只施化肥而不施用任何有機肥的農戶就占到68.9%；化肥為主配施部分有機肥的農戶也只占到總量的17.7%，均顯著高于施用畜禽糞便和農家堆肥為主的農戶比例。可見，在普遍施用化肥的生產模式下，秸稈還田已然成為農田有機質補充的最主要來源。

圖4　2014年湖北省農戶耕地面積和施肥現狀

3　小結

(1)2004年后，湖北省秸稈總量呈持續增加的趨勢，并以水稻、油菜、小麥、玉米和棉花為主。江漢平原和鄂東丘陵區集中了全省60%以上的秸稈資源，這兩片區域多采用兩熟制或者三熟制，水稻、小麥、棉花和油菜秸稈多集中于此，是開展秸稈還田工作的重點區域。

(2)作物秸稈處理現狀表明采用直接還田的農戶平均為32%，但不同作物之間差異較大。基于小農種植和普遍施用化肥的農業生產現狀，秸稈直接還田是解決秸稈綜合利用、提高土壤有機質和肥力的最根本途徑。

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2016-04-28

長江大學人才引進啟動基金項目(801180010140)；長江大學大學生科技創新項目(nxy1529)。

李繼福(1987-)，男，博士，講師，主要從事作物養分管理與土壤肥力研究，jifuli@yangtzeu.edu.cn。

S210.7

A

1673-1409(2016)21-0047-05

[引著格式]李繼福，付國星，梅青青，等.湖北省主要農作物秸稈資源分布特征及還田現狀[J].長江大學學報(自科版) ，2016，13(21)：47～51.