重慶市農(nóng)作物秸稈綜合利用主推技術(shù)探討

劉 科，曾 可，唐 寧，張 凱，高立洪，肖 璐，楊玉鵬，張德勇

（1.重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，重慶 401329；2.農(nóng)業(yè)部可再生能源開發(fā)利用南方科學(xué)觀測實驗站，重慶 400000；3.農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用技術(shù)與設(shè)備研發(fā)，重慶市重點實驗室，重慶 401329；4.重慶凱銳農(nóng)業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司，重慶 400020；5.重慶市生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)應(yīng)用中心，重慶 401120）

重慶市集大城市、大農(nóng)村、大山區(qū)、大庫區(qū)于一體，全年糧食播種面積660×104hm2左右，糧食總產(chǎn)量1 100×104t左右，秸稈總產(chǎn)量1 200×104t左右。隨著農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移的加快推進和農(nóng)村社會生產(chǎn)生活方式的轉(zhuǎn)變，秸稈作為能源資源回收利用的比例日漸降低，廢棄的比例有加大趨勢，露天焚燒秸稈現(xiàn)象時有發(fā)生。實施秸稈綜合利用，是有效減少農(nóng)民露天焚燒秸稈、改善農(nóng)業(yè)農(nóng)村環(huán)境的重要途徑，也是提升耕地質(zhì)量、加快生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要舉措[1]。本文結(jié)合重慶市地理氣候條件、農(nóng)作物種植種類以及分布情況、農(nóng)作物秸稈利用現(xiàn)狀與存在問題、經(jīng)濟條件等，篩選適合重慶市的農(nóng)作物秸稈綜合利用主推技術(shù)，旨在為提高重慶市秸稈的綜合利率提供技術(shù)保障。

1 重慶市地理環(huán)境特征

重慶市海拔高度差2 723.7 m。境內(nèi)山高谷深，溝壑縱橫，山地面積占76%，丘陵占22%，河谷平壩占2%。其中，海拔500 m以下的面積3.18×104km2，占幅員面積38.61%；海拔500～800 m的2.09×104km2，占幅員面積的25.41%；海拔800～1 200 m的1.68×104km2，占幅員面積的20.42%；海拔1 200 m以上的1.28×104km2，占幅員面積的15.56%。重慶耕地面積162.2×104hm2，農(nóng)用耕地開發(fā)度較高，是全國重要的糧食主產(chǎn)區(qū)[2]。但由于受地理環(huán)境的影響，種植業(yè)分散，機械化程度低，是秸稈綜合利用的一大限制因素。

2 重慶市農(nóng)作物秸稈資源量與分布

重慶市農(nóng)作物主要以水稻、玉米、小麥、薯類、油菜、花生、豆類作物為主，據(jù)測算，2019年秸稈總量為973.02×104t，其中水稻秸稈占總量的39.02%；玉米秸稈占總量的25.59%；小麥秸稈占總量的1.29%；薯類秸稈占總量的18.89%；豆類秸稈占總量的5.61%；油菜秸稈占總量的7.32%；花生秸稈占總量的1.07%；其他谷物秸稈占總量的1.22%。水稻、玉米和薯類三大作物秸稈產(chǎn)量占總量的83.5%以上。

農(nóng)作物秸稈主要分布在糧食主產(chǎn)區(qū)縣，產(chǎn)量前10位分別是合川、江津、墊江、開州、涪陵、永川、萬州、忠縣、彭水和奉節(jié)，秸稈產(chǎn)量合計461.91×104t，占全市秸稈總量的49.30%。由于種植作物品種、產(chǎn)量差異，可收集秸稈資源量前10位的區(qū)縣依次為合川、墊江、江津、萬州、奉節(jié)、永川、開州、忠縣、涪陵和潼南。

隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)和各類設(shè)施的不斷完善，農(nóng)作物產(chǎn)量穩(wěn)步提升，農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，據(jù)估算，2020年全市秸稈總量約為968×104t，2022年全市秸稈總量約為955×104t，可供利用的秸稈資源較為豐富且相對穩(wěn)定。因此，加大秸稈綜合利用力度，是發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟、提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的重要方面，是擴大農(nóng)村就業(yè)、增加農(nóng)民收入的新的有效途徑。

3 農(nóng)作物秸稈綜合利用現(xiàn)狀

由于地理、技術(shù)等條件限制，丘陵山區(qū)秸稈綜合利用難度相對比平原地區(qū)大。重慶山地丘陵占全市幅員面積的98%左右，現(xiàn)有的秸稈綜合利用以秸稈肥料化、飼料化利用為主，燃料化、基料化利用為輔，原料化利用為補充的多途徑利用格局。隨著國家對農(nóng)業(yè)秸稈生物質(zhì)資源開發(fā)利用的重視，其利用價值逐漸受到關(guān)注，秸稈肥料化、飼料化、燃料化、基料化、原料化[3]比例都在逐年遞增。重慶秸稈綜合利用現(xiàn)狀有如下幾個特點。

3.1 技術(shù)水平不斷提升

在秸稈肥料化利用方面，重慶市重點以機械化收獲、土壤有機質(zhì)提升等項目推廣為載體，加強秸稈直接還田和堆漚還田利用，特別是在水稻秸稈利用方面，多數(shù)地方已推廣使用機械收割，收割時直接將水稻秸稈切碎撒放農(nóng)田中，冬季通過蓄水浸泡讓秸稈腐爛還田作為肥料。大力推廣集中生產(chǎn)有機肥，收貯水稻、玉米、薯類、豆類等秸稈和其他農(nóng)業(yè)有機廢棄物（畜禽養(yǎng)殖糞污等），通過接種菌種、堆制發(fā)酵制成有機肥料。重慶市秸稈綜合利用技術(shù)適宜秸稈類型及配套設(shè)備見表1。

表1 重慶市秸稈綜合利用主推技術(shù)及配套設(shè)備列表Tab.1 The list of main technologies,suitable straw and supporting equipment for comprehensive utilization of straw in Chongqing

在秸稈飼料化利用方面，加快了草食牲畜發(fā)展，大力發(fā)展肉牛、奶牛、山羊等產(chǎn)業(yè)，提升了秸稈飼料化利用水平。利用青貯（氨化）、干儲等處理方式，把秸稈轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)飼料，并將其糞便還田，實現(xiàn)秸稈過腹還田，既解決了冬季牲畜飼料缺乏等問題，又節(jié)省了飼料用糧，促進了秸稈使用。

3.2 秸稈利用方式差異較大

重慶的秸稈綜合利用方式中，秸稈肥料化、飼料化、燃料化利用比例較大，這3項利用率達到81.41%。秸稈肥料化利用的主要方式為秸稈直接還田與堆漚腐熟還田。隨著近幾年秸稈利用技術(shù)的推廣，以及廣大農(nóng)戶使用有機肥意識的逐漸加強，秸稈肥料化利用率也在逐年增加。

3.3 區(qū)縣間利用水平參差不齊

全市大部分區(qū)、縣（自治縣）秸稈利用率介于70%～90%。利用率在90%以上的區(qū)縣有7個，利用率在80%以上的區(qū)縣有24個，利用率在70%以上的區(qū)縣有5個。

3.4 政策措施逐步完善

重慶市秸稈綜合利用始終堅持因地制宜、分類指導(dǎo)、統(tǒng)籌規(guī)劃、綜合利用、突出實效的發(fā)展方針，重點結(jié)合當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)民生活特點、產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)，著力加強相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進和帶動秸稈綜合利用[4]。近年來，重點實施了土壤有機肥提升、草食牲畜發(fā)展等產(chǎn)業(yè)政策，極大地推動了秸稈綜合利用水平的提升。

4 農(nóng)作物秸稈利用存在問題

4.1 綜合利用水平不高

長期以來，農(nóng)民對秸稈資源認識不足，資源觀念薄弱，加之受農(nóng)時、技術(shù)、勞力、比較效益及傳統(tǒng)耕作習(xí)慣等因素的影響，秸稈綜合利用水平低，導(dǎo)致秸稈浪費嚴重，造成巨大的資源浪費，焚燒現(xiàn)象時有發(fā)生，污染環(huán)境。同時，秸稈綜合利用技術(shù)相對單一，科技水平及裝備配置不足，從統(tǒng)計數(shù)據(jù)看，重慶市除秸稈肥料化占43.13%、飼料化占18.98%和燃料化占19.30%外，基料化、原料化等開發(fā)利用技術(shù)幾乎未得到利用與推廣。肥料化利用主要以粉碎還田和堆漚還田為主，缺乏秸稈還田快速腐熟技術(shù)、快速腐熟劑、丘區(qū)（山區(qū)）小型秸稈還田粉碎機械等，秸稈飼料轉(zhuǎn)化率、消化率低，高效秸稈飼料化技術(shù)欠缺；專業(yè)從事秸稈綜合利用研發(fā)的科研機構(gòu)和企業(yè)少，且產(chǎn)學(xué)研結(jié)合不緊密，自主創(chuàng)新不夠，未成立專門的研發(fā)中心，這些都制約著秸稈綜合利用技術(shù)的突破。

4.2 收儲運體系不健全

秸稈收儲運及服務(wù)體系是秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的前提和基礎(chǔ)。而重慶坡耕地比例大，15°以上的坡耕地占40%以上，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以套種間作為主，特別是丘陵山區(qū)，分布分散，收集成本高，難以實現(xiàn)大規(guī)模的集中處理和利用。同時，秸稈量大、分散、體積蓬松、密度小、收獲季節(jié)性強，收割、撿拾、打捆等適用配套設(shè)備以及勞動力缺乏，造成秸稈的收集、貯運難度大、成本高，加上服務(wù)體系不健全，秸稈收集貯運已成為制約秸稈產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要瓶頸之一。

4.3 資源化利用效益不顯著

受制于秸稈收儲運瓶頸，秸稈集中綜合利用項目難以實施，秸稈燃料化（沼氣、生物天然氣、顆粒燃料等）、肥料化（科學(xué)返田）、飼料化（飼草、復(fù)合顆粒飼料）利用途徑在技術(shù)、規(guī)模、經(jīng)濟等基礎(chǔ)條件方面還未形成，轉(zhuǎn)化效率及附加值高的有機肥料、成型固體燃料、秸稈發(fā)電、工業(yè)化原料（如乙醇、制糖）等秸稈深加工利用率高的秸稈資源產(chǎn)業(yè)化機構(gòu)建設(shè)不足，秸稈資源效益體現(xiàn)程度不足，導(dǎo)致秸稈資源利用積極性相對較弱；秸稈綜合利用社會化服務(wù)扶持、培育不足，距產(chǎn)業(yè)化發(fā)展相去甚遠。

4.4 政策性扶持力度不夠

重慶市農(nóng)民對秸稈綜合處理自主投入力度弱，購置機具“心有余而力不足”，加之政府對秸稈綜合利用缺乏長期的政策性扶持，農(nóng)民利用秸稈的自覺性沒有調(diào)動起來，給秸稈綜合利用帶來了相當(dāng)大的困難。加強財政扶持力度，提高資金補貼額度，廣泛吸納社會資金和農(nóng)戶投入，給予政策性信貸扶持，統(tǒng)籌部門資金使用，是建立秸稈機械化綜合利用長效機制不可或缺的重要保障。

5 重慶市農(nóng)作物秸稈綜合利用主推技術(shù)探討

5.1 主推技術(shù)

根據(jù)重慶市農(nóng)作物秸稈類型，結(jié)合重慶的地理環(huán)境條件以及經(jīng)濟條件等因素，研究篩選出適合重慶的農(nóng)作物秸稈綜合利用主推技術(shù)[5-7]（見表1），但是，各地區(qū)在開展秸稈利用工作時，還需要因地制宜進行選擇。

5.2 技術(shù)選擇原則

重慶市不同地區(qū)地理條件、經(jīng)濟條件、種植農(nóng)作物的品種和規(guī)模等存在差異，因此在選擇農(nóng)作物秸稈利用技術(shù)時要結(jié)合實際情況，總體上遵循“綜合利用、因地制宜、經(jīng)濟實用”的原則。

5.2.1 綜合利用原則

即環(huán)境保護和資源利用協(xié)調(diào)發(fā)展，提高資源綜合利用率，控制農(nóng)藥化學(xué)物質(zhì)使用量，保護農(nóng)業(yè)生態(tài)，發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)。農(nóng)作物秸稈中含有大量營養(yǎng)物質(zhì)，可作為肥料還田利用，可做青貯飼料喂養(yǎng)牲畜等。

5.2.2 因地制宜原則

即根據(jù)當(dāng)?shù)厮谧匀患爸苓叚h(huán)境、土地利用條件、經(jīng)濟社會發(fā)展水平、經(jīng)濟承受力等諸多因素選擇最適合的秸稈利用技術(shù)。

5.2.3 經(jīng)濟實用原則

即要體現(xiàn)技術(shù)與經(jīng)濟的協(xié)調(diào)性。選擇與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟能力相適應(yīng)、設(shè)備成本和運行成本較低、經(jīng)濟合理的技術(shù)工藝。盡量采用經(jīng)濟節(jié)能型的工藝及設(shè)備，減少處理設(shè)施的數(shù)量。