貴陽市主要農作物秸稈資源空間分布與利用

蔡景行， 陸 海*， 賈 田， 顧志英， 曲德鵬， 蘭 海， 蔡曉梅

(1.貴陽市土肥站， 貴州 貴陽 550081； 2.貴陽市果樹站， 貴州 貴陽 550081； 3.貴陽市蔬菜基地管理站, 貴州 貴陽 550081； 4.貴州警察學院, 貴州 貴陽 550001)

近年來，我國農村環境面臨農業外源性污染和內源性污染的壓力與日俱增，在一定程度上制約了農業的可持續發展[1]。新時期農業農村工作對農業生態環境關注度日益提升，2015年國家制定出臺了《到2020年化肥使用量零增長行動方案》[2]，提出大力推進化肥減量提效、農藥減量控害，積極探索產出高效、產品安全、資源節約、環境友好的現代農業發展之路；對秸稈資源化利用工作提出了“到2020年，農作物秸稈養分還田率達到60%、提高25個百分點”的目標。2019年中央1號文件提出了加大農業面源污染治理力度，實現化肥農藥使用量負增長；發展生態循環農業，推進秸稈等農業廢棄物資源化利用[3]。農業農村部2019年在《關于深入推進生態環境保護工作的意見》中也強調了“強化秸稈綜合利用”的要求[4]。秸稈是指農作物殘留的不能食用的根、莖、葉等農業廢棄物，富含氮、磷、鉀等營養元素，同時富含纖維、淀粉、木質素和蛋白質等有機物質[5]，是一種再生有機資源[6]。秸稈資源綜合利用不僅能減少其焚燒對大氣造成的污染，還可作為一種新型資源應用于多個行業[7]。作為生態文明建設先行示范區內貴州省的省會城市貴陽也提出了建設生態文明城市，到2020年秸稈資源化利用率達85%以上的目標。因此，摸清貴陽市主要農作物秸稈類型及其資源分布，分析資源化綜合利用中存在的問題和困難，并結合貴陽農業生產實際情況，對農作物秸稈資源的開發和利用力度進行探討，以期為貴陽市科學合理、統籌開展秸稈資源化利用提供科學依據。

1 資料與方法

1.1 數據來源

參考農業農村部辦公廳《關于做好農作物秸稈資源臺賬建設工作的通知》納入秸稈資源統計的作物規定，選取貴陽播種面積排序前7位的水稻、玉米、油菜、薯類、大豆、花生、小麥等7種農作物為研究對象，其播種面積、產量數據來源于2013—2018年《貴陽市統計年鑒》[8]以及2018年花溪區、烏當區、清鎮市和修文縣4個區(縣)700份典型農戶秸稈利用現場跟蹤調查問卷[9]，2018年《農村可再生能源統計調查表》[10]。

1.2 秸稈產生量和收集量估算

按照秸稈系數法計算貴陽市秸稈產生量(WS)，秸稈可收集利用量(CS)按照可收集系數法計算[11]。

WS=WP×SG

CS=WS×C

式中，WP為經濟產量，SG為草谷比，C為秸稈收集系數。

主要農作物秸稈草谷比及收集系數見表1。

表1 貴州省主要農作物秸稈草谷比及收集系數

2 結果與分析

2.1 貴陽市秸稈資源量

從表2可知，貴陽市2013—2018年各年度主要農作物秸稈資源量、變化趨勢基本一致，與貴陽市近年來的種植結構穩定有關。按秸稈資源貢獻量排序為玉米>薯類>水稻>油菜>小麥>大豆>花生，玉米秸稈資源量最高。以2018年為例，貴陽市主要農作物秸稈資源量為72.58萬t，其中，玉米秸稈23.25萬t，占總量的32%；薯類秸稈20.48萬t，占28%；水稻秸稈16.04萬t，占22%；油菜秸稈10.52萬t，占15%。這4種作物秸稈資源量總占比達97%，而小麥、花生、大豆合計2.29萬t，僅占3%。

表2 貴陽市2013—2018年主要農作物秸稈產生量 萬t

2.2 貴陽市秸稈資源空間分布

2018年貴陽市主要農作物秸稈產生主要分布在開陽縣、清鎮市、修文縣和息烽縣，分別占全市資源量的27%、20%、19%和16%，共計占比達82%，而花溪區、烏當區、白云區和觀山湖區僅分別為8%、7%、2%和1%。根據玉米、薯類、水稻、油菜秸稈資源分布情況，按照行政區劃繪制空間分布圖(圖1)，顏色隨占比大小而深淺變化。

2.3 資源化利用現狀

《農村可再生能源統計調查表》中2018年貴陽市主要農作物秸稈資源化利用量為46.71萬t，其中，肥料化利用22.22萬t，飼料化利用20.04萬t，燃料化利用2.29萬t，基料化利用0.3萬t，原料化利用1.86萬t。主要利用方式為肥料化和飼料化，占秸稈資源化利用總量的90.5%。根據700份典型農戶秸稈利用現場跟蹤調查，2018年貴陽市主要農作物秸稈資源化中，肥料化利用占47.57%，飼料化利用占42.9%，燃料化利用占4.9%，基料化利用占0.64%，原料化利用占3.99%，前兩項占比達90.47%，與《農村可再生能源統計調查表》的統計情況基本一致，秸稈直接焚燒情況得到有效控制。

2.4 貴陽市秸稈資源利用存在的問題

2.4.1 收儲難度較大、收購成本較高 貴陽屬典型的喀斯特地區，地塊較為分散、破碎，坡地占農用地面積的70%，機械化耕作水平不高，農業機械總動力199.41萬kW，實現機耕面積20.90萬hm2，機播面積9 666 hm2，機收面積33 423 hm2，僅占機耕面積的16%[12]。雖然機耕道通達情況逐年改善，但基本不能滿足大型機械化收割需要，大部分秸稈仍然需靠人力搬運，再由農用機械轉運。造成本地秸稈收儲、轉運成本較高。據對開陽縣地寶生物科技有限公司秸稈制肥項目調查，2018年當地秸稈田間收購價為400元/t，運輸費用在收購費用中占20%以上，該項目的收儲運輸費用高達600元/t以上，同時，需要較大面積的堆場進行晾曬和粉碎，相比偏高的有機肥生產成本，售價居高不下，市場推廣效果也不太理想。

2.4.2 資源分布零散、集約化利用效果差 由于貴陽農作物秸稈資源分布與我國北方平原地區集中連片不同，呈零散分布狀。田塊集約化程度低，大型農用機械進入困難，無法實現邊收獲邊粉碎邊還田機械化作業，秸稈粉碎機、秸稈打包機等農用機械普及度不高[13]，農民對秸稈離田利用的積極性不高，更愿意選擇直接還田或焚燒方式還田。近年來，貴陽開展了秸稈成型燃料、秸稈氣化能源替代、秸稈沼氣和秸稈制肥等大型集約化秸稈利用項目嘗試，均因原料采購上出現的各種問題而被迫中斷，集約化利用方式推廣困難。

2.4.3 欠缺利用統籌、產業配套較差 貴陽秸稈資源利用上未能統籌考慮當地畜禽養殖、農作物種植品種、加工企業類型等因素，在秸稈資源類型、營養價值特點等方面研究不夠深入，秸稈消費企業(主體)、收儲轉運中心配置不合理，造成秸稈資源化利用行業產投比低下。

2.4.4 利用方式單一、利用水平較低 貴陽秸稈資源化利用主要方式以肥料化、飼料化為主，尤以就地焚燒、直接還田、飼養牲畜等較粗放方式為主[14]。本地缺乏秸稈加工企業、能源利用企業和食用菌棒生產企業等大宗秸稈消費商，產業配套能力較差，工廠型基料化和原料化等其他利用方式比重較小。多集中在農業領域，規模化工業利用和能源利用較少，大多停留在小規模、低層次、分散經營水平上，沒有形成大規模產業化格局[10]，未能充分發揮秸稈的多功能性。同時，在肥料化利用中，直接還田方式占大部分，且存在還田量不足、耕深不足、碳氮比例失調、粉碎過長等問題[15]，方式較為粗放，秸稈有機質利用水平不高。

3 小結

研究結果表明，貴陽市農作物秸稈主要以玉米、薯類、水稻秸稈為主，主要利用方式為肥料化和飼料化，但存在收儲難度較大、利用水平不高、利用結構單一且粗放等問題。因此，要利用好國家和地方農業農村環境保護法律法規和相關產業政策，制訂合理有效的管理政策，促進研發、推廣適用的秸稈綜合利用技術[16]。按照因地制宜、資源集中、收儲便利、運輸方便等原則，充分考慮農業產業結構調整和農業產業發展規劃要求，科學合理設計、規劃秸稈資源化利用結構。確定秸稈綜合利用的主攻方向[17]，研發具有土壤翻耕、土地平整、秸稈粉碎、腐熟劑施用等功能的復式作業機具[18]，推廣適宜貴陽喀斯特山區地形的秸稈綜合利用相關農用機械，提升專業化設備裝備率，提高耕作深度和速率，降低秸稈收儲、運輸難度，降低生產成本；以提升秸稈綜合利用的經濟效益為核心，鼓勵企業應用高附加值的秸稈資源化利用先進技術[19]。大力引進、培育秸稈規模化工業利用企業、能源利用企業和大型農業利用企業，最終達到秸稈資源物盡其用，以提高秸稈還田利用率的目標。