湯原縣農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量預測及應用

于曉秋 侯珊珊

摘 要：本文介紹了預測秸稈產(chǎn)量和秸稈應用的目的和意義。然后根據(jù)2011—2016年湯原縣的主要作物（水稻、玉米、大豆）的產(chǎn)量，采用草谷比法，預測出2011—2016年湯原縣這6a的個主要農(nóng)作物的秸稈產(chǎn)量。根據(jù)秸稈能源的應用現(xiàn)狀和應用方式，總結出影響秸稈有效應用的相關因素，并給出合理建議。

關鍵詞：作物秸稈；草谷比；秸稈產(chǎn)量

中圖分類號：X712 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180233003

農(nóng)作物秸稈具有狹義和廣義之分。狹義秸稈為作物的莖稈；廣義秸稈被稱為“田間秸稈”。

根據(jù)秸稈生產(chǎn)的過程不同，分為農(nóng)作物副產(chǎn)物和田間秸稈。秸稈的分類可根據(jù)作物的分類來進行分類，主要有大田作物秸稈和園藝作物秸稈。大田作物秸稈主要有禾谷類、豆類和薯類等糧食作物秸稈，以及纖維類、油料類、糖類等經(jīng)濟類作物秸稈。園藝作物秸稈有蔬菜、果樹和花類作物的秸稈。因為園藝作物種類多，占地面積小，并且統(tǒng)計起來比較困難，所以導致預測秸稈產(chǎn)量數(shù)據(jù)不夠準確。因此，預測秸稈產(chǎn)量基本不用園藝作物，而大田作物秸稈才是作為預測秸稈產(chǎn)量的主要指標。

由于人們對能源的使用量逐漸增多，以至于導致現(xiàn)在各類傳統(tǒng)的能源越來越少，并且這些高幅度的耗費也同時導致了現(xiàn)在各項的惡劣環(huán)境問題。因此，現(xiàn)在尋找和發(fā)掘可再生能源資源已經(jīng)是必不可少的重要問題。而農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量作為能源資源的一部分，其蘊含多樣豐富的元素，將秸稈資源綜合利用規(guī)劃為“5化”技術工程（能源化、飼料化、肥料化、原料化和基料化），可運用到眾多的研究和生產(chǎn)領域，同時也是目前地球上的第一大可再生能源。秸稈資源綜合利用對穩(wěn)定農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡、促進農(nóng)民增產(chǎn)增收、緩解能源與環(huán)境壓力、增強農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力等方面具有重要作用。

1 湯原縣農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量預測

1.1 草谷比法簡介

目前大田作物秸稈產(chǎn)量的預測方法是根據(jù)相關統(tǒng)計部門發(fā)布的農(nóng)作物經(jīng)濟產(chǎn)量及草谷比計算得到。其中相關定義如下。

1.1.1 農(nóng)作物經(jīng)濟產(chǎn)量

指人類需要的有經(jīng)濟價值的主要農(nóng)作物產(chǎn)品的產(chǎn)量，又稱為農(nóng)作物主產(chǎn)品產(chǎn)量。

1.1.2 草谷比

大田作物秸稈產(chǎn)量與農(nóng)作物經(jīng)濟產(chǎn)量比值。

對于湯原縣農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量的一些問題，已有眾多研究學者進行了研究。因此本文根據(jù)2017年湯原縣統(tǒng)計年鑒對2011—2016年湯原縣這6a間的主要農(nóng)作物產(chǎn)品的產(chǎn)量進行統(tǒng)計和分析。根據(jù)本文中的統(tǒng)計指標解釋：農(nóng)作物產(chǎn)品總產(chǎn)量是指調查年度內全社會生產(chǎn)的各種農(nóng)產(chǎn)品的數(shù)量，不論是耕地上與非耕地上的農(nóng)作物產(chǎn)量都應統(tǒng)計在內。各種農(nóng)作物產(chǎn)量按國家統(tǒng)一規(guī)定計算。

谷物一律按脫粒后的原料計算（玉米按脫粒后的粒子計算）；

豆類按去豆莢后的干豆計算；

據(jù)此可知，2017年湯原縣統(tǒng)計年鑒中的主要農(nóng)作物產(chǎn)品產(chǎn)量就是其農(nóng)作物經(jīng)濟產(chǎn)量。并且通過對其農(nóng)作物產(chǎn)品產(chǎn)量進行整理分析，發(fā)現(xiàn)2011—2016年湯原縣這6a間的農(nóng)作物主要為水稻、玉米、大豆這3種，因此本文將選取這3種農(nóng)作物的產(chǎn)品產(chǎn)量來分析預測湯原縣的農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量。各農(nóng)作物產(chǎn)量數(shù)據(jù)見表1，對各主要農(nóng)作物的分析見圖1。

圖1為2011—2016年6a間的湯原縣水稻、玉米和大豆產(chǎn)量的柱狀圖分析。發(fā)現(xiàn)2011—2015年這5a間，湯原縣水稻產(chǎn)量呈上升趨勢，從18530t上升至341532t，增長了1.8倍；玉米產(chǎn)量也呈大幅上升的趨勢，從57590t上升到510996t，增長了8.9倍，增長勢頭非常迅猛，而大豆則一直呈現(xiàn)平穩(wěn)的狀態(tài)，而2016年由于湯原縣農(nóng)作物種類的增多導致水稻、玉米產(chǎn)量有所放緩。

草谷比的選取是預測農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量是否準確的重要關鍵。本文根據(jù)大量的前人研究報告，對現(xiàn)在已有的草谷比數(shù)據(jù)取值進行了匯總，見表2。

1.2 2011—2016年湯原縣農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量預測

基于以往的相關研究可知，在農(nóng)作物經(jīng)濟產(chǎn)量和草谷比已知的前提下，以此來計算大田作物秸稈產(chǎn)量的公式（2.1）為：

（2.1）

其中：：大田作物秸稈產(chǎn)量，；：農(nóng)作物經(jīng)濟產(chǎn)量，；：草谷比。

因此，根據(jù)已知總結出的權威數(shù)據(jù)，把農(nóng)作物經(jīng)濟產(chǎn)量和草谷比帶入公式，預測出2011—2016年這6a間湯原縣主要農(nóng)作物秸稈總產(chǎn)量見表3；以及各農(nóng)作物（水稻、玉米、谷子、大豆）的秸稈產(chǎn)量見表4。并進行相關分析。

根據(jù)表3可以看出，湯原縣在2011—2016年這6a間的主要農(nóng)作物總秸稈產(chǎn)量一直處于顯著上升的趨勢。從60156.444上升到538899.44增長了近10倍。黑龍江省是農(nóng)業(yè)大省，從這可看出，湯原縣是農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量的主要地區(qū)。

表4為2011—2016年6a間的湯原縣水稻、玉米、大豆的秸稈的產(chǎn)量。從表中可得出，2011—2015年湯原縣水稻秸稈產(chǎn)量呈上升趨勢，從14008.68t上升至258198.192t，增長了近18倍；玉米的秸稈產(chǎn)量也呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢，從45317.092t上升至402664.848t，增長了近8倍；大豆的秸稈產(chǎn)量呈現(xiàn)出先降低后增長的趨勢，這5a的平均秸稈產(chǎn)量大概為2萬t；而2016年由于農(nóng)作物種類的增加，使得玉米、水稻產(chǎn)量有所降低，但總體秸稈產(chǎn)量還是很豐富。

2 湯原縣秸稈資源應用現(xiàn)狀和應用方式

2.1 湯原縣秸稈循環(huán)利用現(xiàn)狀

2.1.1 產(chǎn)量多，分布較集中

根據(jù)2017年湯原縣統(tǒng)計年鑒以及上述的結論可知，2016年的湯原縣農(nóng)作物總播種面積為118366hm2，農(nóng)作物產(chǎn)品總產(chǎn)量為750984t，秸稈總產(chǎn)量為538899.44t，其中是水稻、玉米和大豆的秸稈產(chǎn)量占據(jù)了主要部分。由此可知其秸稈產(chǎn)量巨大。而正是因為這樣得天獨厚的地勢分布條件，才為湯原縣主要農(nóng)作物秸稈能源的研究應用提供了更為有利的條件。

2.1.2 效率低，應用方式不正確

目前，湯原縣秸稈綜合利用的主要方式是秸稈直接還田、做青儲、黃儲飼料過腹還田、發(fā)酵漚肥后還田等幾種傳統(tǒng)方式，還有農(nóng)牧結合利用方式、生物質發(fā)電利用方式、秸稈食用菌等一些資源利用方式，但從湯原縣看，部分秸稈沒有得到合理利用，秸稈還田和綜合利用仍有發(fā)展空間。存在問題主要有：綜合利用成本較高。采用還田或其他利用方式，增加了作業(yè)量，地增加成本100元/667m2左右，而部分農(nóng)民直接焚燒秸稈，不僅成本低廉，而且灰燼對提高地力還有一定裨益；秸稈還田機械相對不足。湯原縣現(xiàn)有秸稈還田式大型玉米收獲機200臺（套），基本可以滿足玉米收割和秸稈還田需求，而水稻、烤煙等作物秸稈因缺乏還田機械，還無法實現(xiàn)直接還田；缺乏產(chǎn)業(yè)化利用途徑。目前，縣域內沒有秸稈綜合利用開發(fā)型企業(yè)。即使大量收購，由于路途遠，運輸成本高，農(nóng)民運送的積極性不高。

2.1.3 多效應用途徑，發(fā)展前景大

湯原縣不僅是農(nóng)業(yè)的重要產(chǎn)地，還是畜牧的主要地區(qū)。因此湯原縣不僅在秸稈還田方面有很大的發(fā)展空間，其在秸稈飼料化上面的需求量也同樣非常巨大。目前，湯原縣引進的所以，秸稈的用途非常寬廣，只要能夠加以合理的研究應用，秸稈能源會為人們帶來越來越多的效益。

2.2 湯原縣秸稈循環(huán)利用方式

作為可再生能源的一重要部分，秸稈資源越來越收到人類的重視，因此其應用途徑也逐漸增多，總結下來，湯原縣秸稈循環(huán)利用主要有秸稈還田、秸稈飼料化、秸稈能源化和秸稈工業(yè)原料化等。

2.2.1 秸稈還田

秸稈還田通俗來講就是農(nóng)作物的循環(huán)利用，可以減少秸稈能源的浪費。秸稈作為田地中的有機肥料，其來回不斷的循環(huán)利用可以將秸稈中的磷、氮、鉀等營養(yǎng)元素浸漬到土地中去，這樣不僅可以增加土地的滋潤度，還可以降低各種化肥的使用量。因此秸稈還田可以提高土地中各種營養(yǎng)元素的數(shù)量，有利于這些元素之間的相互轉化，穩(wěn)定田園的生態(tài)平衡。

2.2.2 秸稈飼料化

2011年農(nóng)業(yè)部發(fā)布《全國節(jié)糧型畜牧發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》迅速推進了作物秸稈飼料化利用發(fā)展。秸稈飼料化利用對標準化規(guī)模養(yǎng)殖，解決“人畜爭糧”，保障中國糧食安全產(chǎn)能具有重要意義。我國目前對秸稈進行了多方面的處理，對了能夠提高秸稈的利用率，加工后的秸稈中的豐富營養(yǎng)能夠與牧草相媲美。這樣營養(yǎng)成分提高了的秸稈，其利用率也逐漸增加，所以現(xiàn)在農(nóng)作物秸稈的飼料化的技術也在慢慢提升。將秸稈進行處理之后，可以使部分本來不適宜作飼料化的秸稈也能避免浪費，這樣在秸稈提高了其利用率的同時，也提高了秸稈中含有的營養(yǎng)成分。因此，秸稈作飼料現(xiàn)在也是禽畜的飼料中必不可少的一部分。其秸稈作飼料的方法有：秸稈氨化技術、秸稈青貯和微貯技術、秸稈堿化技術、秸稈顆粒飼料技術等。

2.2.3 秸稈能源化

秸稈的能源化利用，大部分是采用秸稈氣化和直燃發(fā)電這2種技術。通過應用秸稈氣化技術，將秸稈在短缺氧氣的情況下進行燃燒而產(chǎn)生的能量是主要應用為燃料，其用于鍋爐、民用爐灶、發(fā)電等場合。應用秸稈的直燃發(fā)電技術可以將秸稈在高溫高壓的環(huán)境下釋放的熱能轉變成電能。而目前的秸稈發(fā)電技術是由蔗糖發(fā)電和稻殼發(fā)電構成。

2.2.4 秸稈工業(yè)原料化

隨著經(jīng)濟社會的進步，秸稈作工業(yè)原料也在逐步的發(fā)展。其工業(yè)原料的應用途徑非常廣泛，主要有造紙技術、應用秸稈制造有機產(chǎn)品、加工材料、作食用桿菌培養(yǎng)基等。通過以上這些技術，使秸稈工業(yè)原料化，可以提高秸稈的利用率還可以幫助解決環(huán)境污染問題，提高農(nóng)村居民的生活水平，減少能源的不必要的浪費。

3 影響秸稈有效應用的因素與改進措施

3.1 影響秸稈有效應用的因素

農(nóng)作物秸稈現(xiàn)在雖然作為一項重要的能源而得到世界各國人們的重視，但是由于對其的研究應用才剛有少量的成果，還有很多方面有待去挖掘，但在發(fā)掘和利用的同時，其存在許多問題和因素從而影響到了對秸稈的有效利用，現(xiàn)將這些因素總結如下。

3.1.1 環(huán)境污染問題嚴重

隨著國家各方面生活條件的提高以及城市發(fā)展越來越好，許多的農(nóng)村居民都遷移到城市中來，因此當每年的秸稈產(chǎn)量逐漸增加時，將沒有充足的勞動力去解決秸稈問題，因此大多數(shù)人們?yōu)榱藞D方便，就把秸稈進行大量肆意的燃燒，這樣造成了嚴重的環(huán)境污染問題，由于這些問題，不僅降低了秸稈的利用率不說，還造成了大量秸稈能源的浪費。

3.1.2 設備技術，裝備問題不成熟

在對秸稈進行有效利用的同時，對設備技術等方面的要求也越來越高。但由于一些秸稈自身的原因，比如其質地松散、密度低、體積大、水分高、易腐蝕、霉變和腐爛等特點，降低了秸稈的利用率。但我國目前對解決這方面的技術問題還不夠成熟，有待提升。

3.1.3 公眾意識不強

由于國家對秸稈能源的利用價值這方面的宣傳和倡導較少，民眾對這方面的意識不夠強烈，因此產(chǎn)生了大量的秸稈不正當途徑的燃燒和浪費。所以，制定相對應的政府措施，提高民眾的公眾意識，對于提高秸稈的有效利用非常重要。

3.2 提高秸稈有效應用的改進措施

為了加快農(nóng)作物秸稈資源的研究應用水平，現(xiàn)針對以上影響因素提出了幾點改進措施。

3.2.1 禁止秸稈燃燒，降低環(huán)境污染源

對采取不正當措施對秸稈進行燃燒的農(nóng)戶進行嚴懲，有效控制在城市邊緣，如高鐵、機場這樣環(huán)境進行重點防治。對一些采取正確措施解決秸稈問題的農(nóng)戶進行激勵獎勵政策，給其他的農(nóng)戶樹立榜樣，從而可以減少秸稈的大量燃燒對環(huán)境造成的污染問題。

3.2.2 加強技術設備研究投入

加強秸稈自身問題的改善和處理的各方面技術，提高在這方面領域研究的經(jīng)費，將秸稈研究應用的技術進行提高，將有助于推動秸稈能源的利用以及低碳經(jīng)濟發(fā)展的各方面問題。

3.2.3 制定政府優(yōu)惠政策，提高民眾意識

政府應當根據(jù)實際情況，制定出相應的優(yōu)惠政策，降低對秸稈能源研究應用的成本投入，多增設一些對秸稈能源應用的產(chǎn)業(yè)扶持項目。同時政府應該加大對秸稈能源應用好處的宣傳力度，比如通過媒體、報紙等輿論引導，提高民眾的意識，對于提高秸稈的有效利用非常重要。

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作者簡介：于曉秋（1969-），女，黑龍江大慶人，理學博士，教授，研究方向：農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟及管理；侯珊珊（1994-），女，山西晉城人，農(nóng)業(yè)碩士，研究方向：物流與供應鏈管理。