貴州省薏苡秸稈處置現(xiàn)狀調查分析—以興仁市為例

劉 芳 劉鴻雁 葉蘋蘋 劉玉琳 常 森 龔俊杰

(貴州大學農學院，貴陽 550025)

薏苡(Coixlacryma-jobiL)，屬禾本科植物，不僅是營養(yǎng)豐富的食材，更是一種擁有祛風濕、利腸胃、利尿、消水腫等作用的藥材。興仁市薏苡產業(yè)作為國家重點扶貧產業(yè)之一，有著悠久的薏苡種植歷史[1]，薏苡秸稈作為薏苡的副產品，產量大，分布廣，是一項十分重要的可再生資源，但是興仁市薏苡秸稈處置方式較為單一，主要為焚燒。近年來，隨著經濟發(fā)展，農民物質生活水平有很大的提高，但是薏苡秸稈利用方式少且綜合利用技術落后，大量薏苡秸稈被丟棄或直接在田間焚燒，造成了嚴重資源浪費和環(huán)境污染，如大氣中的PM2.5和PM10增加[2]。國家在“十三五”環(huán)保規(guī)劃中明確要求，秸稈利用率要達85%以上，同時國家法律中也明確規(guī)定禁止露天焚燒秸稈。因此，了解薏苡秸稈處置方式現(xiàn)狀，對于資源利用和環(huán)境保護，以及鄉(xiāng)村振興具有重要意義。

1 薏苡生產及秸稈資源化利用現(xiàn)狀調查分析

1.1 薏苡生產及秸稈資源化利用現(xiàn)狀

興仁市薏苡產量較高，2016年中國薏苡總產量約為33.41萬t，貴州省產量22.9萬t，興仁的產量份額是10.5萬t，在全國市場占據份額達80%以上[3]；2017年全球小白殼薏苡種植產量約為13萬t，其中興仁的產量就高達7.5萬t，占全球小白殼薏苡產量的60%以上[1]。

回龍鎮(zhèn)種植面積為5 931萬m2，其中作為主要農作物的薏仁米種植面積高達4 000萬m2，每畝平均薏苡產量約為300 kg，薏苡總產量約為18 000 t，產生的秸稈資源量約為120 000 t。興仁市種植面積約為23 345萬m2，薏苡產量約105 000萬t，秸稈產生量約為700 000 t。通過調查，回龍鎮(zhèn)薏苡秸稈現(xiàn)有處置方式見表1，由表1可看出秸稈焚燒是主要的處置方式，占秸稈產生量的81%。相關估算方法如下：

(1)秸稈產生量

Si=APi

式中Si為薏苡秸稈產生量(kg)，i指薏苡秸稈部位；A為薏苡種植面積(畝)；Pi單位面積薏苡秸稈資源量(kg/畝)，為2000。

(2)秸稈不同處理方式量估算

vi=Spi

式中v為秸稈用量(噸)，i為處理方式(焚燒、直接還田、用作飼料、丟棄或亂堆)；pi為調查中薏苡秸稈不同處理方式占比值，i為不同處理方式。

表1 回龍鎮(zhèn)薏苡秸稈處置方式結果估算

分析數(shù)據顯示(表1)，回龍鎮(zhèn)薏苡秸稈焚燒量占比最高，占81%；直接還田其次，而直接還田的方式有將秸稈直接覆蓋在農田上，以及采用翻壓的方式；僅有8%的薏苡秸稈通過二次處理作為飼料喂養(yǎng)牲畜。雖然薏苡秸稈通過上述處置方式看似都得到了資源化利用。但是有效的資源化利用率卻很低，大量的秸稈焚燒對環(huán)境造成了一定的危害，政府也沒有采取更加有效合適的方式解決，使得薏苡秸稈資源化利用率低，隨意丟棄等現(xiàn)象仍然會在未來持續(xù)很長一段時間[4]。

1.2 存在問題

1.2.1 環(huán)境污染與資源浪費

盡管《中華人民共和國大氣污染防治法》中明確規(guī)定禁止露天焚燒農作物秸稈，但從表1可看出回龍鎮(zhèn)當?shù)剞r民對于薏苡秸稈最主要的處置方式是焚燒，農作物秸稈中含有碳、氮、磷、鉀及各種微量元素，秸稈焚燒嚴重時，會導致顆粒物等污染物的負荷增加，直接造成大氣環(huán)境的污染，危害人類身體健康，還可造成土壤中所含肥力降低和水分減少，甚至造成土壤板結，使作物得不到好的生長環(huán)境，導致作物產量降低。秸稈作為副產物，也有廣泛用途，但就興仁市而言，并沒有得到很好的使用，從表1的調查情況可知，當?shù)亟斩捓寐市∮?0%，導致資源嚴重浪費。

1.2.2 勞動量大，成效不足

貴州省興仁市是典型的喀斯特地貌地區(qū)，對于當?shù)剞r戶來說，大多數(shù)耕地位于山上，平地較少，種植地多為坡耕地，機械化種植程度低，大多都是以人工耕作為主。也正因如此，當?shù)亟斩捹Y源收集難度大，農戶大多會選擇就地焚燒、就地堆放等方式處理薏苡秸稈，造成當?shù)亟斩捹Y源化利用效率低的現(xiàn)狀。

1.2.3 民眾對秸稈資源利用意識欠缺

無論是經濟還是文化教育，貴州省在中國一直處于落后狀態(tài)，盡管這些年國家在對貴州省進行扶貧攻堅，但短時間內，民眾的資源化利用以及環(huán)境保護意識仍不足。以至于民眾對于秸稈資源化利用的意識有較大欠缺，依舊采取傳統(tǒng)處理方式。

2 薏苡秸稈成分分析及資源化利用方式分析

目前國內秸稈利用模式可概括為能源化、肥料化、飼料化、基質化、原料化等，推廣秸稈“五料化”利用技術可加快秸稈的應用發(fā)展進程[5-7]。農作物秸稈的組成成分比較復雜，其中分為工業(yè)組成和化學組成，工業(yè)組成有水分、灰分、固定碳和揮發(fā)分等[8]，化學成分有纖維素、木質素、粗灰分、半纖維素、可溶性糖和粗蛋白等。通過工業(yè)組成將農業(yè)廢棄物資源化利用，變廢為寶，以促進農業(yè)環(huán)境改善；秸稈含有豐富的氮、磷、鉀、維生素和有機元素，綜合利用可以變廢為寶。通過對薏苡秸稈化學組成的分析，為薏苡秸稈的綜合開發(fā)利用找到多種用途，除傳統(tǒng)的秸稈粉碎還田作有機肥料外，還探索出了秸稈飼料、秸稈汽化、秸稈發(fā)電、秸稈乙醇、秸稈建材等利用方式，大大提高了秸稈資源化利用率。

2.1 薏苡秸稈成分分析

薏苡與玉米擁有著共同特性，同屬禾本目，禾本科，被子植物門，單子葉植物綱植物。薏苡生長環(huán)境和種植方式也與玉米相似。測定薏苡秸稈的成分含量，為探討薏苡資源化利用提供數(shù)據支撐。薏苡秸稈的成分測定方法分別為：水分采用常壓直接烘干法；粗蛋白采用開氏法；粗灰分采用直接灰化法；纖維素、半纖維素、木質素采用Van Soest法。

表2 玉米秸稈與薏苡秸稈成分表 單位：%

由表2可知，薏苡秸稈成分中粗蛋白、粗灰分、木質素三項指標與玉米秸稈相似，說明兩種秸稈的營養(yǎng)價值相似；而水分含量是表征農作物儲藏過程中一個最為重要的檢測指標，在高水分環(huán)境下農作物秸稈極易腐?。粡谋?中得知玉米秸稈的水分要高于薏苡秸稈，說明在相同的營養(yǎng)價值下，薏苡秸稈更加容易儲存。

2.2 潛在資源化利用方式分析

薏苡秸稈成分所含種類多，且含量各有不同。對于有機肥、飼料、餅粕、煤、木材等來說，秸稈的養(yǎng)分、營養(yǎng)成分、熱值均較低，但生物量高[10]。類比玉米秸稈的資源化利用方式，如秸稈還田、作為飼料等[11]，薏苡秸稈的潛在資源化利用途徑可歸納如下4個方面。

2.2.1 秸稈還田

秸稈中含有碳、氮、磷、鉀以及各種營養(yǎng)元素。秸稈作為肥料還田，會將作物吸收的大量營養(yǎng)成分歸還土壤，從而進一步增加原有土壤養(yǎng)分，改變土壤性狀，同時提高農產品質量。還田方式有直接還田和堆漚腐熟還田、過腹還田等。

2.2.2 動物飼料

秸稈最早的利用方式是飼喂牲畜，又因其粗纖維多，難以被動物消化，常用來飼喂牛、羊等反芻動物。秸稈富含非淀粉類的纖維素、木質素、半纖維素等大分子物質。在實際應用中，主要使用物理處理、化學處理和生物處理3種方法來加工調整并制成秸稈飼料。對秸稈進行一些物理、化學和生物處理，能夠增加其適口性。同時生物處理后的秸稈營養(yǎng)價值將進一步提升。將秸稈資源應用于養(yǎng)殖業(yè)，具有較高的利用率。

2.2.3 燃料

秸稈中含硫量低，熱值高，可作為生物質能燃料，是一種相對潔凈且可再生的資源。秸稈能源化利用方式有秸稈生產固體成型燃料、秸稈生產熱解氣、秸稈生產沼氣等。秸稈固體成型燃料就是將松散的農作物秸稈生產成具有規(guī)則形狀的固體成型燃料。秸稈熱解氣是以農作物秸稈為原料生產可燃氣體，向農戶供應燃氣，改善農民能源消費結構。秸稈沼氣就是以農作物秸稈為原料，將秸稈轉化成沼氣和沼渣，為農戶提供燃氣和肥料。熱解氣系統(tǒng)和沼氣的基本模式都是以自然村為單元，系統(tǒng)規(guī)模為數(shù)十戶至數(shù)百戶，設置氣化站，鋪設管網，通過管網輸送和分配燃氣到用戶家中。農作物的秸稈用在發(fā)電產業(yè)，經過一系列的流程，使得秸稈得到有效利用，解決秸稈作為固體廢物帶來的環(huán)境問題的同時產生巨大的經濟效益。

2.2.4 編織業(yè)原材料

隨著時代的進步，編織業(yè)的工藝日漸精進，一方面秸稈擁有延展性好、美觀程度高等優(yōu)點，是較好的編織業(yè)原材料，編織的草墊、草帽、草簾等深受人們喜愛，另一方面秸稈還可用來生產環(huán)保的秸稈餐具?？梢詫⒔斩捰糜谥谱骶哂修r家風情的秸稈畫、沙發(fā)墊等；既能提高秸稈的利用率，還能增加農戶的收入。

2.2.5 秸稈利用方式小結

經查閱資料，肥料主要含有機碳及大量營養(yǎng)元素氮磷鉀，飼料主要組成是粗蛋白和纖維，熱值對于燃料最為關鍵，木質素主要應用于秸稈基料。薏苡秸稈的纖維素、半纖維素、木質素含量相對較高，因此薏苡秸稈處理解決方式最適宜的是：肥料與飼料。結果如表3。

表3 利用方式對比

3 秸稈資源化利用難點分析

3.1 問卷調查

通過走訪調研當?shù)剞r戶與詢問當?shù)剞r業(yè)農村局的方式，就農民文化水平、是否了解薏苡秸稈相關內容等方面進行調查詢問。得到薏苡生產及秸稈資源化利用現(xiàn)狀。此次走訪調研方式為抽樣調查，到當?shù)剞r戶家進行實地調研，被調研人數(shù)為100人，問卷設置部分內容如表4。

3.2 主要原因分析

秸稈資源化利用盡管已經作為國家提出的系統(tǒng)全面研究秸稈綜合利用方法和治理模式，雖明確發(fā)展方向，推動了秸稈綜合利用邁向更高層次發(fā)展，但是依舊存在著政府“熱”和農戶“冷”的問題[12]，在國家首次制定了有關秸稈綜合利用的5年規(guī)劃——《“十二五”農作物秸稈綜合利用實施方案》中，禁止焚燒秸稈以及推動資源化利用這兩個內容早已被提出，但是當?shù)貙嵭行Ч⒉皇呛芎?。針對上述情況，對當?shù)剞r戶進行了調查問卷，結果見圖1。

圖1 限制秸稈資源化利用原因調查結果統(tǒng)計

表4 秸稈資源化利用問卷調查表

從圖1我們可以看出，農戶認為限制秸稈資源化利用的主要原因是農民對于秸稈的利用形式不了解，導致秸稈資源大量浪費；其次回收利用的人力成本及運輸成本過高，政府投入資金不足以達到全面實行秸稈資源化利用。調查結果顯示，農村外出打工的基本上都是青壯年，農村青壯年勞動力缺乏，勞動力成本也就隨之提高，成為秸稈資源化利用的一個障礙；還與農民的文化程度有一定的關系，農民的文化程度普遍偏低，對于焚燒秸稈所產生的影響認識不到位，使得秸稈焚燒對農戶而言幾乎成為一種必然選擇。對焚燒秸稈進行了監(jiān)管，但是由于秸稈焚燒的地點和時間都具有較大的隨機性與不確定性，加大了當?shù)卣O(jiān)管難度。

3.2.1 對薏苡秸稈用途不了解

從調研情況來看，回龍鎮(zhèn)薏苡秸稈焚燒量占比最高，占81%，造成秸稈資源的浪費，對環(huán)境帶來較大的污染。通過調查得知，薏苡秸稈直接焚燒量占比高的主要原因，是群眾不了解秸稈主要的利用形式。這一定程度上表明，政府缺乏政策支持，日常監(jiān)管不到位。而農戶又并未認識到秸稈焚燒的壞處，進而焚燒秸稈；回龍鎮(zhèn)少數(shù)人將秸稈作為燃料、基質等使用，大部分只是根據前人經驗將秸稈用以簡單漚肥與喂養(yǎng)牲畜，由此可見，民眾對秸稈的綜合利用知之甚少。這與當?shù)卣麄饔嘘P，也與企業(yè)能否成功將秸稈充分發(fā)揮其作用也息息相關，還與政府是否給予群眾合適的政策、資金支持有關。在沒有相關專業(yè)人員的指導下，農戶也不愿意花費更多的時間和精力去了解其潛在價值，且回龍鎮(zhèn)位于黔西南州興仁市邊界，地形復雜，屬于典型的喀斯特地區(qū)，大部分耕地都在山上且分散，交通嚴重不便，很多時候都是采用人工來耕作。這些都直接造成了當?shù)睾芏噢r戶選擇直接焚燒或者直接亂堆丟棄，因為農戶看不到市場上對于秸稈的需求，也就不會花費金錢與精力將秸稈販賣。由于當?shù)匾矝]有其他秸稈加工處理廠，且薏苡是興仁市的特色農作物，產量大，也就造成了秸稈資源的浪費。

3.2.2 勞動力缺乏

隨著時代和經濟的快速發(fā)展，陳一爔等分析了在中國農村外出務工人員高達36%，其中青壯年所占比例最大[13]。從留在家務農的人員情況來看，以老年及幼年為主，到農忙季節(jié)，由于青壯年數(shù)量少，特別是青壯年勞動力，維持常規(guī)農業(yè)活動尚且困難，因此更無余力投入秸稈處置活動，造成難以對秸稈進行資源化處理及利用。

3.2.3 秸稈資源化利用技術落后

首先，我國農村秸稈利用技術含量較低，秸稈的處理方式仍然是傳統(tǒng)農業(yè)的處理方式。其次，推動秸稈回收利用是近年來興起的一種新型物質能源，由于農民普遍受科學文化水平限制，對倡導改革的認識存在諸多不足。除此之外，主要是因為政府沒有在各個部門做廣告和展示工作。相關技術專家無法耐心、全面地對秸稈綜合利用的效益、可獲得的效益、農民心中的發(fā)展前景進行指導匯報。此外，農民沒有學習沼氣發(fā)酵技術的機會。畢竟，政府部門沒有做好試點和宣傳工作，沒有讓用戶看到真正的效益，沒有看到加工秸稈的真正價值。

3.3 解決措施

3.3.1 加大政府的扶持力度

薏苡秸稈中含有蛋白、粗灰分、木質素等元素，根據其屬性與玉米屬性極為相似，可以從玉米秸稈的資源化利用方式中選擇出最為合適的技術。

首先，政府應該重視秸稈利用方面的技術研發(fā)，通過政策支持和引導企業(yè)和研究院校關注農作物秸稈利用率方面的研究，對研究有所突破的個人或單位予以獎勵。

其次，政府還應重視引進國際先進技術，可以通過提供稅收優(yōu)惠或廉租廠房，甚至是合資辦企業(yè)的政策，引進國際先進的秸稈利用技術，讓新技術運行。再者，企業(yè)應與高校合作，加強秸稈利用技術的研發(fā)和創(chuàng)新，構建適宜本地、有特色的農作物秸稈利用技術，突破薏苡秸稈在能源方面的瓶頸。

最后，通過政府的政策指引和扶持，大力推廣秸稈生物發(fā)酵和精深加工處理。在秸稈飼料化方面，政府和企業(yè)應朝著用技術創(chuàng)新推動秸稈飼料化的方向發(fā)展，推廣秸稈青儲、氨化微化、膨化飼料和秸稈擠出熟化壓塊技術。在技術創(chuàng)新和推廣方面，政府扮演著十分重要的角色，政府應重視支持秸稈飼料化的產業(yè)化，對秸稈飼料化有較大貢獻的企業(yè)予以適當?shù)莫剟睿膭罴夹g創(chuàng)新，并積極幫助其進入農村推廣。我國的3大造紙基地分別是山東、江浙、廣東。貴州薏仁秸稈產量較為可觀，加上近幾年國家大力扶持下，薏苡秸稈產量更是大大增加，秸稈中含有的葡聚糖和木質素含量適合作為造紙原材料，可以將一些造紙技術引進到該地區(qū)。

3.3.2 培育秸稈資源化利用相關企業(yè)

積極將薏苡秸稈資源化利用進行產業(yè)化是政府的一大重擔，形成的基本格局“以企業(yè)為龍頭，以農戶為主體，以利益為紐帶”，對于一些起步較晚的秸稈資源化中小型企業(yè)給予一定的補助，在政府的幫扶力量下，將這些企業(yè)的規(guī)模擴大[14]。政府和企業(yè)可以聯(lián)合，溝通制定一些政策，以保證農戶得到最大的經濟效益并且還做到秸稈資源化最優(yōu)質的處理。每個村可建立秸稈集中堆放站，進行集中收購，家里勞動力足夠時，可直接運輸?shù)绞召徶行模厥諆r格自然就提高了一部分，而家里勞動力不足以支撐運輸時，可采取收購站人員直接上門回收。甚至一些企業(yè)可采取薏苡果實的售賣和秸稈回收一體化的模式，但是薏苡的價格要偏低，秸稈回收作為免費贈送產物。

3.3.3 加大宣傳教育

作為薏苡的種植基地，農戶只有了解更多關于薏苡的知識，才能夠獲取更大的經濟利益，而政府的工作就是要做到打破傳統(tǒng)農業(yè)觀念，跟上時代的發(fā)展，讓農戶了解關于薏苡的所有內容，政府可利用現(xiàn)代媒體進行大量宣傳，比如電視、廣播等，加強民眾薏苡秸稈這一巨大可再生利用資源的認識。政府還可采取技術人員經常下鄉(xiāng)探查薏苡生長情況，積極解決農戶所提出的問題，定期宣講關于薏苡的理論知識，重點是要讓農戶有秸稈資源化處理的意識，了解到秸稈資源化可以對農戶產生經濟效益，還能為保護環(huán)境節(jié)約資源做出一點貢獻。

首先，鼓勵各級政府部門加大宣傳力度，鼓勵利用薏苡秸稈資源，并將相關政策信息有效地發(fā)送到各級政府官網、公眾號等媒體中心?？梢允褂眯麄鳈M幅，可以寫廣告口號和傳達關于資源使用的秸稈信息的產品。負責下載和發(fā)送的主要人員，為了便于信息交流，必須首先溝通相關政策。

其次，參與農機配置的基層員工將推廣薏苡秸稈資源利用知識作為科學農業(yè)發(fā)展目標之一，推廣種植新技術，為農民提供在職培訓和持續(xù)的現(xiàn)場培訓。針對部分農戶發(fā)現(xiàn)薏苡秸稈資源未得到充分利用的情況，政府應組織農業(yè)技術專家，向農戶提供真實數(shù)據，并給予全面的解釋，并對誤解應予以糾正。

最后，合格的城鎮(zhèn)和村莊還可創(chuàng)建專門的人員來培訓和控制資源的使用，并在當?shù)貙嵤┻@項技術。將一些做得不錯的典型團體和個人作為一種積極的推廣模式，引導農民嘗試使用薏苡秸稈作為資源，并分享最佳做法。在各地舉辦社會分享交流會等形式，增加農民對資源利用技術的理解。

4 結論

興仁市作為世界薏苡供應基地之一，通過對興仁市薏苡秸稈利用現(xiàn)狀的入戶調查和粗蛋白、木質素、纖維素、粗灰分、半纖維素、水分、表征秸稈化學性狀的分析測定，得到如下結論：

(1)興仁市薏苡秸稈成分含量大小依次為：纖維素>半纖維素>木質素>水分>粗灰分>粗蛋白，其中纖維素的含量最高為37.47%。

(2)通過入戶問卷調查發(fā)現(xiàn)農戶處理薏苡秸稈主要方式為焚燒、直接還田；薏苡秸稈資源化利用不足，污染環(huán)境，通過文獻查閱可以總結出高纖維含量的薏苡秸稈資源化利用的最佳方式是作為造紙原材料與編織業(yè)原材料。

(3)民眾意識較差，企業(yè)秸稈資源化利用經濟投資高、回報率低，勞動力不足等原因是造成薏苡秸稈資源化程度低的一系列因素。相關部門應加大農村地區(qū)秸稈資源化利用的宣傳；政府加大對相關企業(yè)投資的扶持力度；培育秸稈資源化利用企業(yè)。