摘 要 我國秸稈資源豐富,對其進(jìn)行充分、合理利用可推動農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。為完善云南省秸稈“五化”利用的結(jié)構(gòu)水平及提高秸稈綜合利用的技術(shù)水平,通過對該省農(nóng)作物秸稈資源的總量和構(gòu)成情況進(jìn)行分析,系統(tǒng)梳理秸稈不同利用方式的發(fā)展?jié)摿?,總結(jié)云南省目前在秸稈綜合利用方面存在的秸稈綜合利用模式發(fā)展不平衡、整體技術(shù)水平不高、秸稈收集渠道不暢通等問題,并提出全面提升秸稈綜合利用模式多樣性、大力推廣秸稈綜合利用新技術(shù)、建立健全秸稈收儲運體系等建議。
關(guān)鍵詞 農(nóng)作物秸稈資源;潛力分析;云南省
中圖分類號:F323.21;S38 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:C DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.04.037
我國農(nóng)村秸稈資源嚴(yán)重浪費的問題日益突出,大量秸稈未能得到有效收集利用,而是直接焚燒處理,不僅浪費農(nóng)業(yè)資源,而且導(dǎo)致環(huán)境污染和生態(tài)破壞[1]。秸稈作為富含有機質(zhì)和營養(yǎng)元素的農(nóng)業(yè)廢棄物,其綜合利用潛力巨大,正確利用秸稈資源可同時實現(xiàn)減排和資源復(fù)蘇[2-3]。同時,秸稈綜合利用能提供新的經(jīng)濟(jì)增長點,推動地區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和農(nóng)民收入的增加。筆者總結(jié)云南省秸稈綜合利用現(xiàn)狀、分析不同利用方式的潛力,并對存在的問題進(jìn)行探討,提出建議與展望,以促進(jìn)云南省農(nóng)業(yè)實現(xiàn)資源循環(huán)利用、可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的目標(biāo)。
1 云南省農(nóng)作物秸稈資源總量與構(gòu)成
秸稈產(chǎn)量系數(shù)是農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量與作物產(chǎn)量之比[4]。根據(jù)云南省農(nóng)村能源管理總站(以下簡稱省能源站)資源臺賬中的數(shù)據(jù),云南省主要農(nóng)作物的秸稈產(chǎn)量系數(shù)如表1所示,秸稈產(chǎn)量系數(shù)最大的作物為油菜,特色農(nóng)作物甘蔗的秸稈產(chǎn)量系數(shù)則較小。
圖1為2021年云南省各州市不同種類作物的秸稈產(chǎn)量。由圖1可知,從區(qū)域分布來看,2021年云南省秸稈資源總量較大的州市包括曲靖市、昭通市、紅河州、文山市,4個州市總量超過899萬t,占比達(dá)45.50%;麗江市、西雙版納州、怒江州、迪慶州4個州市秸稈資源量較小,合計約122萬t,占比為6.19%,其中怒江州、迪慶州占比均不足1%。從種類構(gòu)成看,以玉米、水稻秸稈為主,產(chǎn)量分別約為1 038萬、409萬t,
合計占比達(dá)73.21%。
2 云南省農(nóng)作秸稈綜合利用現(xiàn)狀
根據(jù)省能源站農(nóng)作物秸稈資源臺賬統(tǒng)計數(shù)據(jù),對比云南省2020年和2021年秸稈“五化”利用情況。由圖2可知,這兩年間云南省秸稈資源化利用除原料化有下降趨勢,其他“四化”利用比例均略有上升或處于持平狀態(tài),其中肥料化、飼料化為主要利用方式,燃料化、基料化、原料化利用嚴(yán)重不足。由此可見,云南省秸稈資源的綜合高效利用還有待加強。
2021年,云南省農(nóng)作物秸稈綜合利用率為80.95%,各地秸稈綜合利用率均在70%以上。在秸稈用途方面,由圖3可知,將秸稈直接還田或通過一定處理制成有機肥進(jìn)行利用的,占總利用量的37.39%;將秸稈直接飼喂或加工成飼料喂養(yǎng)牲畜的,占比37.36%;制成生物質(zhì)燃料燃燒發(fā)電或替代煤炭提供能源的,占比3.71%;部分秸稈經(jīng)過初步加工,作為食用菌生產(chǎn)栽培基質(zhì)或其他原材料應(yīng)用于下游產(chǎn)業(yè),基料化和原料化利用率分別約為1.36%和1.13%。總體來看,肥料化和飼料化為云南省秸稈資源主流的綜合利用模式,而秸稈高值化利用尚待進(jìn)一步提升。未來可研究如何擴大秸稈在能源、化工和基建等領(lǐng)域的利用空間,以期實現(xiàn)資源的更高效利用。
3 秸稈綜合利用潛力分析
3.1 秸稈肥料化利用潛力分析
秸稈作為有機肥還田,能夠補充土壤中的各種養(yǎng)分,增強土壤肥力;能夠改善土壤結(jié)構(gòu),增強土壤蓄水保墑能力;能夠減輕對化肥和農(nóng)藥的依賴,減小環(huán)境污染,促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展;能夠降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益[5-7]。為分析秸稈資源肥料化利用的潛力,參照宋大利、高利偉等人的秸稈養(yǎng)分資源數(shù)量核算方法,對比秸稈養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)和作物單位經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量所需吸收的養(yǎng)分?jǐn)?shù)量[8-13]。云南省秸稈資源理論量為19 769 448 t,根據(jù)秸稈資源理論數(shù)量與秸稈養(yǎng)分質(zhì)量,計算出目前云南省秸稈總養(yǎng)分含量為705 298 t,其中氮、磷、鉀養(yǎng)分含量分別為178 738、136 839、389 721 t,分別約占25.34%、19.40%、55.26%;秸稈還田可代替氮肥69 213 t、磷肥24 182 t、鉀肥285 208 t,共可代替378 603 t化肥。云南省作物生長所需要的氮、磷、鉀養(yǎng)分總計585 874 t,理論上云南省的秸稈資源通過肥料化,可滿足該需求量的64.62%。
3.2 秸稈飼料化利用潛力分析
秸稈飼料化可以擴大畜牧業(yè)飼料資源庫,支持畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展。秸稈可提供粗飼料,降低飼料成本,幫助畜牧業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益;提高牲畜糞便中營養(yǎng)成分的利用率,促進(jìn)行業(yè)廢物資源的循環(huán)利用,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)間的資源互惠與協(xié)同發(fā)展。2021年云南省農(nóng)作物秸稈綜合利用過程中,秸稈飼料化利用量為738.54萬t,占比達(dá)37.36%,高于全國平均水平15個百分點。
以365 d為肉牛、肉羊飼養(yǎng)周期,利用2021年云南省畜牧業(yè)主要牲畜飼養(yǎng)量數(shù)據(jù)(以存欄總量計),參照楚天舒等的研究中的肉牛和肉羊每天的秸稈飼料喂養(yǎng)量確定秸稈飼料需求量,計算農(nóng)作物秸稈飼料化滿足度[14]。農(nóng)作物秸稈飼料化滿足度計算公式為
P(1)
式中:P為秸稈飼料化的滿足度;Y為農(nóng)作物秸稈飼料化利用量,萬t;Q為反芻動物一個飼養(yǎng)周期內(nèi)秸稈飼料需求量,萬t。當(dāng)P大于等于100%,說明秸稈飼料產(chǎn)量可以滿足牛羊等反芻動物的飼料需求;P小于100%而大于等于80%,說明秸稈飼料產(chǎn)量基本滿足牛羊等反芻動物的飼料需求;P小于80%,說明秸稈飼料產(chǎn)量不滿足牛羊等反芻動物的飼料需求。
根據(jù)公式及相關(guān)數(shù)據(jù)計算可得,云南省2021年秸稈飼料化滿足度為67.57%,說明當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物秸稈飼料化利用未滿足反芻動物的飼料需求,秸稈在飼料化利用方面仍具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
3.3 秸稈燃料化利用潛力分析
秸稈可作為一種生物質(zhì)燃料,緩解能源短缺、污染物排放的問題,同時推動傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變,促進(jìn)農(nóng)業(yè)與能源產(chǎn)業(yè)融合,為經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。2021年,云南省秸稈燃料化利用量同比增長3.65%,其中以曲靖市、昭通市、文山州生產(chǎn)生物質(zhì)顆粒燃料為主,年消耗44.39萬t的秸稈,約占該省燃料化秸稈總量的60.51%。充分利用秸稈作為燃料可在一定程度上替代煤炭,能夠減輕對煤炭資源的依賴,提升農(nóng)村地區(qū)用能效率和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量[15]。目前,云南省秸稈燃料化利用的比例與飼料化、肥料化相比有較大差距,具有較大的發(fā)展?jié)摿16]。
3.4 秸稈基料化利用潛力分析
秸稈可用于制作食用菌栽培基質(zhì),達(dá)到降低生產(chǎn)成本,增加農(nóng)民收入的目的;廢棄菌渣可充當(dāng)肥料,改善土壤質(zhì)量,實現(xiàn)資源循環(huán)利用;可作為動物飼養(yǎng)過程中的墊料、固體微生物制劑生產(chǎn)過程中需要用到的吸附物料。秸稈在以上方面的利用有助于將傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)化為以技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈為主的可持續(xù)發(fā)展模式。近年來,云南省各地區(qū)積極開展食用菌栽培產(chǎn)業(yè)規(guī)模建設(shè),2021年云南省用于基料化的秸稈消耗量約為26.87萬t,同比增長56.40%,其中保山市、普洱市、文山州利用秸稈制作菌棒種植食用菌年消耗秸稈168 620 t,占該省基料化秸稈總量的62.75%。保山市金菇郎食用菌合作社年產(chǎn)食用菌300 t,利用玉米秸稈和玉米芯制作的菌棒種植人工菌的合作社在壩區(qū)共有13家,每年累計可消納利用玉米芯和玉米秸稈130 t
以上,可生產(chǎn)新鮮平菇156 t,實現(xiàn)約93.6萬元的銷售額,經(jīng)濟(jì)效益良好[17]。
3.5 秸稈原料化利用潛力分析
秸稈原料化指將秸稈中的纖維素和木質(zhì)素作為基礎(chǔ)原料,開發(fā)多種新型、生物可降解的高分子材料,以取代傳統(tǒng)木材和塑料在某些領(lǐng)域的應(yīng)用,加強農(nóng)業(yè)與其他產(chǎn)業(yè)的聯(lián)系,提升秸稈資源的市場價值。云南省對于秸稈的原料化利用率較低,2021年僅利用22.33萬t,其中以昆明市、曲靖市、楚雄州的草席、草支墊生產(chǎn)為主,年消耗量171 755 t,占該省原料化秸稈總量的76.91%。原料化處理后的秸稈具有類似木材的性質(zhì),如防潮抗蛀、低吸水率、保溫節(jié)能等,且作為可降解材料,具有較大的環(huán)保優(yōu)勢[18]。秸稈還可以作為紙漿、快餐飯盒、方便袋等的原料,有利于減少白色污染,是一種非常好的清潔原料[19]。綜上所述,以秸稈為原料進(jìn)行加工生產(chǎn)具有廣闊前景。
4 云南省農(nóng)作物秸稈綜合利用存在的問題
4.1 秸稈綜合利用模式發(fā)展不平衡
從秸稈綜合利用情況上看,2021年云南省秸稈利用的主要模式集中于肥料化和飼料化,占秸稈利用總量的92.35%;而秸稈燃料化、基料化、原料化僅占秸稈利用總量的7.65%。此外,秸稈資源臺賬顯示,2021年云南省秸稈直接還田量占秸稈利用總量的30.15%,常見的利用途徑為個體農(nóng)戶堆漚肥料、制作飼料及直接還田,類型較單一,利用效率比較低。
4.2 整體技術(shù)水平不高
云南省缺乏對秸稈利用技術(shù)研究和推廣的資金支持,導(dǎo)致技術(shù)水平滯后,且相關(guān)機械的應(yīng)用率較低。同時,云南省秸稈利用以肥料化和飼料化為主,燃料化、基料化、原料化利用的技術(shù)整合和業(yè)務(wù)模式仍不成熟,相關(guān)科研成果轉(zhuǎn)化能力和技術(shù)服務(wù)能力限制了利用水平的提高,無法有效提取和轉(zhuǎn)化秸稈中的有效成分,導(dǎo)致很難生產(chǎn)高附加值的秸稈產(chǎn)品。由于技術(shù)水平不高,云南省的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中主要通過秸稈直接還田等低效途徑進(jìn)行處理,經(jīng)濟(jì)效益低,資源嚴(yán)重浪費。
4.3 秸稈收集渠道不暢通
受云南省地形地貌的影響,當(dāng)?shù)卮嬖诮斩挿植忌?、交通運輸不便等問題,不利于秸稈的統(tǒng)一收集處理。部分個體農(nóng)戶秸稈產(chǎn)量較小,因此不愿為處理費時費力;又由于消息不互通,無法對其進(jìn)行收集和統(tǒng)一利用,降低了秸稈利用率。
5 加強秸稈綜合利用的建議
5.1 全面提升秸稈綜合利用模式多樣性
結(jié)合實際,大力宣傳,引導(dǎo)農(nóng)戶采用多樣化的秸稈利用方式,發(fā)展秸稈高值化產(chǎn)業(yè)。鼓勵產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展,擴大秸稈利用產(chǎn)業(yè)規(guī)模,充分發(fā)揮秸稈利用的優(yōu)勢,同時建設(shè)秸稈加工基地,降低利用成本,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模化與多樣化發(fā)展。政府出臺秸稈綜合利用相關(guān)政策,針對秸稈利用提供相應(yīng)補貼,引導(dǎo)社會各方向秸稈利用領(lǐng)域投入更多人力、物力和財力,促進(jìn)秸稈綜合利用模式的多元化發(fā)展。
5.2 大力推廣秸稈綜合利用新技術(shù)
政府應(yīng)加大對秸稈綜合利用技術(shù)研發(fā)的資金支持力度,鼓勵企業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新,并引進(jìn)先進(jìn)的加工設(shè)備及推廣秸稈深加工技術(shù);同時在原有財政補貼的基礎(chǔ)上,提供對秸稈粉碎機、打捆機、還田機等移動式小型設(shè)備的專項補貼,減輕農(nóng)戶經(jīng)濟(jì)壓力。政府和企業(yè)可以聯(lián)合開展研發(fā)項目,加大對秸稈綜合利用技術(shù)的研究力度;同時促進(jìn)相關(guān)科研成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用,提升整體技術(shù)水平,為當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)升級和創(chuàng)新帶來機會,在秸稈綜合利用領(lǐng)域創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價值。
5.3 建立健全秸稈收儲運體系
對地區(qū)經(jīng)濟(jì)狀況和地形地勢造成的秸稈收集困難問題進(jìn)行統(tǒng)籌分析,建設(shè)“網(wǎng)格化”聯(lián)合管理平臺??纱罱ā捌髽I(yè)+農(nóng)戶+政府”信息交流平臺,構(gòu)建秸稈收儲運體系,秸稈經(jīng)紀(jì)人負(fù)責(zé)某一區(qū)域的秸稈收集工作及在管理平臺發(fā)布秸稈收集信息,企業(yè)根據(jù)消息到相應(yīng)的地點進(jìn)行運輸,既保證了企業(yè)和農(nóng)戶之間的信息共享,又提高了企業(yè)收集效率。政府部門應(yīng)起到監(jiān)督作用,即主導(dǎo)協(xié)調(diào)不同地區(qū)秸稈收集時間,保證秸稈經(jīng)紀(jì)人在有限期內(nèi)提高收集效率、降低收集和運輸成本,進(jìn)一步為秸稈高效利用模式提供有力的保障體系。
6 結(jié)語
通過分析云南省2021年秸稈利用情況及里用潛力,發(fā)現(xiàn)云南省在秸稈利用過程中仍存在結(jié)構(gòu)不合理、利用水平低等問題,可通過促進(jìn)高附加值產(chǎn)業(yè)發(fā)展、提高技術(shù)水平、建立網(wǎng)格化管理模式等方式實現(xiàn)秸稈一體化利用,提高秸稈收集效率和利用率。未來,云南省還應(yīng)重點發(fā)展將秸稈應(yīng)用于生產(chǎn)功能性材料、高價值化學(xué)品和高效肥料等領(lǐng)域,實現(xiàn)秸稈利用從簡單資源化向高值化轉(zhuǎn)變,進(jìn)一步提高秸稈利用能力和水平,切實促進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[20]。
參考文獻(xiàn):
[1] 石祖梁,王飛,王久臣,等.我國農(nóng)作物秸稈資源利用特征、技術(shù)模式及發(fā)展建議[J].中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報,2019,21(5):8-16.
[2] 凌一波,薛穎昊,王家平,等.近20年來新疆農(nóng)作物秸稈資源量變化、現(xiàn)狀分析及綜合利用探討[J].中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃,2023,44(1):130-139.
[3] 趙穎,何志剛,韓瑛祚,等.遼寧?。?980—2019年)主要作物秸稈資源量估算與秸稈綜合利用減排增效分析[J].農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì),2023(4):99-100.
[4] 畢于運.秸稈資源評價與利用研究[D].北京:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院,2010.
[5] SHAO J M,GAO C Y,SEGLAH P A,et al.analysis of the available straw nutrient resources and substitution of chemical fertilizers with straw returned directly to the field in China[J].Agriculture,2023,13(6):1187.
[6] 李一,王秋兵.我國秸稈資源養(yǎng)分還田利用潛力及技術(shù)分析[J].中國土壤與肥料,2020(1):119-126.
[7] 侯勝鵬.中國主要有機養(yǎng)分資源利用潛力研究[D].北京:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院,2017.
[8] 宋大利,侯勝鵬,王秀斌,等.中國秸稈養(yǎng)分資源數(shù)量及替代化肥潛力[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報,2018,24(1):1-21.
[9] 高利偉,馬林,張衛(wèi)峰,等.中國作物秸稈養(yǎng)分資源數(shù)量估算及其利用狀況[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2009,25(7):173-179.
[10] 黃巧義,于俊紅,黃建鳳,等.廣東省主要農(nóng)作物秸稈養(yǎng)分資源量及替代化肥潛力[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報,2022,31(2):297-306.
[11] 張新宇.遼寧省作物秸稈替代鉀肥潛力及其在溫室蔬菜上應(yīng)用效果[D].沈陽:沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué),2022.
[12] 李一.我國主要耕作區(qū)秸稈養(yǎng)分資源現(xiàn)狀及其還田利用的問題、對策研究[D].沈陽:沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué),2019.
[13] 嚴(yán)東權(quán),薛穎昊,徐志宇,等.我國農(nóng)作物秸稈直接還田利用現(xiàn)狀、技術(shù)模式及發(fā)展建議[J].中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃,2023,44(4):1-14.
[14] 楚天舒,楊增玲,韓魯佳.中國農(nóng)作物秸稈飼料化利用滿足度和優(yōu)勢度分析[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2016,32(22):1-9.
[15] 金基浩.農(nóng)作物秸稈綜合利用技術(shù)[J].農(nóng)村實用技術(shù),2023(4):122-124.
[16] 周治.我國農(nóng)業(yè)秸稈高值化利用現(xiàn)狀與困境分析[J].中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報,2021,23(2):9-16.
[17] 蔣朝暉.“疏堵”結(jié)合、“五化”利用,云南保山抓實秸稈管控[EB/OL].(2023-04-04)[2025-01-02].http://cenews.com.cn/news.html?aid=1044784.
[18] 王義鵬,趙幫泰,梅林森,等.四川省秸稈“五化”利用情況及分析[J].四川農(nóng)業(yè)科技,2022(9):83-85.
[19] 胡曉明,張無敵,尹芳.云南省農(nóng)作物秸稈資源綜合利用現(xiàn)狀[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37(23):
11167-11169.
[20] 劉銀秀,聶新軍,葉波,等.農(nóng)作物秸稈“五化”綜合利用現(xiàn)狀與前景展望[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué),2020,
61(12):2660-2665.
(責(zé)任編輯:劉寧寧)