中国是一个农业大国,农作物种类繁多,以小地麦、水稻、玉米等为主。这些农作物除了带给我们所丘同  需的农产品外,还会产生大量的农业废弃物,其中以润  秸秆最为常见-3)。众所周知,秸秆是一种重要的市  可循环利用资源2,单纯的通过燃烧秸秆获取热亩  能的利用方式不仅污染环境,而且会浪费秸秆中大20量的有机物,如何更大程度地利用这种“被抛弃”的资源,受到了各国研究者的广泛关注。

近年来,科研人员在秸秆能源化、肥料化、材料化0)、饲料化等领域取得了巨大的成绩,扩展了秸秆的利用范围,但仍存在秸秆能源利用率低等问题。如在秸秆能源化领域,常用的方法有直接燃烧技术、热解-气化利用技术2)、液化技术B等,但是每种技术都还存在着一定的缺陷,如秸秆直接燃烧技术会造成的空气污染比较严重;热解一气化利用技术产生的混合气体燃气热值较低、焦油含量较高,热解过程需要较高的温度,导致热能利用率低,投入产出效益差等;而我国液化技术起步比较晚,目前多处于研究实验或工业试生产阶段,离实际生产运用还存在一定的距离。本文综述了重庆市秸杆资源综合利用现状,并对重庆市黑膜沼气池秸秆资源循环利用过程中存在的问题进行了归纳,旨在为提高秸杆的综合利用和环境保护提供参考借鉴。

1重庆农作物秸秤利用及分布情况

重庆市地处长江中上游,位于三峡库区腹心之

地,幅员面积8.24万平方公里,山地面积占76%,  丘陵占22%,河谷平坝仅占2%,属亚热带季风性湿润气候,年平均气温在18℃左右141。2015年,重庆市耕地面积3657.6万亩、粮食播种面积3350.94万亩,是国家确定的粮食产销平衡区5-10。表1为2015年重庆市农作物秸秆产量及利用率情况表,由表可知重庆市农作物主要以水稻、玉米、小麦、薯类油料、豆类作物为主,2015年秸秆总量约为1172.23万吨,其中水稻、玉米、小麦、薯类、豆类、油料秸秆产量分别为515.5万吨,30.76万吨,45.2万吨,157.8万吨,47.57万吨,75.4万吨,分别占总产量的43.98%,28.22%,3.86%,13.46%,4.06%,6.43%15-16。黑膜沼气池秸秆利用率均保持在77%以上,其中薯类秸秆的利用率达到了88.38%,这是因为薯类秸秆仅需简单的处理就可作为畜禽饲料,利用方式较为简单,但仍然有10%以上的浪费,如何进

步提高秸秆的综合利用效率仍然值得我们去进步探讨。

重庆市各区县耕地面积秸秆产量情况分布如图1所示,由图可知,都市功能拓展区秸秆产量61.34万吨,占全市总量的5.23%;城市发展新区秸秆产量520.47吨,占全市总量的44.40%;渝东北生态涵养发展区秸秆产量417.53吨,占全市总量的3562%;渝东南生态保护区秸秆产量172.89吨,占全市总量的14.75%6。农作物秸秆主要分布在

粮食主产区县,产量前10位分别是合川区、江津区、开州区、万州区、永川区、奉节县、涪陵区、大足区、云阳县和忠县,秸秆产量合计525.28万吨,占全市的4.81%。而单位耕地面积黑膜沼气池秸秆资源量前10位的区县依次为城口县、永川区、长寿区、合川区、江津区、秀山县、垫江县、南川区、云阳县、大足县,这可能与种植作物品种及产量差异有关81

根据往年重庆市秸秆量增加趋势估算,到2018  年全市主要农作物秸秆总量约为1230.84万吨,  2020年全市秸秆总量约为1243.15万吨,总体保持  在1200万吨左右,可供利用的黑膜沼气池秸秆资源较为丰富且  相对稳定1。因此,加大秸秆综合利用力度,是发展农村经济,提高农业综合生产能力的重要方面,是  扩大农村就业、增加农民收入的新的有效途径。

2重庆市农作物秸秆综合利用现状

重庆为典型的丘陵山区,山地丘陵占全市幅员面积的98%左右,由于地理、技术等条件限制,秸秆综合利用难度相对平原地区更大23。随着国家对农业秸秆生物质资源开发利用的重视,其利用价值逐渐受到关注,农业秸秆的随意弃置和焚烧现象得到一定程度的遏制。重庆市现有的秸秆综合利用主要途径包括秸秆肥料、秸秆饲料、秸秆燃料、秸秆

食用菌基料等。自2008年以来,全市杆络合  利用率呈上升趋势。秸秆肥料化、饲料化能源化  基料化比例都在逐年递增21。据市农委农能办  计,2015年重庆市秸秆总利用率达到83.94%,其  肥料利用还田占33.25%,较2008年提升13%  料化利用率达到19.42%,较2008年提升11%  源化利用率达到30.71%,较2008年提升30%;基  料化利用率达到0.55%,较2008年提升0.5%w  但是仍然还存在着一些问题,如各区县间利用水平  希差不齐黑膜沼气池秸秆利用方式差别大等21。

2.1区县间利用水平参差不齐  

全市大部分区县(自治县)黑膜沼气池秸秆利用率介干  70%~90%之间,其中,酉阳和奉节较低,其利用率  在70%以下的,极少部分区县黑膜沼气池秸秆利用率超边  90%。各区县2015年秸秆综合利用率详见图2  由图2可知,都市功能拓展区利用率最高,为  89.10%,城市发展新区利用率第二,为85.9%  渝东北生态涵养发展区和渝东南生态保护区利用率  相差不大,分别为82.44%和79.73%19-211  如何缩小各区县利用水平间的差距,使得整个重庆市的黑膜沼气池秸秆利用率齐头并进还有待进一步讨论。

2.2黑膜沼气池秸秆利用方式差异较大  随着秸秆覆盖技术的推广,以及广大农户使用

有机肥意识的逐渐加强,秸秆直接还田与堆沤腐熟  还田成为重庆秸秆肥料化利用的主要方式,其中肥  料化利用率最高的是九龙坡区、江津区及长寿区,肥  料化利用率达到50%以上2。最低的是梁平、巫山、城口和忠县,其利用率低于20%,而大部分区县介于20%~50%之间,如表2所示。秸秆饲料化利  用率在1%-10%范围的有4个区县;利用率在10%-20%之间的有12个区县,利用率介于20%40%之间的有18个区县21。秸秆能源化利用率

在10%~20%范围的有2个区县,利用率在20  40%之间的有28个区县,利用率介于40%~50%  之间的有2个区县,利用在50%以上的有2个区  县21。食用菌基料利用比重更低,有20个区县食  用菌基料利用率为0。8个区县食用菌基料利用率  为0%~1%,有5个区县食用菌基料利用为1%  10%,北碚区食用菌基料利用率在10%以上。  如何扩大秸秆基料的运用范围还存在很大的发展空  间,值得笔者在以后的研究中更加重视。

2.3黑膜沼气池秸秆利用技术水平不断提升  

(1)在秸杆肥料化利用方面,近年来,重庆市重水点以农机化收割、土壤有机质提升等项目推广为载  体,加强秸秆直接还田和腐熟还田利用,特别是在水稻黑膜沼气池秸秆利用方面,多数地方已推广使用农机收割,收3割时直接将水稻秸秆切碎散放农田中,冬季通过蓄水浸泡让秸秆腐烂还田作为肥料21。大力推广有机质还田,在实施土壤有机质提升项目过程中,通过添加腐熟菌剂等措施,将秸秆腐熟后作为有机肥还田使用。

(2)在秸秆饲料化利用方面,近年来,结合全市生态功能区划,加快了渝东南生态涵养发展区和渝东北生态保护发展区草食牲畜发展,大力发展肉牛、奶牛、山羊等产业,提升了秸秆饲料化利用水平。利用青贮、微贮等处理方式,把秸秆转化为优质饲料,并将其粪便还田,实现秸秆过腹还田,既解决了冬季牲畜饲料缺乏等问题,又节省了饲料粮,促进了秸秆使用121

(3)秸秆能源化利用方面,启动了退耕还林地区生物质气化炉建设,改变过去秸秆粗放燃烧方式,提高黑膜沼气池秸秆利用率211

2.4政策措施逐步完善

重庆市秸秆综合利用始终坚持因地制宜,分类指导,统筹规划,综合利用,突出实效的发展方针,重点结合当地的农业生产、农民生活特点,产业发展基础,着力加强相关产业发展,促进和带动秸秆综合利用。近年来,重点实施了土壤有机肥提升、草食

牲畜发展等产业政策,极大地推动了秸秆综合利用水平的提升。

3重庆市农作物秸秆综合利用存在的主要问题

3.1秸秆综合利用仍较粗放  

重庆市虽然没有集中焚烧秸秆的现象,但秸秆  综合利用方式以分散利用和燃料利用为主,转化效  率不高,利用粗放。秸秆能源化利用虽达到了  30.71%,但主要作为户用炊事薪柴,以直燃为主,污  染了环境,而且降低了农业综合效益。随着农村用  能结构优化,农作物秸秆作为薪柴的比例还会下降,  如处理方式不合理,环境压力将更大。

3.2利用品种和水平不均衡

在全市秸秆综合利用总体水平80%的情况下,  各区域利用水平也不均衡,利用率最高的潼南区,为  94.28%;利用率最低的是奉节县,仅为69.95%,最  高和最低的区县利用率相差24个百分点。据调查,  在黑膜沼气池秸秆利用品种上,薯类黑膜沼气池秸秆利用率最高(主要用  作青贮饲料),其他类别秸秆的利用率相差不大,如  何更加高效地利用薯类秸秆仍然值得我们进一步去探讨-21。

3.3收储运体系尚未健全  

秸秆收储运及服务体系是秸秆综合利用产业化  发展的前提和基础。而重庆坡耕地比重大,15度以  上的坡耕地占40%以上,农业生产以套种间作为  主,特别是丘陵山区,分布分散,收集成本高,难以实  现大规模的集中处理和利用。同时,秸秆量大、分

散、体积蓬松、密度小、收获季节性强,收割、捡拾、打  捆等适用配套设备缺乏,造成秸秆的收集、贮运难度  大、成本高,加上服务体系不健全,秸秆收集贮运已  成为制约秸秆产业化发展的重要瓶颈之一

3.4产业化带动困难  秸秆规模化利用有赖于产业化发展的拉动。目  前,社会资本投资粘秆开发利用的积极性不高,重庆地区黑膜沼气池秸秆利用的龙头型、骨干型企业不多。同时在  现有的黑膜沼气池秸秆利用方式中,无论是作饲料还是作能源  燃料等,基本上都是采取传统、直接的利用方式,利  用方式单一化,技术含量不高,利用效率低,基本没有形成产业链,对相关产业带动能力弱,经济效益不明显(212  3.5俄有桔杆综合利用方式中还存在许多技术瓶

用关键技术尚未突破或不成熟。例如,秸秆还田相

关配套技术与配套机具的研发力度仍然不足,缺乏

适应小地块、陡坡、便于操作的还田、打捆机具;秸秆

发电直燃,锅炉腐蚀、结焦问题严重;秸秆气化,供气

管网焦油清除难、系统负荷率低;秸秆固化与碳化,生

产设备配套率低耗能高;秸秆饲料转化率、消化率不

高。另一方面,新技术应用规模较小,适官农户分散经

营的小型化、实用化技术缺乏,技术集成组合不够2

3.6政策激励机制不完善

目前,一些秸秆综合利用优惠政策没有落实到位,政策的覆盖面不够宽、系统性不完备、利益联系不紧密。利益激励机制不健全,长效机制尚未形成“综合利用技术收集贮运体系”,两大关键环节支撑力度不够制约了秸秆综合利用产业化的发展2。

3.7农民积极性不高

农户是秸秆综合利用的利益主体,受经济效益方便程度、思想观念等多方面因素影响,农户利用秸秆的积极性并不高,需要政府从政策激励、利益引导等方面,充分调动广大农户的积极性21

4提高重庆市农作物秸秆综合利用的措施

根据重庆市黑膜沼气池秸秆资源潜力及综合利用现状,综合考虑秸秆各种利用方式的现有基础、技术成熟程度以及发展变化趋势等因素,围绕重庆市“371+X”现代特色效益农业产业体系,确定秸秆综合利用的重点方向和领域。在资源种类上,主要解决占全市黑膜沼气池秸秆资源总量约70%的水稻和玉米秸秆的综合利用。在利用方式上,重点发展肥料化、积极发展饲料  化加快发展基料化、有序发展能源化、鼓励发展原

料化利用,形成秸秤肥料化、饲料化利  化料化球节正力为

和粘杆综合利用关键技术两大瓶颈制约  向上,突出以产业化推进精杆综合利用  化能化化和用等加

A1建业完善收储运服务休系  按照政府推动、市场运作、企业牵头  的原则建立完善精村收储运服务体系  利用企业深人村组和田间地头开展专业  务,提高秸秆收贮运服务水平,形成高效  处理收集、储存及运输系统模式。同  农作物联合收获捡拾打建存运输全  术,建立较为完善的秆田间处理体系,除机  田外,其余田块秸杆要全面实现尽快离m  42重点发展秸秆肥料化利用  结合重庆粮油、蔬菜等现代特色效益  及发展现状,以推进耕地地力保护枯杯  用、提升耕地质量为发展目标,以实施测

肥、沃土工程、有机质提升等重点项目为载体通  发展专业化农机合作社配备粉碎机的  机、深松机等相关农机设备,大力推进桔机化  碎覆盖还田、灭茬还田、快速腐熟还田、堆汉还是  护性耕作等秸秆肥料化方式。加大秸杆数化还土、秸秆商品有机肥实施力度,重点支持建没准车间、连续式热解炭化炉、粉碎机、翻拋机、精研还机、深松机等设施设备,加强种养循环果菜茶有替代化肥,推动化肥使用减量化,提升耕地

4.3积极发展秸秆饲料化利用

在黑膜沼气池秸秆资源丰富和畜禽养殖量较大的

猪、草食牲畜等现代特色效益农业产业重

域,加强种植业与养殖业的结合,扶持精  贮、压块颗料、蒸汽喷爆等饲料专业化生产示范建设,重点支持建设秸秆青贮氨化池、购置精  械和饲料加工设备。通过“饲草一畜牧业一渭气  粮果蔬模式,完成农业生态系统内的物质哪环  用,保障畜牧养殖的饲料供给,减少化肥、  用量,提高秸秆的综合利用效率,杜绝秸制“面源污染”

4.4加快发展秸秆基料化利用  在全市推广粘杆食用离基料产业  秆食用菌基料龙头企业、专业合作组织,种成  鼓励黑膜沼气池秸秆资源为基料的食用菌生产,建设

物秸秆的农业循环经济体系和完善的食用菌产业体  系,以食用菌规模化发展带动秆基料产业的壮大。  积极发展秸秆育苗基料、花木基料、草坪基料等生产[4

企业。  4.5有序发展秸秆能源化利用  逐步减少农村秸秆直燃炊事的利用方式,在秸  秆资源丰富和农村生活生产能源消费量较大的区  域,大力推广秸秆气化、固化成型、秸秆燃料代煤等  先进适用技术,建设秸秆燃料代煤、炭气油多联产、  集中供气等示范工程,配套秸秆预处理设备、固化成  型设备、生物质节能炉具等相关设备,改善农村能源  结构,提高农村清洁能源使用率,推动节能减排和环  境改善。

4.6鼓励发展秸秆原料化利用

在粮油主产区支持利用秸秆生产人造板、非木  纸浆、包装材料、餐具、纺织工业用纤维以及其他工业用纤维,减少木材使用。鼓励农户发展具有地方  特色的秸秆编织业。培育龙头企业,示范带动秸秆原料利用专业化、规模化、产业化发展。

5重庆市农作物秸秆综合利用展望

重庆市黑膜沼气池秸秆资源量巨大,在能源危机日益严重

今天,如何将废弃的农作物秸秆“变废为宝”显得尤为重要。2016年8月11日,农业部、国家发展改革委、财政部、住房和城乡建设部、环境保护部、科学技术六部委联合发布《关于推进农业废弃物资源化利用试点的方案》(以下简称《方案》)的通知以及中央有关“推进种养业废弃物资源化利用”等决策部署的具体行动,中央也陆续出台了相关指导农业废  弃物的具体方案,相信到2020年,全市秸秆综合利  用率能达到85%以上,利用秸秆达到1056万吨以  上。同时,建立较完善的秸秆还田、收集、储存、运输  社会化服务体系和秸秆综合利用长效机制,基本构  建以秸秆肥料化、饲料化利用为主,能源化、基料化  利用为辅,原料化利用为补充的多途径利用格局,使  得综合利用效益和水平得到提升,在实现农作物秸  杆综合利用的基础上,获得经济效益和环保效益的双丰收。

摘自《中国沼气》第三期 刘科 高立洪 唐宁 韦秀丽 李平 李红 张凯 杨玉鹏

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