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Utilization of crop straws and its driving forces in typical rural areas

典型农区秸秆资源利用及其影响因素探析



全 文 :第1 4卷第 3期
2 0 0 6年 7月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
Vo1.14 No.3
July, 2006
典型农区秸秆资源利用及其影响因素探析*
闫丽珍 成升魁 “ 闵庆文
(中国科学院地理科学与资源研究所 北京 100101)
摘 要 简析 了安徽省蒙城县和吉林省德惠市典型农区秸秆资源利用现状以及影响秸秆资源利用率的因素,并提
出进一步提高秸秆利用效率的途径。
关键词 秸秆资源 秸秆养畜 秸秆燃料 利用效率 途径
Utilization of crop straws and its driving forces in typical rural areas.YAN Li‘Zhen,CHENG Sheng-Kui,MIN Qing—
Wen(Institute of Geographical Sciences and Natural Resources Research,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100101,
China),CJEA,2006,14(3):196~198
Abstract The utilization status of crop straws and factors influencing the straw utilization rate in typical rural areas of
Mengcheng County,Anhui Province and Dehui City,Jilin Province are analyzed and the ways tO improve the straw uti—
lization rate are put forward.The paper also gives some suggestions tO improve the straw utilization rate.
Key words Straw resources,Raising domestic using straw,Bio—fuel,Utilization rate,W ay
(Received Mar.29,2005;revised May 16,2005)
作物秸秆是农作物生产系统中的一项重要生物质资源,作为饲料可以减少畜牧业对精饲料的依赖-lj,
作为燃料可以减少对石化燃料的依赖,通过还田有助于保持农田土壤的养分平衡-l ,还可作为重要的工业
原料。我国是秸秆资源最丰富的国家之一,秸秆资源的利用具有重要意义。目前对秸秆利用的研究主要集
中在秸秆还田试验研究[ q]以及秸秆利用数量、利用方式和区域差异等宏观分析方面[ 。。,分析、评价典型
地区秸秆利用现状以及影响因素的研究工作较少。安徽省蒙城县、吉林省德惠县是我国典型的传统农区,
不仅种植业较为发达,牲畜饲养也已成为农村经济的重要组成部分。作者于2004年 2月和8月分别在这两
个地区进行调查,分析了秸秆资源利用数量、方式以及主要驱动因素,为进一步提高类似地区的秸秆资源利
用效率提供依据。
1 研究区域概况与研究方法 .
蒙城县位于安徽省西北部、黄淮海平原南端。全县国土面积 2091万 km ,耕地面积 12.4万 hm ,总人
口115万人,其中农业人I:1占87%。是全国粮食生产百强县之一,同时也是中原肉牛带上的一个重要生产
区。德惠市位于吉林省中北部,松辽平原腹地。全县国土面积 3435万 km ,耕地面积 21.6万 hm ,总人口
95万人,其中农业人I=1占79%。主要农作物为玉米、水稻、大豆等,先后被国家农业部命名为“粮食生产先进
市”、“中国肉牛之乡”。2004年 2月5~12日、8月21-27日对案例区分别进行了为期 1周的调查。在蒙城
县选择 7个村,面积 29km ,作物播种面积占全县总面积的 1.56%;在德惠市选择了5个村,面积44km ,作
物播种面积占全县总面积的 1.2%。首先向村干部了解整个村的基本情况,然后随机选择 10户农家,调查
农户家庭成员基本情况、农户家庭收入、种植业基本情况、养殖业基本情况。共分别获得 65份和 45份有效
问卷。
2 结果与分析
2.1 秸秆资源利用现状
粮食是蒙城县和德惠市的主要作物,2003年粮食面积分别占总播种面积的 69%和 83.4%。蒙城县的
* 中国科学院知识创新工程重大项目(KZCX2一SW一318—02—04,KZCX1一SW一0ll18)资助
**该文系作者在中国科学院研究生院学习期间完成
一 通讯作者
收稿日期:2005—03—29 改回日期:2005—05—16
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第 3期 闫丽珍等:典型农区秸秆资源利用及其影响因素探析 197
小麦占粮食播种面积的41%;德惠市的玉米占粮食播种面积的 64.7%。根据经济系数估算 10,11],蒙城县的
小麦和玉米秸秆分别占农作物秸秆总量的32.6%和22.6%;德惠市的玉米秸秆占农作物秸秆总量的 75%。
因此主要分析蒙城县小麦秸秆和玉米秸秆利用方式以及德惠市玉米秸秆的利用方式。
表 1是通过 问卷 调查 表1 主要作物秸秆利用:h-it
估算出的主要秸秆利用方
式 及 利 用 数 量。蒙 城 县
85.0%的小 麦秸 秆 用 于饲
养牲畜,其余用作燃料、双
孢 菇 原 料 和 焚 烧 还 田。
78.6%的玉 米秸 秆 用 于燃
料,其 次 是 用 于 养 畜 占
12.2%,其余用于堆肥、弃
置堆放及双孢菇原料。小
麦秸秆除了有 3.1%被焚烧
外,没有弃置堆放 的形式;
玉米秸秆的弃置堆放也只
Tab.1 Utilization of major crop straws in Mengcheng County and Dehui City
项 目 蒙城县 Mengcheng County 德惠市 Dehui City
Items小麦秸秆面积/hm 占比例/% 玉米秸秆面积/hm 占比例/% 玉米秸秆面积/hrn2占比例/%
Area of wheat Proportion Area of maize Proportion Area of maize Proportion
*指为了节省劳动力或减轻劳动强度,请其他农户帮助收割秸秆,但秸秆归其他农户所有。一般
进行换工的秸秆都用作牲畜饲料。
有 1.6%,且没有焚烧现象。德惠市玉米秸秆的42.5%用于生活燃料,33.1%用于牲畜饲料,还有 15.8%是
以换工的形式转移给其他农户用作饲料。如果认为弃置堆放和焚烧属于不合理利用方式,其余为合理利
用,蒙城县无论是小麦秸秆还是玉米秸秆的有效利用数量与秸秆总数量的比值(即利用率)分别达到96.9%
和98.4%,德惠市的玉米秸秆利用率也达到 91.4%。当前相关研究多强调秸秆焚烧所造成的资源浪费和环
境污染问题_l卜 J,认为我国秸秆的利用率低,本研究调查结果却恰好相反。同时本研究调查结果发现秸秆
作为肥料还田的利用率较低,这一点也有别于很多文献_9,¨J。
2.2 秸秆资源利用效率及供需平衡状况
高秸秆利用率只表明利用方式的“合理”性,但并不意味“有效”。案例区仍然沿用传统的饲喂方式和生活
燃料利用方式。以能源利用方式为例,由于获得能源的成本很低_1 ,农民主要采用直接燃烧方式利用作物秸
秆,其终端利用效率仅在 10%-20%左右。20世纪80年代中期,我国能源研究工作者提出了划分脱贫温饱型
和小康型家庭的有效热标准(后文简称标准值),即在不包括冬季取暖地区的人均 日生活有效热为4.61MJ。蒙
城县的生活能源消费方式是“秸秆+型煤”模式,德惠市的生活能源消费方式是“秸秆+原煤+液化气”模式。
利用折标系数、不同燃具的热效率_l J进行了计算,结果表明蒙城县的人均日有效热为2.17WU,其中小麦日人均
有效热为0.045MJ,玉米为0.233MJ,型煤 1.9MJ总量不到标准值的一半。该区玉米秸秆占总秸秆数量的20%
左右,即使所有秸秆全部用作燃料,日人均有效热也仅能提高0.92MJ,至少还需要 1.5MJ的有效热才能达到标
准值。我国还没有取暖区小康和温饱型家庭的人均有效热划分标准,根据德惠市能源站的资料,假如家庭炊
事、取暖全部使用原煤,全年需2.5~3t,相当于人均有效热为9.5~11.5MJ。根据调查资料的折算结果,德惠市
每日人均有效热为10.78 MJ,其中玉米日人均有效热为8.89MJ,原煤1.54MJ,液化气0.35MJ,与能源站资料基
本吻合,表明在现有利用效率下德惠市的农村基本生活能源供需平衡。以饲料利用方式为例,传统饲喂方式的
秸秆营养价值较低_l J,处理后秸秆粗蛋白含量能够提高 50%左右,粗纤维含量降低 20%左右。秸秆风干比青
贮的养分损失高 20%左右,氨化秸秆的消化率提高 18%,微贮的采食量提高20%左右,这也即意味着任何一种
处理方式都比直接饲喂节省秸秆资源20%左右。在传统饲喂方式下,蒙城县的受访户共有约 116t的秸秆总
量,饲养了87头牛和47只羊;德惠市的受访户共有约3800t的玉米秸秆,饲养了77头牛。相对而言德惠市的
饲养方式更为粗放。综上所述,在现有利用效率下,蒙城县的基本生活能源较为短缺,而德惠市则供需基本平
衡,略有盈余;德惠市的秸秆养畜效率较低。
2.3 影响秸秆资源利用的主要因素
增加收入、替代劳动力和机械、利用劳动剩余时间是秸秆养畜的主要原因。秸秆养畜是增加收入的重要途径。
蒙城县农民人均纯年收入为1822元,务工收入为947.4元占52%,养畜收入(纯收入)为510.2元占28%,种植业收
入只占到20%为 364.4元。德惠市农民人均纯年收入为2080.5元,务工收入为782元占37.6%,养畜收入 143.6
元占6.9%,种植业收入占55.5%为 1154.0元。可以看出蒙城县的养畜是仅次于务工收入的重要家庭收入来源,
赭 一 靴 辑
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198 中 国 生 态 农 业 学 报 第 14卷
德惠市的养畜业对农民收入也有一定补充。畜牧业已经成为家庭收入的主要来源,成为保障农作物生产和家庭生
活安全的重要措施_1 。秸秆养畜是替代劳动力和现代化机械的基本手段。蒙城县平均 70%-80%的农户拥有小
型农机,使用役畜的时间较少。而德惠市仅有30%左右的农户拥有小型农机,大部分农户仍然使用役畜作为劳动
的基本手段,这与东北地区耕地面积大,机械费用高有关。秸秆养畜可充分利用空闲时间。蒙城县农民真正务农
的时间,即包括春播、夏收、夏种、秋收、冬种等日常田间管理时间平均为150d,德惠市则只有97d。发展家庭畜牧业
成为一部分农民利用农闲时间、提高经济收入的有效方式。
当地能源资源的可获得性影响秸秆燃料利用。在利用效率基本相同的情况下,蒙城县和德惠市农村秸秆资源
的供需状态主要取决于人均资源可获得量。蒙城县人均可获得秸秆资源为 1.19t,而德惠市为2.68t。当地能源资
源的可获得量决定了农村家庭用能水平和结构,人均有效热的结构就反映这一问题。
与其他“两料”利用冲突、缺乏还田技术影响秸秆还田行为。秸秆直接还田与秸秆作为“饲料”和“燃料”的利用
方式发生冲突,与秸秆还田方式不适合也有关系,在这类地区秸秆直接还田方式短时间内将难以推广。对于玉米
秸秆而言,缺乏秸秆还田机、秸秆还田的效果不明显、不利于冬麦播种是这种方式难以推广的主要原因。
3 对 策
提高作物秸秆利用效率主要途径一是提高秸秆饲料利用效率,秸秆养畜将在未来可持续农业发展中占
据重要地位,案例区传统利用方式却限制了秸秆利用效率的提高。虽然“青贮”、“氨化”、“微贮”等技术已经
很成熟,但农户尤其是散养户对这些方式了解很少,因此应采用各种手段如政府指导、媒体宣传等对农户进
行宣传和培训,使这些技术真正被农民接受。二是提高秸秆燃料利用效率,灶具或取热设施效率低下,间接
导致秸秆资源利用效率低下。未来发展应结合政府支持,因地制宜推广秸秆能源转化新技术。在经济水平
较高、生物质资源丰富地区可采用气化或气化发电等投入较高的技术;在经济水平较低、生物质资源缺乏地
区可采用沼气或秸秆成型等投入较低的技术;同时根据地方热能消费结构,促进高转化效率灶具或取热设
施的普及。三是进一步加强秸秆(主要是玉米秸秆)还田机械研究,秸秆还田方式难于推广的原因一方面是
因为秸秆还田机械较为缺乏,另一方面农民对秸秆还田效果认识不足。目前大部分还田形式只是对地上部
分的直立秸秆进行粉碎,根部破茬仍需进一步处理;1熟地区气温低,2熟地区秋收和冬种间隔时间短,秸秆
不易腐烂,影响下一季播种。因此需要针对不同地区情况研制还田机械,建立秸秆还田示范区,促进秸秆还
田的实行。四是秸秆资源富足、经济发达或交通区位敏感地区应促进秸秆作为工业原料的利用方式,秸秆
资源化有很多新的利用方式,如秸秆皮馕分离综合利用、可降解型包装材料、一次性可降解餐具、建筑材料
等。这些利用方式适宜于商品能源富足、秸秆资源供给充裕、经济发达或交通区位敏感地区。通过秸秆新
型利用技术的推广既达到增收目的,又可防止因资源利用不足引发的环境问题。
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