江西农业学报 2008, 20 (8) : 126~128
Acta Agriculturae J iangxi
我国作物秸秆综合利用现状及问题
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
王激清 1 ,张宝英 2 ,刘社平 1 ,刘晓静 1
收稿日期 : 2008 - 04 - 16
基金项目 :张家口市农业综合开发土地治理科技推广项目。
作者简介 :王激清 (1972 - ) ,男 ,河北怀安人 ,博士 ,副教授 ,从事土壤污染净化和养分高效利用研究。
(1. 河北北方学院 农林科技学院 ,河北 张家口 075131; 2. 张家口市农业科学院 ,河北 张家口 075000)
摘 要 :在介绍了我国作物秸秆的资源价值的基础上 ,分析了我国秸秆资源综合利用的现状和存在的主要问题 ,并在文
章最后提出合理解决的措施和建议。
关键词 :作物 ;秸秆 ;综合利用 ;资源价值
中图分类号 : S14 - 31 文献标识码 : A 文章编号 : 1001 - 8581 (2008) 08 - 0126 - 03
Sta tus and Problem of Com prehen sive Utiliza tion of Crop Straw in Ch ina
WANG J i - qing1 , ZHANG Bao - ying2 , L IU She - p ing1 , L IU Xiao - jing1
(1. College of Agriculture and Forestry, Hebei North University, Zhangjiakou 075131, China;
2. Agricultural Institute of Zhangjiakou, Zhangjiakou 075000, China)
Abstract: On the basis of resource value of crop straw, status and p roblem of comp rehensive utilization of crop straw in China
were analyzed in this paper, and in the end, solvable measures and some advices were also p roposed.
Key words: Crop; Straw; U tilization; Problem
我国是世界上的主要农业生产大国 ,许多农作物的
总产量已居世界前列 ,随着农作物产量的增加 ,秸秆的生
产量也相应增加 ,各种来源广泛、数量巨大的作物秸秆资
源在我国已成为一类极其丰富并能直接利用的可再生有
机资源。但是 ,秸秆作为农作物的副产品 ,如果不合理利
用 ,不仅浪费资源 ,甚至有可能造成环境污染 ;若利用合
理 ,则变废为宝 ,减少了其他资源的使用 ,实现秸秆的经
济、环境及社会效益。因此 ,研究分析我国农作物秸秆资
源的综合利用现状及存在的问题 ,对推广和实现秸秆资
源化具有重大的现实意义 ,现就针对近年来国内外的研
究结果综述如下。
1 秸秆的资源价值
1. 1 秸秆的肥料资源价值 秸秆作为我国一项重要的
资源 ,其养分含量非常高 ,具有极高的肥料资源价值。据
研究 ,农作物秸秆平均含氮 0. 6%、磷 0. 3%、钾 1. 0%、含
碳为 40% ~50% ,还含有机质和微生物 [ 1 ]。以种植面积
较大的小麦、水稻和玉米为例 ,其大量元素 N、P、K的具
体含量见
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
1[ 2~4 ]。因此 ,还田 1000 kg作物秸秆就可以
增加土壤有机质 150 kg,每 1 hm2 土地一年还田鲜玉米
秸秆 18. 75 t,则相当于 60 t土杂肥的有机质含量 ,含 N、
P、K则分别相当于 281. 25 kg碳铵、150 kg过磷酸钙、
104. 75 kg硫酸钾 [ 4, 5 ] ,并且还可以补充其它各种营养
元素。
1. 2 秸秆的热能价值 秸秆的热能大约相当于
标准
excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载
煤
的一半 [ 1 ] , 1 kg麦类、稻类、玉米、大豆、薯类、杂粮、油料、
棉花秸秆产生的热量分别为 3500、3000、3700、3800、
3400、3400、3700、3800 kJ,平均为 3604 kJ。因此 ,很多地
方直接将秸秆作为燃料进行利用。
表 1 小麦、水稻和玉米秸秆中养分含量 %
作物类别 N P K
小麦 0. 64 0. 29 1. 07
水稻 0. 51 0. 12 2. 70
玉米 0. 61 0. 21 2. 28
1. 3 秸秆的营养价值 秸秆是由 C、N等元素构成的有
机物质 ,作物光合作用生物产量的 50%在籽粒中 ,而另
50%就存在于秸秆中 ,因此 ,秸秆是很重要的营养物质。
据研究 ,秸秆营养价值因作物种类和秸秆本身部位不同
而有较大的差异 ,以我国种植面积最大的粮食作物水稻、
小麦和玉米为例 ,其营养物质含量见表 2[ 1 ]。
表 2 小麦、水稻和玉米秸秆中营养物质含量比较
作物
类别
消化能
(MJ /kg)
育肥饲
料单位
泌乳饲
料单位
有机物
消化率
( % )
蛋白质
含量
( g/kg)
小麦 6. 08 0. 34 0. 46 40 21~30
玉米 7. 53 0. 48 0. 58 40~56 47~54
水稻 / / / 50 31
注 :饲料单位系指与 1 kg大麦营养价值相当的饲料量。
2 秸秆的综合利用方式
2. 1 秸秆还田 随着农作物产量的增加 ,作物秸秆的生
产量也不断地增加。近 20年来 ,结合沼气、节柴灶、太阳
能和其他能源的综合开发利用 ,农业部门也在大力推广
秸秆还田 , 1984年全国秸秆还田面积近 666. 7万 hm2 ,
1996年已突破 3333万 hm2 ,还田的秸秆资源量高达 1. 0
亿 t[ 6 ]。综合分析来看 ,目前秸秆还田的主要方式是机
械直接还田、覆盖还田、堆沤腐熟还田和过腹还田。
2. 1. 1 机械直接还田 机械直接还田技术可分为粉碎
还田和整秆还田两种。通过机械一次性粉碎还田 ,可以
集灭茬于一体 ,能加速秸秆在土壤中的腐解 ,提高土壤有
机质含量 ,改善土壤的团粒结构和理化性能 ,促进作物增
产 [ 7, 8 ] ;整秆还田是将作物秸秆整秆进行翻埋或平铺还
田。徐泰平等研究表明 :秸秆机械直接还田与单施化肥
处理相比 ,其土壤中泥沙量减少了 70% ~80% ,地表径
流量减少了 26% ~31% ,渗漏径流量增加了 30% ~
52%;另外秸秆机械直接还田后显著地减少了 N、P的流
失 ,降幅可达 60% ~76% [ 9 ]。此外 ,还能促进作物吸收
钾和缓解土壤中钾含量下降的趋势 [ 10 ]。
2. 1. 2 覆盖还田 秸秆覆盖地表后既可以阻挡降水对
地表的直接冲击 ,保护土壤表层结构 ,也可以有效降低土
壤中水分向大气蒸发的速度 ,减少蒸腾量 ,使得土壤有效
储水量明显提高 [ 11 ]。秸秆腐熟后能够增加土壤中有机
质含量 ,补充土壤 N、P、K和微量元素含量 ,使土壤理化
性能改善 [ 12, 13 ]。另秸秆是热的不良导体 ,在覆盖的情况
下 ,能够形成低温时的“高温效应”和高温时的“低温效
应”两种双重保护效应 ,调节土壤温度 ,有效缓解气温激
变对作物的伤害 [ 14 ]。
2. 1. 3 堆沤腐熟还田 堆沤腐熟还田也称为高温堆肥 ,
可解决我国目前有机肥短缺的现状。目前的堆沤腐熟还
田技术已不同于传统堆制沤肥技术 ,其主要是利用快速
堆肥剂产生大量的纤维素酶 ,在较短的时间内将各种作
物秸秆堆制成有机肥。例如 ,利用酵素菌能产生活性很
强的各种酶 ,具有很强的好气发酵能力 ,能迅速催化分解
人畜粪尿、作物秸秆、杂草等有机物质 ,使之在短时间内
转化成为有机肥料 ,并且可以消除土壤中的病原菌 [ 15 ]。
杜联凤等的研究表明 :施用腐熟秸秆有机肥能改善由于
施用化肥导致的土壤次生盐渍化对植物生长的抑制程
度 ,同时也可以提高油菜的生物量 [ 16 ]。
2. 1. 4 过腹还田 秸秆通过牲畜过腹排粪还田 ,对于维
持和提高土壤中氮和钾的水平有重大意义。经试验研究
表明 ,连续 5年施用玉米秸秆过腹牛粪 ,土壤肥力明显提
高 ,土壤中的有机质、全氮、全钾、全磷分别提高了
15. 2%、120%、5. 9%和 8. 9% ,速效 N、P、K及 HA /FA值
与转化酶活性均明显提高 ,从而促进了玉米的生长发育 ,
表现出明显的增产效果 [ 17 ]。
2. 2 秸秆作饲料 由于秸秆含有很高的营养价值 ,根据
生态系统食物链中的能量流动规律 ,秸秆作饲料是一种
很常见的利用方式。但是秸秆中 44%的纤维素、8%的
木质素和 33%的半纤维素等均不易被家畜消化吸收 ,且
适口性差 ,因此 ,近几年来随着秸秆氨化、青贮、无氧发酵
等处理技术应用于秸秆饲料生产中 ,不但增加了饲料的
养分含量 ,家畜的采食量也显著增加 [ 18 ]。秸秆的物理饲
料加工方法主要有粉碎软化法、压块制粒法、积压膨化法
和热喷处理法等 ,它们是将秸秆切短、粉碎处理后 ,利用
家畜咀嚼以提高采食量。在青贮和氨化过程中 ,微生物
经发酵后会产生一定浓度的乳酸 ,这既可以保护饲料的
营养成分不受损失 ,又可以使饲料保持青鲜多汁的特点 ,
适口性加强。如氨化后秸秆的消化率可提高 20% ,秸秆
总的营养价值可提高 1倍 ,即 1 kg氨化秸秆相当于 0. 4
~0. 5 kg燕麦的营养价值 [ 19 ]。
2. 3 秸秆作燃料 我国农村人口较多 ,由于秸秆有较高
的热能价值 ,因此有很大一部分地区直接用秸秆作燃料。
不过随着农民生活水平的提高 ,用秸秆作燃料的数量在
不断减少 ,例如 ,北京部分地区约只有 20%左右的玉米
秸秆作燃料 [ 1 ] ;用秸秆作燃料不但造成了资源的浪费 ,其
肥料和饲料功能都未充分发挥 ,且热量浪费较大 ,而且容
易造成环境污染 ,因此 ,不提倡秸秆直接用作燃料的作
法。目前只有积极推行秸秆还田技术才能有效减少作物
秸秆燃烧造成的浪费。
2. 4 秸秆作工业原料 秸秆常常在通过气化、制沼气等
处理中作为工业原料。秸秆气化是将粉碎后的秸秆用过
气设备热解 ,经氧化和还原反应转换成一氧化碳和氢等
可燃气体 ,每 1 kg小麦、水稻、玉米秸秆的产气量分别为
0. 45、0. 40、0. 50 m3。秸秆气化集中供气技术以农村各
种大量的秸秆为主要气化原料 ,以集中供气的方式向农
民提供燃气 ,气化后使用总效率可达 35% ~45% ,而直
接燃烧秸秆效率最高也仅 12% ~15% [ 19, 20 ]。
利用秸秆制沼气即用秸秆和畜禽粪便混合发酵制
沼气 ,不仅可解决农村的煮饭和照明问题 ,还可与柴油混
合使用 ,节约柴油 70% ~80%。另外 ,沼液沼渣中含有
丰富的氨基酸和蛋白质 ,是很好的速效肥。沼气液的中
下层是喂猪和养鱼的优良饲料添加剂 ,沼渣是栽培食用
菌的好原料。这种秸秆利用方式具有较高的经济、环境
和社会三大效益。
2. 5 秸秆焚烧和弃置乱堆 目前 ,在农村还有一部分秸
秆直接焚烧掉或者堆放起来不用 ,有的直接垫在畜圈里。
研究表明 ,直接焚烧 1 hm2 玉米秸秆相当于损失 195 kg
碳铵和 225 kg磷肥 ,并且会破坏地表土壤结构 ,使地表
水分大量蒸发 ,破坏土壤抗旱能力 [ 19 ]。因此 ,大量的秸
秆直接焚烧而未加工成有机肥归还土壤是一种生物资源
的浪费。
3 利用方式存在的问题
3. 1 秸秆还田 首先作物秸秆中的纤维素、半纤维素及
木质素难以被微生物分解 ,秸秆直接还田后分解转化周
期较长 ,不能作为当季作物的肥源 ;其次是秸秆本身 C /N
为 (65~85) ∶1,但微生物活动适宜的 C /N为 25∶1。秸秆
721 8期 王激清等 :我国作物秸秆综合利用现状及问题分析
还田后 ,土壤中大量微生物繁殖 ,需要 N素作营养 ,在还
田初期 ,土壤中水解 N含量明显降低 ,使得微生物与作
物争夺 N素 ,引起作物的“氮饥渴”,返青期延长 ,分蘖推
迟而影响产量 [ 22 ] ;第三是秸秆还田需要资金投入 ,据
2001年对玉米秸秆机械化粉碎还田成本的调查分析 ,用
65马力的拖拉机牵引 ,秸秆粉碎 2遍需 450~600元 /
hm2 ,粉碎后翻压 450~600元 / hm2。因此 ,秸秆粉碎还田
成本平均为 900~1200元 / hm2 ,费用较高 ,不易在农民中
推广 [ 18 ] ;最后 ,秸秆覆盖还田为病虫害提供栖息和越冬
场所。
3. 2 秸秆焚烧 在很多地区 ,秸秆作为废弃物而被燃
烧 ,据国家卫星气象中心的定时监测 ,河北省 2005年夏
熟作物有 1000多个秸秆焚烧点。焚烧秸秆首先对环境
造成污染 ,空气混浊 ,并易引起火灾 ,严重时会造成交通
事故 ;其次 ,焚烧秸秆浪费生物能源 ,造成生态失衡。试
验表明 ,在燃烧秸秆后短期内不会造成作物产量的损失 ,
但是长期则会明显减产 ,因此 ,秸秆焚烧导致养分损失和
环境污染问题是目前秸秆综合利用中的瓶颈问题。
3. 3 秸秆制饲料 首先 ,秸秆在通过切短和粉碎等物理
方法加工后 ,仍无法解决秸秆消化率低、可利用的营养物
质少等问题 ;其次 ,通过氨化等化学处理生产成本较高 ,
有时还会对环境造成严重污染 ,其利用和推广受到限制 ;
最后 ,青贮法处理秸秆有成本低、污染小、效率高等优点 ,
但易引起饲料的腐败和恶臭。
3. 4 发酵制沼气 近几年 ,我国沼气工程在逐渐增加 ,
但是以农作物秸秆作原料还存在以下一些技术不成熟的
问题 :上层原料发酵不充分 ,原料利用率低 ;用传统的水
压池会出现上层结壳严重和出料困难的问题 ;产气率
较低。
4 秸秆综合利用措施和建议
我国是秸秆资源十分丰富的农业大国 ,加强农作物
秸秆的综合利用 ,既是我国创建“资源节约型、环境友好
型社会”的重要举措 ,同时又可以提高农业综合生产能
力 ,是开拓新的农业资源和农业经营领域的重要选择 ,增
加农民收入的重要途径 [ 21~22 ]。为此 ,应对我国秸秆资源
总量、综合利用现状和问题进行分析 ,以做出调整和改
进 ,使秸秆养分资源得到充分的利用。
4. 1 加大宣传 ,鼓励农户进行秸秆综合利用 农户把大
量秸秆在田间地头直接焚烧 ,不但造成了极大的资源浪
费 ,破坏了土壤结构 ,对农业可持续发展产生消极影响 ,
而且还污染了空气 ,并频繁引发火灾和交通事故。各级
政府和部门要进一步加强宣传 ,把秸秆综合利用工作作
为一个系统工程、一个新兴的产业来对待 ,转变观念、开
拓思路 ,从产业化层面的高度 ,采取有效措施 ,实现秸秆
的全面综合利用。使农户树立秸秆经济利用的意识 ,认
识到秸秆是资源 ,秸秆就是效益 ,焚烧秸秆就是浪费资源
和减少经济效益。
4. 2 制定切实可行的补贴和鼓励政策 因为秸秆直接
还田、秸秆养畜和秸秆做沼气必须投入大量的资金 ,这就
限制了农户对秸秆进行综合利用的积极性 ,因此 ,政府要
扎实推行秸秆补贴政策 ,制定切实可行的鼓励政策。通
过协调有关部门减免税费 ,协调银行提供无息或低息贷
款 ,用地优惠或无偿用地等措施来调动他们的积极性。
制定相应的政策鼓励农民自觉利用秸秆 ,比如秸秆腐熟
栽培食用菌 ,可在每个相关乡镇由政府补助建造一个食
用菌基料加工车间 ,从而减轻农民的劳动强度 ,提高农民
合理利用秸秆的积极性。此外 ,还应以产业化思路 ,采取
农机化措施 ,促进“龙头企业 +经济合作组织 (乡镇农机
站或农机户 ) +农户”的秸秆综合利用模式的形成 ,拉长
秸秆综合利用的产业链条 ,实现秸秆效益的多次增值。
4. 3 加强秸秆综合利用技术的开发和研究 目前 ,可推
广的秸秆综合利用项目中 ,有些技术还远不成熟 ,技术上
的不足在很大程度上影响了秸秆的有效利用 ,因此 ,还需
进一步加强科研的开发 ,如秸秆气化中的焦油问题 ,高效
生物有机肥生产设备的引进及国产化问题、秸秆饲料的
优化配制等。此外 ,秸秆转化利用技术除要经过基础研
究和应用技术研究外 ,还需要经过大量试验改进 ,并针对
项目推广中发现的技术问题进行技术攻关 ,缩短技术成
果的转化时间。
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