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中國是一個農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)作物種類繁多,以小地麥、水稻、玉米等為主。這些農(nóng)作物除了帶給我們所丘同  需的農(nóng)產(chǎn)品外,還會產(chǎn)生大量的農(nóng)業(yè)廢棄物,其中以潤  秸稈最為常見-3)。眾所周知,秸稈是一種重要的市  可循環(huán)利用資源2,單純的通過燃燒秸稈獲取熱畝  能的利用方式不僅污染環(huán)境,而且會浪費秸稈中大20量的有機物,如何更大程度地利用這種“被拋棄”的資源,受到了各國研究者的廣泛關(guān)注。

近年來,科研人員在秸稈能源化、肥料化、材料化0)、飼料化等領(lǐng)域取得了巨大的成績,擴展了秸稈的利用范圍,但仍存在秸稈能源利用率低等問題。如在秸稈能源化領(lǐng)域,常用的方法有直接燃燒技術(shù)、熱解-氣化利用技術(shù)2)、液化技術(shù)B等,但是每種技術(shù)都還存在著一定的缺陷,如秸稈直接燃燒技術(shù)會造成的空氣污染比較嚴(yán)重;熱解一氣化利用技術(shù)產(chǎn)生的混合氣體燃?xì)鉄嶂递^低、焦油含量較高,熱解過程需要較高的溫度,導(dǎo)致熱能利用率低,投入產(chǎn)出效益差等;而我國液化技術(shù)起步比較晚,目前多處于研究實驗或工業(yè)試生產(chǎn)階段,離實際生產(chǎn)運用還存在一定的距離。本文綜述了重慶市秸桿資源綜合利用現(xiàn)狀,并對重慶市黑膜沼氣池秸稈資源循環(huán)利用過程中存在的問題進(jìn)行了歸納,旨在為提高秸桿的綜合利用和環(huán)境保護(hù)提供參考借鑒。

1重慶農(nóng)作物秸秤利用及分布情況

重慶市地處長江中上游,位于三峽庫區(qū)腹心之

地,幅員面積8.24萬平方公里,山地面積占76%,  丘陵占22%,河谷平壩僅占2%,屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候,年平均氣溫在18℃左右141。2015年,重慶市耕地面積3657.6萬畝、糧食播種面積3350.94萬畝,是國家確定的糧食產(chǎn)銷平衡區(qū)5-10。表1為2015年重慶市農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量及利用率情況表,由表可知重慶市農(nóng)作物主要以水稻、玉米、小麥、薯類油料、豆類作物為主,2015年秸稈總量約為1172.23萬噸,其中水稻、玉米、小麥、薯類、豆類、油料秸稈產(chǎn)量分別為515.5萬噸,30.76萬噸,45.2萬噸,157.8萬噸,47.57萬噸,75.4萬噸,分別占總產(chǎn)量的43.98%,28.22%,3.86%,13.46%,4.06%,6.43%15-16。黑膜沼氣池秸稈利用率均保持在77%以上,其中薯類秸稈的利用率達(dá)到了88.38%,這是因為薯類秸稈僅需簡單的處理就可作為畜禽飼料,利用方式較為簡單,但仍然有10%以上的浪費,如何進(jìn)

步提高秸稈的綜合利用效率仍然值得我們?nèi)ミM(jìn)步探討。

重慶市各區(qū)縣耕地面積秸稈產(chǎn)量情況分布如圖1所示,由圖可知,都市功能拓展區(qū)秸稈產(chǎn)量61.34萬噸,占全市總量的5.23%;城市發(fā)展新區(qū)秸稈產(chǎn)量520.47噸,占全市總量的44.40%;渝東北生態(tài)涵養(yǎng)發(fā)展區(qū)秸稈產(chǎn)量417.53噸,占全市總量的3562%;渝東南生態(tài)保護(hù)區(qū)秸稈產(chǎn)量172.89噸,占全市總量的14.75%6。農(nóng)作物秸稈主要分布在

糧食主產(chǎn)區(qū)縣,產(chǎn)量前10位分別是合川區(qū)、江津區(qū)、開州區(qū)、萬州區(qū)、永川區(qū)、奉節(jié)縣、涪陵區(qū)、大足區(qū)、云陽縣和忠縣,秸稈產(chǎn)量合計525.28萬噸,占全市的4.81%。而單位耕地面積黑膜沼氣池秸稈資源量前10位的區(qū)縣依次為城口縣、永川區(qū)、長壽區(qū)、合川區(qū)、江津區(qū)、秀山縣、墊江縣、南川區(qū)、云陽縣、大足縣,這可能與種植作物品種及產(chǎn)量差異有關(guān)81

根據(jù)往年重慶市秸稈量增加趨勢估算,到2018  年全市主要農(nóng)作物秸稈總量約為1230.84萬噸,  2020年全市秸稈總量約為1243.15萬噸,總體保持  在1200萬噸左右,可供利用的黑膜沼氣池秸稈資源較為豐富且  相對穩(wěn)定1。因此,加大秸稈綜合利用力度,是發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì),提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的重要方面,是  擴大農(nóng)村就業(yè)、增加農(nóng)民收入的新的有效途徑。

2重慶市農(nóng)作物秸稈綜合利用現(xiàn)狀

重慶為典型的丘陵山區(qū),山地丘陵占全市幅員面積的98%左右,由于地理、技術(shù)等條件限制,秸稈綜合利用難度相對平原地區(qū)更大23。隨著國家對農(nóng)業(yè)秸稈生物質(zhì)資源開發(fā)利用的重視,其利用價值逐漸受到關(guān)注,農(nóng)業(yè)秸稈的隨意棄置和焚燒現(xiàn)象得到一定程度的遏制。重慶市現(xiàn)有的秸稈綜合利用主要途徑包括秸稈肥料、秸稈飼料、秸稈燃料、秸稈

食用菌基料等。自2008年以來,全市桿絡(luò)合  利用率呈上升趨勢。秸稈肥料化、飼料化能源化  基料化比例都在逐年遞增21。據(jù)市農(nóng)委農(nóng)能辦  計,2015年重慶市秸稈總利用率達(dá)到83.94%,其  肥料利用還田占33.25%,較2008年提升13%  料化利用率達(dá)到19.42%,較2008年提升11%  源化利用率達(dá)到30.71%,較2008年提升30%;基  料化利用率達(dá)到0.55%,較2008年提升0.5%w  但是仍然還存在著一些問題,如各區(qū)縣間利用水平  希差不齊黑膜沼氣池秸稈利用方式差別大等21。

2.1區(qū)縣間利用水平參差不齊  

全市大部分區(qū)縣(自治縣)黑膜沼氣池秸稈利用率介干  70%~90%之間,其中,酉陽和奉節(jié)較低,其利用率  在70%以下的,極少部分區(qū)縣黑膜沼氣池秸稈利用率超邊  90%。各區(qū)縣2015年秸稈綜合利用率詳見圖2  由圖2可知,都市功能拓展區(qū)利用率最高,為  89.10%,城市發(fā)展新區(qū)利用率第二,為85.9%  渝東北生態(tài)涵養(yǎng)發(fā)展區(qū)和渝東南生態(tài)保護(hù)區(qū)利用率  相差不大,分別為82.44%和79.73%19-211  如何縮小各區(qū)縣利用水平間的差距,使得整個重慶市的黑膜沼氣池秸稈利用率齊頭并進(jìn)還有待進(jìn)一步討論。

2.2黑膜沼氣池秸稈利用方式差異較大  隨著秸稈覆蓋技術(shù)的推廣,以及廣大農(nóng)戶使用

有機肥意識的逐漸加強,秸稈直接還田與堆漚腐熟  還田成為重慶秸稈肥料化利用的主要方式,其中肥  料化利用率最高的是九龍坡區(qū)、江津區(qū)及長壽區(qū),肥  料化利用率達(dá)到50%以上2。最低的是梁平、巫山、城口和忠縣,其利用率低于20%,而大部分區(qū)縣介于20%~50%之間,如表2所示。秸稈飼料化利  用率在1%-10%范圍的有4個區(qū)縣;利用率在10%-20%之間的有12個區(qū)縣,利用率介于20%40%之間的有18個區(qū)縣21。秸稈能源化利用率

在10%~20%范圍的有2個區(qū)縣,利用率在20  40%之間的有28個區(qū)縣,利用率介于40%~50%  之間的有2個區(qū)縣,利用在50%以上的有2個區(qū)  縣21。食用菌基料利用比重更低,有20個區(qū)縣食  用菌基料利用率為0。8個區(qū)縣食用菌基料利用率  為0%~1%,有5個區(qū)縣食用菌基料利用為1%  10%,北碚區(qū)食用菌基料利用率在10%以上。  如何擴大秸稈基料的運用范圍還存在很大的發(fā)展空  間,值得筆者在以后的研究中更加重視。

2.3黑膜沼氣池秸稈利用技術(shù)水平不斷提升  

(1)在秸桿肥料化利用方面,近年來,重慶市重水點以農(nóng)機化收割、土壤有機質(zhì)提升等項目推廣為載  體,加強秸稈直接還田和腐熟還田利用,特別是在水稻黑膜沼氣池秸稈利用方面,多數(shù)地方已推廣使用農(nóng)機收割,收3割時直接將水稻秸稈切碎散放農(nóng)田中,冬季通過蓄水浸泡讓秸稈腐爛還田作為肥料21。大力推廣有機質(zhì)還田,在實施土壤有機質(zhì)提升項目過程中,通過添加腐熟菌劑等措施,將秸稈腐熟后作為有機肥還田使用。

(2)在秸稈飼料化利用方面,近年來,結(jié)合全市生態(tài)功能區(qū)劃,加快了渝東南生態(tài)涵養(yǎng)發(fā)展區(qū)和渝東北生態(tài)保護(hù)發(fā)展區(qū)草食牲畜發(fā)展,大力發(fā)展肉牛、奶牛、山羊等產(chǎn)業(yè),提升了秸稈飼料化利用水平。利用青貯、微貯等處理方式,把秸稈轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)飼料,并將其糞便還田,實現(xiàn)秸稈過腹還田,既解決了冬季牲畜飼料缺乏等問題,又節(jié)省了飼料糧,促進(jìn)了秸稈使用121

(3)秸稈能源化利用方面,啟動了退耕還林地區(qū)生物質(zhì)氣化爐建設(shè),改變過去秸稈粗放燃燒方式,提高黑膜沼氣池秸稈利用率211

2.4政策措施逐步完善

重慶市秸稈綜合利用始終堅持因地制宜,分類指導(dǎo),統(tǒng)籌規(guī)劃,綜合利用,突出實效的發(fā)展方針,重點結(jié)合當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)民生活特點,產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ),著力加強相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,促進(jìn)和帶動秸稈綜合利用。近年來,重點實施了土壤有機肥提升、草食

牲畜發(fā)展等產(chǎn)業(yè)政策,極大地推動了秸稈綜合利用水平的提升。

3重慶市農(nóng)作物秸稈綜合利用存在的主要問題

3.1秸稈綜合利用仍較粗放  

重慶市雖然沒有集中焚燒秸稈的現(xiàn)象,但秸稈  綜合利用方式以分散利用和燃料利用為主,轉(zhuǎn)化效  率不高,利用粗放。秸稈能源化利用雖達(dá)到了  30.71%,但主要作為戶用炊事薪柴,以直燃為主,污  染了環(huán)境,而且降低了農(nóng)業(yè)綜合效益。隨著農(nóng)村用  能結(jié)構(gòu)優(yōu)化,農(nóng)作物秸稈作為薪柴的比例還會下降,  如處理方式不合理,環(huán)境壓力將更大。

3.2利用品種和水平不均衡

在全市秸稈綜合利用總體水平80%的情況下,  各區(qū)域利用水平也不均衡,利用率最高的潼南區(qū),為  94.28%;利用率最低的是奉節(jié)縣,僅為69.95%,最  高和最低的區(qū)縣利用率相差24個百分點。據(jù)調(diào)查,  在黑膜沼氣池秸稈利用品種上,薯類黑膜沼氣池秸稈利用率最高(主要用  作青貯飼料),其他類別秸稈的利用率相差不大,如  何更加高效地利用薯類秸稈仍然值得我們進(jìn)一步去探討-21。

3.3收儲運體系尚未健全  

秸稈收儲運及服務(wù)體系是秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)化  發(fā)展的前提和基礎(chǔ)。而重慶坡耕地比重大,15度以  上的坡耕地占40%以上,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以套種間作為  主,特別是丘陵山區(qū),分布分散,收集成本高,難以實  現(xiàn)大規(guī)模的集中處理和利用。同時,秸稈量大、分

散、體積蓬松、密度小、收獲季節(jié)性強,收割、撿拾、打  捆等適用配套設(shè)備缺乏,造成秸稈的收集、貯運難度  大、成本高,加上服務(wù)體系不健全,秸稈收集貯運已  成為制約秸稈產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要瓶頸之一

3.4產(chǎn)業(yè)化帶動困難  秸稈規(guī)模化利用有賴于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的拉動。目  前,社會資本投資粘稈開發(fā)利用的積極性不高,重慶地區(qū)黑膜沼氣池秸稈利用的龍頭型、骨干型企業(yè)不多。同時在  現(xiàn)有的黑膜沼氣池秸稈利用方式中,無論是作飼料還是作能源  燃料等,基本上都是采取傳統(tǒng)、直接的利用方式,利  用方式單一化,技術(shù)含量不高,利用效率低,基本沒有形成產(chǎn)業(yè)鏈,對相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶動能力弱,經(jīng)濟(jì)效益不明顯(212  3.5俄有桔桿綜合利用方式中還存在許多技術(shù)瓶

用關(guān)鍵技術(shù)尚未突破或不成熟。例如,秸稈還田相

關(guān)配套技術(shù)與配套機具的研發(fā)力度仍然不足,缺乏

適應(yīng)小地塊、陡坡、便于操作的還田、打捆機具;秸稈

發(fā)電直燃,鍋爐腐蝕、結(jié)焦問題嚴(yán)重;秸稈氣化,供氣

管網(wǎng)焦油清除難、系統(tǒng)負(fù)荷率低;秸稈固化與碳化,生

產(chǎn)設(shè)備配套率低耗能高;秸稈飼料轉(zhuǎn)化率、消化率不

高。另一方面,新技術(shù)應(yīng)用規(guī)模較小,適官農(nóng)戶分散經(jīng)

營的小型化、實用化技術(shù)缺乏,技術(shù)集成組合不夠2

3.6政策激勵機制不完善

目前,一些秸稈綜合利用優(yōu)惠政策沒有落實到位,政策的覆蓋面不夠?qū)挕⑾到y(tǒng)性不完備、利益聯(lián)系不緊密。利益激勵機制不健全,長效機制尚未形成“綜合利用技術(shù)收集貯運體系”,兩大關(guān)鍵環(huán)節(jié)支撐力度不夠制約了秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展2。

3.7農(nóng)民積極性不高

農(nóng)戶是秸稈綜合利用的利益主體,受經(jīng)濟(jì)效益方便程度、思想觀念等多方面因素影響,農(nóng)戶利用秸稈的積極性并不高,需要政府從政策激勵、利益引導(dǎo)等方面,充分調(diào)動廣大農(nóng)戶的積極性21

4提高重慶市農(nóng)作物秸稈綜合利用的措施

根據(jù)重慶市黑膜沼氣池秸稈資源潛力及綜合利用現(xiàn)狀,綜合考慮秸稈各種利用方式的現(xiàn)有基礎(chǔ)、技術(shù)成熟程度以及發(fā)展變化趨勢等因素,圍繞重慶市“371+X”現(xiàn)代特色效益農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系,確定秸稈綜合利用的重點方向和領(lǐng)域。在資源種類上,主要解決占全市黑膜沼氣池秸稈資源總量約70%的水稻和玉米秸稈的綜合利用。在利用方式上,重點發(fā)展肥料化、積極發(fā)展飼料  化加快發(fā)展基料化、有序發(fā)展能源化、鼓勵發(fā)展原

料化利用,形成秸秤肥料化、飼料化利  化料化球節(jié)正力為

和粘桿綜合利用關(guān)鍵技術(shù)兩大瓶頸制約  向上,突出以產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)精桿綜合利用  化能化化和用等加

A1建業(yè)完善收儲運服務(wù)休系  按照政府推動、市場運作、企業(yè)牽頭  的原則建立完善精村收儲運服務(wù)體系  利用企業(yè)深人村組和田間地頭開展專業(yè)  務(wù),提高秸稈收貯運服務(wù)水平,形成高效  處理收集、儲存及運輸系統(tǒng)模式。同  農(nóng)作物聯(lián)合收獲撿拾打建存運輸全  術(shù),建立較為完善的稈田間處理體系,除機  田外,其余田塊秸桿要全面實現(xiàn)盡快離m  42重點發(fā)展秸稈肥料化利用  結(jié)合重慶糧油、蔬菜等現(xiàn)代特色效益  及發(fā)展現(xiàn)狀,以推進(jìn)耕地地力保護(hù)枯杯  用、提升耕地質(zhì)量為發(fā)展目標(biāo),以實施測

肥、沃土工程、有機質(zhì)提升等重點項目為載體通  發(fā)展專業(yè)化農(nóng)機合作社配備粉碎機的  機、深松機等相關(guān)農(nóng)機設(shè)備,大力推進(jìn)桔機化  碎覆蓋還田、滅茬還田、快速腐熟還田、堆漢還是  護(hù)性耕作等秸稈肥料化方式。加大秸桿數(shù)化還土、秸稈商品有機肥實施力度,重點支持建沒準(zhǔn)車間、連續(xù)式熱解炭化爐、粉碎機、翻拋機、精研還機、深松機等設(shè)施設(shè)備,加強種養(yǎng)循環(huán)果菜茶有替代化肥,推動化肥使用減量化,提升耕地

4.3積極發(fā)展秸稈飼料化利用

在黑膜沼氣池秸稈資源豐富和畜禽養(yǎng)殖量較大的

豬、草食牲畜等現(xiàn)代特色效益農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)重

域,加強種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)的結(jié)合,扶持精  貯、壓塊顆料、蒸汽噴爆等飼料專業(yè)化生產(chǎn)示范建設(shè),重點支持建設(shè)秸稈青貯氨化池、購置精  械和飼料加工設(shè)備。通過“飼草一畜牧業(yè)一渭?xì)?nbsp; 糧果蔬模式,完成農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)哪環(huán)  用,保障畜牧養(yǎng)殖的飼料供給,減少化肥、  用量,提高秸稈的綜合利用效率,杜絕秸制“面源污染”

4.4加快發(fā)展秸稈基料化利用  在全市推廣粘桿食用離基料產(chǎn)業(yè)  稈食用菌基料龍頭企業(yè)、專業(yè)合作組織,種成  鼓勵黑膜沼氣池秸稈資源為基料的食用菌生產(chǎn),建設(shè)

物秸稈的農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系和完善的食用菌產(chǎn)業(yè)體  系,以食用菌規(guī)模化發(fā)展帶動稈基料產(chǎn)業(yè)的壯大。  積極發(fā)展秸稈育苗基料、花木基料、草坪基料等生產(chǎn)[4

企業(yè)。  4.5有序發(fā)展秸稈能源化利用  逐步減少農(nóng)村秸稈直燃炊事的利用方式,在秸  稈資源豐富和農(nóng)村生活生產(chǎn)能源消費量較大的區(qū)  域,大力推廣秸稈氣化、固化成型、秸稈燃料代煤等  先進(jìn)適用技術(shù),建設(shè)秸稈燃料代煤、炭氣油多聯(lián)產(chǎn)、  集中供氣等示范工程,配套秸稈預(yù)處理設(shè)備、固化成  型設(shè)備、生物質(zhì)節(jié)能爐具等相關(guān)設(shè)備,改善農(nóng)村能源  結(jié)構(gòu),提高農(nóng)村清潔能源使用率,推動節(jié)能減排和環(huán)  境改善。

4.6鼓勵發(fā)展秸稈原料化利用

在糧油主產(chǎn)區(qū)支持利用秸稈生產(chǎn)人造板、非木  紙漿、包裝材料、餐具、紡織工業(yè)用纖維以及其他工業(yè)用纖維,減少木材使用。鼓勵農(nóng)戶發(fā)展具有地方  特色的秸稈編織業(yè)。培育龍頭企業(yè),示范帶動秸稈原料利用專業(yè)化、規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

5重慶市農(nóng)作物秸稈綜合利用展望

重慶市黑膜沼氣池秸稈資源量巨大,在能源危機日益嚴(yán)重

今天,如何將廢棄的農(nóng)作物秸稈“變廢為寶”顯得尤為重要。2016年8月11日,農(nóng)業(yè)部、國家發(fā)展改革委、財政部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、環(huán)境保護(hù)部、科學(xué)技術(shù)六部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用試點的方案》(以下簡稱《方案》)的通知以及中央有關(guān)“推進(jìn)種養(yǎng)業(yè)廢棄物資源化利用”等決策部署的具體行動,中央也陸續(xù)出臺了相關(guān)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)廢  棄物的具體方案,相信到2020年,全市秸稈綜合利  用率能達(dá)到85%以上,利用秸稈達(dá)到1056萬噸以  上。同時,建立較完善的秸稈還田、收集、儲存、運輸  社會化服務(wù)體系和秸稈綜合利用長效機制,基本構(gòu)  建以秸稈肥料化、飼料化利用為主,能源化、基料化  利用為輔,原料化利用為補充的多途徑利用格局,使  得綜合利用效益和水平得到提升,在實現(xiàn)農(nóng)作物秸  桿綜合利用的基礎(chǔ)上,獲得經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益的雙豐收。

摘自《中國沼氣》第三期 劉科 高立洪 唐寧 韋秀麗 李平 李紅 張凱 楊玉鵬

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