贵阳市主要农作物秸秆资源空间分布与利用

蔡景行， 陆 海*， 贾 田， 顾志英， 曲德鹏， 兰 海， 蔡晓梅

(1.贵阳市土肥站， 贵州 贵阳 550081； 2.贵阳市果树站， 贵州 贵阳 550081； 3.贵阳市蔬菜基地管理站, 贵州 贵阳 550081； 4.贵州警察学院, 贵州 贵阳 550001)

近年来，我国农村环境面临农业外源性污染和内源性污染的压力与日俱增，在一定程度上制约了农业的可持续发展[1]。新时期农业农村工作对农业生态环境关注度日益提升，2015年国家制定出台了《到2020年化肥使用量零增长行动方案》[2]，提出大力推进化肥减量提效、农药减量控害，积极探索产出高效、产品安全、资源节约、环境友好的现代农业发展之路；对秸秆资源化利用工作提出了“到2020年，农作物秸秆养分还田率达到60%、提高25个百分点”的目标。2019年中央1号文件提出了加大农业面源污染治理力度，实现化肥农药使用量负增长；发展生态循环农业，推进秸秆等农业废弃物资源化利用[3]。农业农村部2019年在《关于深入推进生态环境保护工作的意见》中也强调了“强化秸秆综合利用”的要求[4]。秸秆是指农作物残留的不能食用的根、茎、叶等农业废弃物，富含氮、磷、钾等营养元素，同时富含纤维、淀粉、木质素和蛋白质等有机物质[5]，是一种再生有机资源[6]。秸秆资源综合利用不仅能减少其焚烧对大气造成的污染，还可作为一种新型资源应用于多个行业[7]。作为生态文明建设先行示范区内贵州省的省会城市贵阳也提出了建设生态文明城市，到2020年秸秆资源化利用率达85%以上的目标。因此，摸清贵阳市主要农作物秸秆类型及其资源分布，分析资源化综合利用中存在的问题和困难，并结合贵阳农业生产实际情况，对农作物秸秆资源的开发和利用力度进行探讨，以期为贵阳市科学合理、统筹开展秸秆资源化利用提供科学依据。

1 资料与方法

1.1 数据来源

参考农业农村部办公厅《关于做好农作物秸秆资源台账建设工作的通知》纳入秸秆资源统计的作物规定，选取贵阳播种面积排序前7位的水稻、玉米、油菜、薯类、大豆、花生、小麦等7种农作物为研究对象，其播种面积、产量数据来源于2013—2018年《贵阳市统计年鉴》[8]以及2018年花溪区、乌当区、清镇市和修文县4个区(县)700份典型农户秸秆利用现场跟踪调查问卷[9]，2018年《农村可再生能源统计调查表》[10]。

1.2 秸秆产生量和收集量估算

按照秸秆系数法计算贵阳市秸秆产生量(WS)，秸秆可收集利用量(CS)按照可收集系数法计算[11]。

WS=WP×SG

CS=WS×C

式中，WP为经济产量，SG为草谷比，C为秸秆收集系数。

主要农作物秸秆草谷比及收集系数见表1。

表1 贵州省主要农作物秸秆草谷比及收集系数

2 结果与分析

2.1 贵阳市秸秆资源量

从表2可知，贵阳市2013—2018年各年度主要农作物秸秆资源量、变化趋势基本一致，与贵阳市近年来的种植结构稳定有关。按秸秆资源贡献量排序为玉米>薯类>水稻>油菜>小麦>大豆>花生，玉米秸秆资源量最高。以2018年为例，贵阳市主要农作物秸秆资源量为72.58万t，其中，玉米秸秆23.25万t，占总量的32%；薯类秸秆20.48万t，占28%；水稻秸秆16.04万t，占22%；油菜秸秆10.52万t，占15%。这4种作物秸秆资源量总占比达97%，而小麦、花生、大豆合计2.29万t，仅占3%。

表2 贵阳市2013—2018年主要农作物秸秆产生量 万t

2.2 贵阳市秸秆资源空间分布

2018年贵阳市主要农作物秸秆产生主要分布在开阳县、清镇市、修文县和息烽县，分别占全市资源量的27%、20%、19%和16%，共计占比达82%，而花溪区、乌当区、白云区和观山湖区仅分别为8%、7%、2%和1%。根据玉米、薯类、水稻、油菜秸秆资源分布情况，按照行政区划绘制空间分布图(图1)，颜色随占比大小而深浅变化。

2.3 资源化利用现状

《农村可再生能源统计调查表》中2018年贵阳市主要农作物秸秆资源化利用量为46.71万t，其中，肥料化利用22.22万t，饲料化利用20.04万t，燃料化利用2.29万t，基料化利用0.3万t，原料化利用1.86万t。主要利用方式为肥料化和饲料化，占秸秆资源化利用总量的90.5%。根据700份典型农户秸秆利用现场跟踪调查，2018年贵阳市主要农作物秸秆资源化中，肥料化利用占47.57%，饲料化利用占42.9%，燃料化利用占4.9%，基料化利用占0.64%，原料化利用占3.99%，前两项占比达90.47%，与《农村可再生能源统计调查表》的统计情况基本一致，秸秆直接焚烧情况得到有效控制。

2.4 贵阳市秸秆资源利用存在的问题

2.4.1 收储难度较大、收购成本较高 贵阳属典型的喀斯特地区，地块较为分散、破碎，坡地占农用地面积的70%，机械化耕作水平不高，农业机械总动力199.41万kW，实现机耕面积20.90万hm2，机播面积9 666 hm2，机收面积33 423 hm2，仅占机耕面积的16%[12]。虽然机耕道通达情况逐年改善，但基本不能满足大型机械化收割需要，大部分秸秆仍然需靠人力搬运，再由农用机械转运。造成本地秸秆收储、转运成本较高。据对开阳县地宝生物科技有限公司秸秆制肥项目调查，2018年当地秸秆田间收购价为400元/t，运输费用在收购费用中占20%以上，该项目的收储运输费用高达600元/t以上，同时，需要较大面积的堆场进行晾晒和粉碎，相比偏高的有机肥生产成本，售价居高不下，市场推广效果也不太理想。

2.4.2 资源分布零散、集约化利用效果差 由于贵阳农作物秸秆资源分布与我国北方平原地区集中连片不同，呈零散分布状。田块集约化程度低，大型农用机械进入困难，无法实现边收获边粉碎边还田机械化作业，秸秆粉碎机、秸秆打包机等农用机械普及度不高[13]，农民对秸秆离田利用的积极性不高，更愿意选择直接还田或焚烧方式还田。近年来，贵阳开展了秸秆成型燃料、秸秆气化能源替代、秸秆沼气和秸秆制肥等大型集约化秸秆利用项目尝试，均因原料采购上出现的各种问题而被迫中断，集约化利用方式推广困难。

2.4.3 欠缺利用统筹、产业配套较差 贵阳秸秆资源利用上未能统筹考虑当地畜禽养殖、农作物种植品种、加工企业类型等因素，在秸秆资源类型、营养价值特点等方面研究不够深入，秸秆消费企业(主体)、收储转运中心配置不合理，造成秸秆资源化利用行业产投比低下。

2.4.4 利用方式单一、利用水平较低 贵阳秸秆资源化利用主要方式以肥料化、饲料化为主，尤以就地焚烧、直接还田、饲养牲畜等较粗放方式为主[14]。本地缺乏秸秆加工企业、能源利用企业和食用菌棒生产企业等大宗秸秆消费商，产业配套能力较差，工厂型基料化和原料化等其他利用方式比重较小。多集中在农业领域，规模化工业利用和能源利用较少，大多停留在小规模、低层次、分散经营水平上，没有形成大规模产业化格局[10]，未能充分发挥秸秆的多功能性。同时，在肥料化利用中，直接还田方式占大部分，且存在还田量不足、耕深不足、碳氮比例失调、粉碎过长等问题[15]，方式较为粗放，秸秆有机质利用水平不高。

3 小结

研究结果表明，贵阳市农作物秸秆主要以玉米、薯类、水稻秸秆为主，主要利用方式为肥料化和饲料化，但存在收储难度较大、利用水平不高、利用结构单一且粗放等问题。因此，要利用好国家和地方农业农村环境保护法律法规和相关产业政策，制订合理有效的管理政策，促进研发、推广适用的秸秆综合利用技术[16]。按照因地制宜、资源集中、收储便利、运输方便等原则，充分考虑农业产业结构调整和农业产业发展规划要求，科学合理设计、规划秸秆资源化利用结构。确定秸秆综合利用的主攻方向[17]，研发具有土壤翻耕、土地平整、秸秆粉碎、腐熟剂施用等功能的复式作业机具[18]，推广适宜贵阳喀斯特山区地形的秸秆综合利用相关农用机械，提升专业化设备装备率，提高耕作深度和速率，降低秸秆收储、运输难度，降低生产成本；以提升秸秆综合利用的经济效益为核心，鼓励企业应用高附加值的秸秆资源化利用先进技术[19]。大力引进、培育秸秆规模化工业利用企业、能源利用企业和大型农业利用企业，最终达到秸秆资源物尽其用，以提高秸秆还田利用率的目标。