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重慶市農作物秸稈綜合利用現狀及應用
時間 : 2019-05-10 瀏覽量 : 1

中國是一個農業大國,農作物種類繁多,以小地麥、水稻、玉米等為主。這些農作物除了帶給我們所丘同  需的農產品外,還會產生大量的農業廢棄物,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。如在秸稈能源化領域,常用的方法有直接燃燒技術、熱解-氣化利用技術2)、液化技術B等,但是每種技術都還存在著一定的缺陷,如秸稈直接燃燒技術會造成的空氣污染比較嚴重;熱解一氣化利用技術產生的混合氣體燃氣熱值較低、焦油含量較高,熱解過程需要較高的溫度,導致熱能利用率低,投入產出效益差等;而我國液化技術起步比較晚,目前多處于研究實驗或工業試生產階段,離實際生產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狀,并對重慶市黑膜沼氣池秸稈資源循環利用過程中存在的問題進行了歸納,旨在為提高秸桿的綜合利用和環境保護提供參考借鑒。

1重慶農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銷平衡區5-10。表1為2015年重慶市農作物秸稈產量及利用率情況表,由表可知重慶市農作物主要以水稻、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

步提高秸稈的綜合利用效率仍然值得我們去進步探討。

重慶市各區縣耕地面積秸稈產量情況分布如圖1所示,由圖可知,都市功能拓展區秸稈產量61.34萬噸,占全市總量的5.23%;城市發展新區秸稈產量520.47噸,占全市總量的44.40%;渝東北生態涵養發展區秸稈產量417.53噸,占全市總量的3562%;渝東南生態保護區秸稈產量172.89噸,占全市總量的14.75%6。農作物秸稈主要分布在


糧食主產區縣,產量前10位分別是合川區、江津區、開州區、萬州區、永川區、奉節縣、涪陵區、大足區、云陽縣和忠縣,秸稈產量合計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位的區縣依次為城口縣、永川區、長壽區、合川區、江津區、秀山縣、墊江縣、南川區、云陽縣、大足縣,這可能與種植作物品種及產量差異有關81


根據往年重慶市秸稈量增加趨勢估算,到2018  年全市主要農作物秸稈總量約為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  相對穩定1。因此,加大秸稈綜合利用力度,是發展農村經濟,提高農業綜合生產能力的重要方面,是  擴大農村就業、增加農民收入的新的有效途徑。


2重慶市農作物秸稈綜合利用現狀


重慶為典型的丘陵山區,山地丘陵占全市幅員面積的98%左右,由于地理、技術等條件限制,秸稈綜合利用難度相對平原地區更大23。隨著國家對農業秸稈生物質資源開發利用的重視,其利用價值逐漸受到關注,農業秸稈的隨意棄置和焚燒現象得到一定程度的遏制。重慶市現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。據市農委農能辦  計,2015年重慶市秸稈總利用率達到83.94%,其  肥料利用還田占33.25%,較2008年提升13%  料化利用率達到19.42%,較2008年提升11%  源化利用率達到30.71%,較2008年提升30%;基  料化利用率達到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區縣間利用水平參差不齊  


全市大部分區縣(自治縣)黑膜沼氣池秸稈利用率介干  70%~90%之間,其中,酉陽和奉節較低,其利用率  在70%以下的,極少部分區縣黑膜沼氣池秸稈利用率超邊  90%。各區縣2015年秸稈綜合利用率詳見圖2  由圖2可知,都市功能拓展區利用率最高,為  89.10%,城市發展新區利用率第二,為85.9%  渝東北生態涵養發展區和渝東南生態保護區利用率  相差不大,分別為82.44%和79.73%19-211  如何縮小各區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還有待進一步討論。


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


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、江津區及長壽區,肥  料化利用率達到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個區縣;利用率在10%-20%之間的有12個區縣,利用率介于20%40%之間的有18個區縣21。秸稈能源化利用率


在10%~20%范圍的有2個區縣,利用率在20  40%之間的有28個區縣,利用率介于40%~50%  之間的有2個區縣,利用在50%以上的有2個區  縣21。食用菌基料利用比重更低,有20個區縣食  用菌基料利用率為0。8個區縣食用菌基料利用率  為0%~1%,有5個區縣食用菌基料利用為1%  10%,北碚區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,重慶市重水點以農機化收割、土壤有機質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,多數地方已推廣使用農機收割,收3割時直接將水稻秸稈切碎散放農田中,冬季通過蓄水浸泡讓秸稈腐爛還田作為肥料21。大力推廣有機質還田,在實施土壤有機質提升項目過程中,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,結合全市生態功能區劃,加快了渝東南生態涵養發展區和渝東北生態保護發展區草食牲畜發展,大力發展肉牛、奶牛、山羊等產業,提升了秸稈飼料化利用水平。利用青貯、微貯等處理方式,把秸稈轉化為優質飼料,并將其糞便還田,實現秸稈過腹還田,既解決了冬季牲畜飼料缺乏等問題,又節省了飼料糧,促進了秸稈使用121


(3)秸稈能源化利用方面,啟動了退耕還林地區生物質氣化爐建設,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,統籌規劃,綜合利用,突出實效的發展方針,重點結合當地的農業生產、農民生活特點,產業發展基礎,著力加強相關產業發展,促進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


牲畜發展等產業政策,極大地推動了秸稈綜合利用水平的提升。


3重慶市農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象,但秸稈  綜合利用方式以分散利用和燃料利用為主,轉化效  率不高,利用粗放。秸稈能源化利用雖達到了  30.71%,但主要作為戶用炊事薪柴,以直燃為主,污  染了環境,而且降低了農業綜合效益。隨著農村用  能結構優化,農作物秸稈作為薪柴的比例還會下降,  如處理方式不合理,環境壓力將更大。


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,  各區域利用水平也不均衡,利用率最高的潼南區,為  94.28%;利用率最低的是奉節縣,僅為69.95%,最  高和最低的區縣利用率相差24個百分點。據調查,  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  


秸稈收儲運及服務體系是秸稈綜合利用產業化  發展的前提和基礎。而重慶坡耕地比重大,15度以  上的坡耕地占40%以上,農業生產以套種間作為  主,特別是丘陵山區,分布分散,收集成本高,難以實  現大規模的集中處理和利用。同時,秸稈量大、分


散、體積蓬松、密度小、收獲季節性強,收割、撿拾、打  捆等適用配套設備缺乏,造成秸稈的收集、貯運難度  大、成本高,加上服務體系不健全,秸稈收集貯運已  成為制約秸稈產業化發展的重要瓶頸之一

3.4產業化帶動困難  秸稈規?;糜匈囉诋a業化發展的拉動。目  前,社會資本投資粘稈開發利用的積極性不高,重慶地區黑膜沼氣池秸稈利用的龍頭型、骨干型企業不多。同時在  現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、直接的利用方式,利  用方式單一化,技術含量不高,利用效率低,基本沒有形成產業鏈,對相關產業帶動能力弱,經濟效益不明顯(212  3.5俄有桔桿綜合利用方式中還存在許多技術瓶


用關鍵技術尚未突破或不成熟。例如,秸稈還田相

關配套技術與配套機具的研發力度仍然不足,缺乏

適應小地塊、陡坡、便于操作的還田、打捆機具;秸稈

發電直燃,鍋爐腐蝕、結焦問題嚴重;秸稈氣化,供氣

管網焦油清除難、系統負荷率低;秸稈固化與碳化,生

產設備配套率低耗能高;秸稈飼料轉化率、消化率不

高。另一方面,新技術應用規模較小,適官農戶分散經

營的小型化、實用化技術缺乏,技術集成組合不夠2


3.6政策激勵機制不完善


目前,一些秸稈綜合利用優惠政策沒有落實到位,政策的覆蓋面不夠寬、系統性不完備、利益聯系不緊密。利益激勵機制不健全,長效機制尚未形成“綜合利用技術收集貯運體系”,兩大關鍵環節支撐力度不夠制約了秸稈綜合利用產業化的發展2。


3.7農民積極性不高


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

4提高重慶市農作物秸稈綜合利用的措施

根據重慶市黑膜沼氣池秸稈資源潛力及綜合利用現狀,綜合考慮秸稈各種利用方式的現有基礎、技術成熟程度以及發展變化趨勢等因素,圍繞重慶市“371+X”現代特色效益農業產業體系,確定秸稈綜合利用的重點方向和領域。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,重點發展肥料化、積極發展飼料  化加快發展基料化、有序發展能源化、鼓勵發展原


料化利用,形成秸秤肥料化、飼料化利  化料化球節正力為

和粘桿綜合利用關鍵技術兩大瓶頸制約  向上,突出以產業化推進精桿綜合利用  化能化化和用等加

A1建業完善收儲運服務休系  按照政府推動、市場運作、企業牽頭  的原則建立完善精村收儲運服務體系  利用企業深人村組和田間地頭開展專業  務,提高秸稈收貯運服務水平,形成高效  處理收集、儲存及運輸系統模式。同  農作物聯合收獲撿拾打建存運輸全  術,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盡快離m  42重點發展秸稈肥料化利用  結合重慶糧油、蔬菜等現代特色效益  及發展現狀,以推進耕地地力保護枯杯  用、提升耕地質量為發展目標,以實施測

肥、沃土工程、有機質提升等重點項目為載體通  發展專業化農機合作社配備粉碎機的  機、深松機等相關農機設備,大力推進桔機化  碎覆蓋還田、滅茬還田、快速腐熟還田、堆漢還是  護性耕作等秸稈肥料化方式。加大秸桿數化還土、秸稈商品有機肥實施力度,重點支持建沒準車間、連續式熱解炭化爐、粉碎機、翻拋機、精研還機、深松機等設施設備,加強種養循環果菜茶有替代化肥,推動化肥使用減量化,提升耕地


4.3積極發展秸稈飼料化利用


在黑膜沼氣池秸稈資源豐富和畜禽養殖量較大的

豬、草食牲畜等現代特色效益農業產業重

域,加強種植業與養殖業的結合,扶持精  貯、壓塊顆料、蒸汽噴爆等飼料專業化生產示范建設,重點支持建設秸稈青貯氨化池、購置精  械和飼料加工設備。通過“飼草一畜牧業一渭氣  糧果蔬模式,完成農業生態系統內的物質哪環  用,保障畜牧養殖的飼料供給,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加快發展秸稈基料化利用  在全市推廣粘桿食用離基料產業  稈食用菌基料龍頭企業、專業合作組織,種成  鼓勵黑膜沼氣池秸稈資源為基料的食用菌生產,建設


物秸稈的農業循環經濟體系和完善的食用菌產業體  系,以食用菌規?;l展帶動稈基料產業的壯大。  積極發展秸稈育苗基料、花木基料、草坪基料等生產[4

企業。  4.5有序發展秸稈能源化利用  逐步減少農村秸稈直燃炊事的利用方式,在秸  稈資源豐富和農村生活生產能源消費量較大的區  域,大力推廣秸稈氣化、固化成型、秸稈燃料代煤等  先進適用技術,建設秸稈燃料代煤、炭氣油多聯產、  集中供氣等示范工程,配套秸稈預處理設備、固化成  型設備、生物質節能爐具等相關設備,改善農村能源  結構,提高農村清潔能源使用率,推動節能減排和環  境改善。

4.6鼓勵發展秸稈原料化利用

在糧油主產區支持利用秸稈生產人造板、非木  紙漿、包裝材料、餐具、紡織工業用纖維以及其他工業用纖維,減少木材使用。鼓勵農戶發展具有地方  特色的秸稈編織業。培育龍頭企業,示范帶動秸稈原料利用專業化、規?;?、產業化發展。


5重慶市農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,在能源危機日益嚴重

今天,如何將廢棄的農作物秸稈“變廢為寶”顯得尤為重要。2016年8月11日,農業部、國家發展改革委、財政部、住房和城鄉建設部、環境保護部、科學技術六部委聯合發布《關于推進農業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“推進種養業廢棄物資源化利用”等決策部署的具體行動,中央也陸續出臺了相關指導農業廢  棄物的具體方案,相信到2020年,全市秸稈綜合利  用率能達到85%以上,利用秸稈達到1056萬噸以  上。同時,建立較完善的秸稈還田、收集、儲存、運輸  社會化服務體系和秸稈綜合利用長效機制,基本構  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,在實現農作物秸  桿綜合利用的基礎上,獲得經濟效益和環保效益的雙豐收。


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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