

摘要:農作物秸稈是農業生態系統中的寶貴生物資源,開展秸稈綜合利用具有重要意義。在介紹遼寧省農作物秸稈資源數量和分布的基礎上,綜合分析農作物秸稈資源利用途徑與方法,以期為提高農作物秸稈綜合利用率,促進農業可持續發展提供參考。
關鍵詞:農作物秸稈; 綜合利用; 還田; 飼料; 燃料
中圖分類號:S38 文獻標識碼:A 文章編號:1674-1161(2024)04-0080-02
農作物秸稈是農業生產中一種常見副產品,不僅富含氮、磷、鉀等重要元素,還含有纖維素、半纖維素、木質素、蛋白質和糖類等多種有機物質[1]。隨著農業技術的進步,遼寧省農作物產量逐年提高,秸稈產量也隨之增加。受到綜合利用技術和途徑限制,目前各地仍存在秸稈就地焚燒的現象。為此,遼寧省積極探索秸稈的綜合利用技術,開發秸稈多樣化應用模式,為更有效地利用秸稈資源提供了技術支持。概述遼寧省秸稈資源的數量和分布情況,綜合分析農作物秸稈資源利用途徑和方法,旨在為提高農作物秸稈綜合利用率提供參考和借鑒。
1 遼寧省秸稈資源的數量與分布
秸稈資源數量是指可收集利用的農作物秸稈產量。遼寧省秸稈產量逐年增加。宋大利等[2]估算2015年遼寧省秸稈總量達2 280萬t,占全國秸稈總量的3.20%,排名第13。《遼寧統計年鑒2022》顯示,2021 年遼寧省作物秸稈總量達3 075.49 萬t[3]。玉米和水稻是秸稈資源的重要來源,以玉米秸稈為主。全省玉米種植面積269.93 萬hm2 ,秸稈總量約2 209.02萬t,主要集中在遼西和遼北地區;水稻種植面積占12.47%,秸稈資源占12.84%,主要分布在盤錦和沈陽[4]。遼寧省秸稈資源豐富,可為農業可持續發展提供重要資源。
2 遼寧省秸稈綜合利用途徑
遼寧省農業農村廳相關數據顯示,2015年秸稈綜合利用率為80%,2020 年秸稈綜合利用率超過90%,較2015 年增加10%。對于遼寧省來說,秸稈綜合利用率每提高1%,相當于秸稈利用量提高21.74 萬t。為提高秸稈綜合利用率,遼寧省政府通過不斷出臺相關優惠政策、提供信貸支持及用地支持等舉措,大力推廣應用秸稈還田、燃料化、飼料化、能源化等技術,并取得了一定成效。
2.1 秸稈還田
東北地區因擁有肥沃的黑土地而被譽為“谷物倉庫”,但長期以來采用傳統耕作方式,如頻繁翻土、玉米連作和秸稈移出土壤生態系統等,導致黑土地質量逐漸退化。遼寧省黑土層厚度和土壤有機質含量自20 世紀80 年代以來均有下降,對糧食產量產生消極影響。因此,遼寧省自2020 年以來積極推廣秸稈還田等保護性耕作技術。
秸稈還田可以增加土壤肥力,降低容重,改善土壤結構,提高有效養分和有機碳含量,維持土壤有機質平衡,促進養分循環,減少養分流失,提高土地可持續利用性。對秸稈進行相應處理后還田,可以提高生土的熟化速度,有效緩解土壤中N、P、K等元素失衡問題。研究表明,若將水稻和玉米秸稈全量還田,則相當于施用一定量的N、P2O5、K2O。其中,玉米秸稈全量還田相當于每hm2 施用61.5 kg的N、21.6 kg的P2O5 和94.8 kg的K2O;水稻秸稈全量還田相當于每hm2 施用56.9 kg 的N、18.8 kg 的P2O5 和141.8 kg的K2O[2,4-5]。農作物秸稈是農業生態循環的物質基礎,還田后可以改善耕地土壤的理化性質。隨著秸稈直接還田培肥地力作用的凸顯和國家政策的引導,遼寧省玉米秸稈還田的作業范圍逐年擴大[6]。
玉米和水稻秸稈的養分含量見表1。不同比例玉米和水稻秸稈還田可替代的化肥比例見表2。
2.2 秸稈燃料化
秸稈是可再生資源,也是一種理想燃料。遼寧省冬季供暖期需要大量燃料,秸稈收獲期與供暖期相銜接,利用秸稈作為燃料可替代部分煤炭,并可減少秸稈露天焚燒和有害氣體排放問題。秸稈燃料化包括直接供熱、氣化和液化3種方式,直接供熱通過成型設備處理秸稈,氣化將秸稈轉化為氣態能源,液化將秸稈轉化為液體燃料。為解決秸稈體積龐大的問題,常采用機械打包方法進行壓縮。作物秸稈燃料化具有非常大的發展潛力,但遼寧省的秸稈燃料化技術尚不成熟,導致秸稈燃料價格偏高,行業發展動力不足,市場化機制與標準體系有待進一步完善。
2.3 秸稈飼料化
農作物秸稈中富含營養成分,是優質畜禽飼料的來源。遼寧省在草食畜禽養殖區推廣秸稈飼料化技術,包括青(黃)儲窖、飼料加工等項目,采用粉碎、黃貯、氨化、微貯、壓塊、膨化等多種處理方式,提高秸稈飼料化利用率。秸稈中含有大量纖維素、半纖維素、木質素等粗纖維,適用于飼喂反芻動物。為提升秸稈飼料價值,可通過物理、化學和生物方法進行調制處理,常用的有青(黃)貯藏、堿化、氨化和壓塊技術等[7-8]。青(黃)貯藏技術適用于玉米和高粱秸稈,具有儲存期長、營養損失少、適口性好、轉化率高等優點。堿化、氨化技術經濟實用,適用于小麥和水稻秸稈。壓塊技術通過機械將秸稈加工制成顆粒或塊狀,并添加營養物質,具有體積小、運輸方便、不易變質、適口性好、飼喂方便、價格低廉等優點,適用于多種作物秸稈。
2.4 秸稈能源化
近年來,除秸稈直接還田、燃料化及飼料化外,遼寧省大力支持秸稈粗加工和精深加工產業的發展,不斷延伸秸稈產業鏈。同時,也在積極探索秸稈供熱、發電、熱解氣化等技術,例如通過建設秸稈生物發電基地,實現生物質供暖和供電。此外,也不斷拓展秸稈資源的利用途徑,例如用秸稈生產人造板材、包裝材料、非木漿紙及降解膜等。
3 結語
近年來,遼寧省根據秸稈資源、產業基礎、發展布局、運輸半徑等因素,按照多元利用、典型示范、政策扶持的原則,不斷探索秸稈資源綜合利用的途徑與方法,以期為進一步加強遼寧省農作物秸稈綜合利用提供支持。
參考文獻
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[2] 宋大利,侯勝鵬,王秀斌,等.中國秸稈養分資源數量及替代化肥潛力[J].植物營養與肥料學報,2018,24(1):1-21.
[3] 遼寧省統計局,國家統計局遼寧調查總隊.遼寧統計年鑒2022[M].北京:中國統計出版社,2022.
[4] 楊麗娟,武立萍,楊迪文,等.遼寧省農作物秸稈資源及其替代化肥潛力評估[J].沈陽農業大學學報,2023,54(5):529-536.
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