中国秸秆资源综合利用的系统构成及总体趋势

第31卷,第4期中国农业资源与区划Vol 31,N o 4,pp35 382010年8月 Ch i nese Journa l o f A gricultura l R esources and R eg i onal P l ann i ng A ugust ,2010农业资源中国秸秆资源综合利用的系统构成及总体趋势毕于运,王亚静,高春雨(中国农科院农业资源与农业区划研究所,北京 100081)摘 要 秸秆资源是构建农业循环经济系统种植业与养殖业之间的重要纽带,对我国现代农业的可持续发展起着决定性的影响和作用。

文章对中国秸秆资源的现实构成、系统构成、中国秸秆资源综合利用存在的主要问题及总体趋势进行了详细分析论述。

并且,还针对我国秸秆资源现实利用中所存在的诸多问题,提出了以秸秆资源的集约、循环、高效、充分利用为总体取向的发展建议。

关键词 中国 秸秆资源 综合利用 系统构成 总体趋势收稿日期:2009 03 10 毕于运为研究员 王亚静为助研 高春雨为助研秸秆资源上承种植业,下启养殖业,既是种植业和养殖业可持续发展的重要物质基础,又是构建农业循环经济系统种植业与养殖业之间的重要纽带,对我国现代农业的可持续发展起着重要的影响和作用。

1 中国秸秆资源综合利用的现实构成秸秆主要有5个方面的用途:一作燃料,二作饲料,三作肥料,四作工业原料,五作食用菌基料,简称 五料!。

2005年,我国秸秆总产量84183万,t 其中可收集利用秸秆量68595万,t 占81 48%;秸秆田间残留量15588万,t 占18 52%。

2005年在我国可收集利用秸秆总量中,直接燃用量23939万,t 占34 90%;新能源开发利用量约470万,t 占0 69%;饲用量17658万,t 占25 74%;工业加工利用量约4600万,t 占近6 71%;食用菌养殖利用量约1000万,t 占1 46%;直接还田量约6730万,t 占9 81%;废弃和焚烧量14198万,t 占20 70%[1-3]。

2 中国秸秆资源综合利用的系统构成不同秸秆利用方式对农业循环经济系统的影响和作用有着明显的区别,从此角度出发,首先可把秸秆资源利用类型划分为两大类:一类是农业生产系统内部的秸秆资源循环利用,另一类是农业生产系统外部的秸秆资源利用。

农业生产系统外部的秸秆资源利用,无论利用效率高低,都属于单线经济的范畴。

根据秸秆资源利用与农民生活和农村经济之关系,又可将农业生产系统外部的秸秆资源利用划分为两大类:一类是农村社会经济系统内部的秸秆资源利用,另一类是农村社会经济系统外部的秸秆资源利用。

2 1农业生产系统内部的秸秆资源循环利用农业生产系统内部的秸秆资源循环利用包括秸秆肥用、秸秆饲用、秸秆沼气、秸秆食用菌养殖。

利用秸秆生产沼气,满足农村清洁能源需求的角度来看,可把其归入农村社会经济系统内部秸秆资源利用的范畴。

从其可生产优质高效有机肥还田的角度来看,又可归入农业生产系统内部秸秆资源循环利用的范畴。

但从其物质转换比例来看,秸秆经过常温发酵,约有25%转换为沼气,75%转换为沼肥,尤其是从其可进一步延长秸秆产业链条,有效促进秸秆资源循环高效利用的作用来看,应主要把其视作农业生产系统内部的秸秆资源循环利用。

36中国农业资源与区划 2010年秸秆资源在农业生产系统内部的利用效果可大致归结为如下3个方面。

首先,秸秆资源的系统内部应把种植业子系统和养殖业子系统有机地联系在一起,成为构建种植业-养殖业!循环经济系统的关键连接点。

其次,秸秆资源的系统内部应用不仅是提高秸秆利用率的基本手段,更主要的是其可直接增加种植业-养殖业!系统的物资流和能量流,使种植业-养殖业!系统更加健康、稳固。

第三,秸秆资源在系统内部应用过程中,通过各级转化,可为人类提供更多的农产品,大部分或部分营养物质最终又回归了农田,从而使农田与种植业、养殖业构成一个闭合的资源经济系统,有利于农田生态系统的良性循环。

秸秆直接肥用自不必多言,饲用秸秆可过腹还田,秸秆养殖食用菌可生成优质有机菌肥还田,尤其是秸秆-沼气!、秸秆-牲畜-粪便-沼气!和秸秆-食用菌-菌糠-沼气!等秸秆循环利用模式,不仅可生产清洁能源,有效地替代秸秆资源的直接燃用,而且可生成优质有机肥还田。

2 2 农村社会经济系统内部的秸秆资源利用农村社会经济系统内部的秸秆资源利用主要是指与农民生活密切相关的秸秆能源化利用,包括秸秆直接燃用和秸秆气化、秸秆固化等农村新型能源开发利用。

秸秆新能源开发利用,既直接利用了秸秆,又替代了秸秆的直接燃用,可使农村秸秆燃用消耗总量呈下降的趋势。

秸秆新能源开发利用同时还可替代煤、电、三气!等商品能源的使用。

按照现实农村生活中秸秆直接燃用的热效率和秸秆新能源开发利用的热效率来折算,平均每吨用于新能源开发利用的秸秆可替代掉2~3t左右直接燃用的秸秆。

秸秆新能源开发利用可促使秸秆资源系统外部利用量的减少,为秸秆资源的系统内部利用创造条件,但在现阶段也会导致秸秆剩余量的增加。

2 3 农村社会经济系统外部的秸秆资源利用农村社会经济系统外部的秸秆资源利用包括秸秆工业加工、秸秆发电和秸秆液化。

对于秸秆发电和秸秆液化,毫无疑问属于秸秆新能源的范畴,而且通过秸秆交易为农民带来一定的收入,但从其生产目的来看,尤其是规模化秸秆发电,并不是为了解决农民一家一户的能源问题。

秸秆发电,把一家一户的秸秆收集起来转换为电力,再供给农民,其生产成本和能源效率远不如秸秆沼气、秸秆气化、秸秆固化等新能源开发利用方式。

因此,可以把秸秆发电和秸秆液化划归农村社会经济系统外部秸秆资源利用的范畴。

农村社会经济系统外部的秸秆利用是我国秸秆产业化主要发展途径。

农村社会经济系统外部的秸秆利用对提高我国秸秆资源的综合利用率,有效地解决秸秆资源的废弃与焚烧问题,促进秸秆产业化的发展有着十分重要的作用。

但农村社会经济系统外部的秸秆资源利用,无论利用效率高低,都使秸秆资源的物质和能量从农业循环经济系统中被汲走,即使注意对草木灰!的收集利用,最终也只有少量的营养物质(以K、P为主)能够回归农田。

如果农村社会经济系统外部的秸秆资源利用过量,将导致农业生态系统中各子系统(包括土壤肥力子系统、种植业子系统和养殖业子系统)的相互脱节,威胁到农业的循环发展。

3 中国秸秆资源综合利用存在的主要问题目前,我国秸秆资源利用仍存在着综合利用不充分、利用结构不合理等方面的问题,具体表现在:一是秸秆综合利用率低。

如果不考虑秸秆的直接燃用,目前我国秸秆的综合利用率还不到45%。

二是秸秆废气和焚烧问题较为严重,并对交通运输、农业生产和城乡居民生活带来诸多不利影响。

三是农业生产系统内部的秸秆利用量低于系统外部的秸秆利用量。

2005年,全国农业生产系统内部的秸秆利用量为2 5389亿,t比农业生产系统外部的秸秆利用量2 9007亿t低12 47%。

在全国已利用秸秆中,农业生产系统内部利用量占46 67%,系统外部利用量占53 33%。

四是农业生产系统外部的秸秆资源利用仍以效率最低的秸秆直接燃用为主,用于农村新能源开发利用的秸秆数量十分有限,四化一电!(秸秆气化、秸秆固化、秸秆炭化、秸秆液化和秸秆发电)利用秸秆量不到500万t。

五是农村社会经济系统外部的秸秆资源利用量不高,秸秆产业化发展仍十分薄弱,对提高我国秸秆资源综合利用率所起作用还十分不到位。

2005年全国农村社会经济系统外部的秸秆资源利用量为5051 70万,t 占全国秸秆可收集利用总量的7 36%。

4 集约、循环、高效、充分利用秸秆资源秸秆资源现实利用既不能任其向低效率的用途转移,也不能因其利用不当对农业和农村经济可持续发展构成威胁,更不能任其被随意焚烧和废弃。

为了早日建立 资源节约型!、 环境友好型!、 社会和谐型!的社会主义新农村,针对我国秸秆资源现实利用中所存在的诸多问题,必须以秸秆资源的集约、循环、高效、充分利用为总体取向,因地制宜、统筹规划,合理配置秸秆资源,优化秸秆利用结构,既要充分合理利用秸秆资源,又要避免重复建设和不必要的竞争,优先保证农业生产系统内部和农村社会经济系统内部的利用需求,兼顾农村社会经济系统外部的利用需求;依靠科技、创新机制,充分发挥科技进步在秸秆综合利用中的支撑作用,不断提高秸秆资源的利用率和利用效率,逐步减少秸秆的直接燃用消耗,从根本上解决秸秆废弃和焚烧的问题,保障农业和农村经济的可持续发展。

4 1 以秸秆还田、秸秆养畜、秸秆养殖食用菌为主攻方向循环农业是我国农业和农村经济可持续发展的重要实现途径。

从此要求出发,秸秆资源利用首要的是满足农业生产系统内部的需求。

目前,我国秸秆资源的内部利用需求严重不足,土壤肥力子系统、种植业子系统、养殖业子系统相互间脱节,由此导致土壤板结、农产品品质退化、水体富营养化等问题日益严重。

从土壤培肥的要求出发,农业生产系统内部的秸秆利用量应占到秸秆可收集利用总量的50%以上。

为此,要鼓励和扶持发展肥用、饲用和食用菌养殖等途径的秸秆资源化利用。

大力发展秸秆还田,充分利用秸秆这一有机肥资源,增加土壤养分,培肥地力,促进农业增产增效,提高农产品质量和食品安全。

重点推广秸秆还田配套机械和技术、秸秆快速腐熟还田和秸秆生物反应堆等技术。

在具备免少耕条件的区域,积极发展秸秆保护性耕作,并针对农村劳动力大量外流的现实,重点推广秸秆覆盖免耕轻型栽培技术;在不具备免少耕条件的区域,禁止留高茬收割。

鼓励建设秸秆有机肥生产厂。

大力发展秸秆畜牧业,通过青贮、氨化、微贮、压块、揉搓丝化等处理方式,把秸秆转化为优质饲料,以秸秆 换肉、换奶!,保证畜产品供应和食品安全。

积极发展以秸秆为基料的食用菌生产。

大力发展沼气,延长秸秆产业链,协调农业生产系统内部的秸秆利用与秸秆新能源开发利用之间的关系,并生产更多的沼肥还田。

4 2 加强农村秸秆新能源开发,集约、高效利用秸秆资源我国秸秆新能源开发利用虽然处于起步阶段,但深受农民的欢迎。

因此,对于农村秸秆新能源开发理应给予积极的倡导和大力的扶持,结合新农村建设和乡村环境整治,大力发展秸秆气化、固化及炭化,使其不断向市场化、产业化的方向迈进,努力实现秸秆新能源对秸秆、薪柴直接燃用以及煤炭等化石能源的替代。

4 3 建立以秸秆深度开发利用为核心的秸秆资源产业化体系稳步推进以秸秆为原料的加工业发展:推广应用草浆清洁造纸技术,鼓励和扶持发展零排放秸秆造纸,切实解决草浆造纸的环境污染。

大力发展以秸秆为原料的建材、包装材料、餐具等产品生产,替代木材,减轻植被和森林的压力,积极发展秸秆制品加工业。

根据区域社会经济发展要求,在秸秆资源分布密度较高的地区,在优先保证农业生产系统内部和农村社会经济系统内部的秸秆利用需求的条件下,充分发挥秸秆发电在解决秸秆废弃问题上的积极作用,合理布局秸秆发电厂,大、中、小秸秆直燃发电、混燃发电、气化发电等多种秸秆发电方式相结合,发展绿色能源,有效地提高秸秆利用率和利用效率。