贵州主要农作物秸秆资源分布及综合利用现状

贵州主要农作物秸秆资源分布及综合利用现状
张雅蓉;李渝;蒋太明;张文安
【摘要】为深入了解目前贵州农作物秸秆资源分布特征及其资源化利用情况,基于《贵州统计年鉴》(2004-2013年)及实地调查数据,对近几年贵州播种面积较大且秸秆系数较大的农作物(水稻、玉米、油菜和烤烟)秸秆资源分布及利用现状进行调查统计.结果表明:1)全省以水稻和玉米播种面积最大,各市州4类农作物播种总面积以遵义市最大,达488.04 khm2;六盘水市最低,仅为95.78 khm2.2)全省以水稻和玉米秸秆产量最大,油菜和烤烟次之,2003-2012年水稻秸秆量有明显下降趋势,产量为300～480万t;玉米秸秆产量呈先增加后降低趋势,2010年全省玉米秸秆产量最大,达382.20万t;油菜秸秆量除少数年份低于200万t,其余年份均在200～260万t波动;烤烟秸秆量也逐年增加,2008年最高达34.69万t.3)全省秸秆分布最多市州为遵义市、毕节地区、黔南州、铜仁地区、黔东南州和黔西南州,其中,遵义市年均秸秆产量最高(259.30万t),贵阳市和六盘水市最低(分别为62.39万t和60.44万t).
【期刊名称】《贵州农业科学》
【年(卷),期】2015(043)008
【总页数】6页(P262-267)
【关键词】农作物秸秆;资源化利用;资源分布;贵州
【作者】张雅蓉;李渝;蒋太明;张文安
【作者单位】贵州省农业资源与环境研究所,贵州贵阳550006;农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站,贵州贵阳550006;贵州省农业资源与环境研究所,贵
州贵阳550006;农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站,贵州贵阳550006;农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站,贵州贵阳550006;贵州
省农业科学院,贵州贵阳550006;贵州省农业资源与环境研究所,贵州贵阳550006;
农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站,贵州贵阳550006
【正文语种】中文
【中图分类】S39;X712
中国是传统的农业大国，据统计，每年产生超过8亿t的秸秆资源[1]，随着工农
业发展及人口的增长，这些废弃物仍以年均5%～10%的速度增加[2]。

秸秆资源
是农业生产过程中产生量较大的副产品，又是可利用且用途较广的资源。

历史上，对作物秸秆的管理开始于1970年[3]。

目前，我国用作生活燃料的秸秆占总量的20%，15%左右用作家畜饲料，2%～3%用于工业，15%用作肥料直接还田，废
弃和露天焚烧33%(约有2.15亿t)，利用潜力巨大[4-6]。

秸秆中含有大量有益成分，平均含有机质15%，碳44.22%、氮0.62%、磷0.25%、钾1.44%及钙、镁、硫等农作物生长所需营养元素；秸秆因含碳水化合物、蛋白质、脂肪、木质素及醇、醛、酮类等物质，也被用作动物饲料，减少饲养成本、增加收益。

据统计，1 t秸
秆用作饲料可生产312 kg肉或280 kg奶；若经充分燃烧，秸秆也是一种清洁可
再生能源，1 t秸秆可产生350 m3沼气，减少CO2释放1 500 kg[7-8]。

农业废弃物资源化利用是世界各国关注的重大课题，国际上普遍重视利用先进技术提高农业废弃物肥料化、饲料化、能源化、基质化及工业化水平，以实现消除污染、改善生态环境、促进农业可持续发展的目的[9-10]。

近年来，我国整体秸秆利用技术发展较快，实现秸秆资源化利用是农业可持续发展的战略要求。

贵州是传统农业省，地处云贵高原东部，是典型山区省份，立体农业气候特点突出，水热条件丰富，适宜多种作物生长。

据统计，该省常年作物种植面积约450万
hm2，年产秸秆1 500万t左右，秸秆资源丰富[11]。

但长期以来，秸秆资源利用多以就地焚烧、直接还田、烧火做饭、燃烧取暖、饲养牲畜等较粗放方式为主，缺乏合理资源化利用手段，严重制约了贵州经济发展及农田生态系统的建设。

了解贵州省农作物秸秆资源现阶段利用状况，对于节约资源、保护环境、实现农业可持续发展具有重要意义。

为此，笔者以贵州省主要农作物秸秆资源和其利用现状为对象，分析秸秆资源化过程中存在的问题，并结合贵州特点，探讨农作物秸秆资源化利用途径，为合理利用农作物秸秆资源、促进经济发展、推进农业可持续发展及生态文明建设作出贡献。

贵州省作物产量、种植面积数据来自《贵州统计年鉴》[12]，各市州作物产量数据来自各市州《统计年鉴》[13-21]。

选取2004—2013年贵州省主要农作物(在文
中指播种面积较大且秸秆系数较高农作物)数据，该数据给出2003—2012近10
年贵州省主要农作物种植面积及年度产量数据，试验统计的粮食作物主要是玉米和水稻，经济作物为烤烟和油菜。

秸秆资源数量通常是通过草谷比(作物秸秆产量与农作物经济产量之间的比值)计算得到，也称作秸秆系数法，是一种国际通用且较为科学合理的统计方法[22-23]。

在已知作物经济产量和作物秸秆系数的前提下，可依据公式：W5=Wp×SG进行
田间作物秸秆产量的估算[24]，其中，W5为农作物秸秆产量(t)，Wp为农作物经济产量(t)，SG为秸秆系数。

农作物田间秸秆产量的估算，主要决定于作物秸秆系数的取值，同一作物的秸秆系数数值差异较大，导致估算结果之间的可比性较差，从而无法明确田间实际作物秸秆产量。

为此，谢光辉等[25]于2010年通过查阅2006—2010年大田试验研究原创性论文，得出中国大陆地区粮食主产省、市、
自治区的秸秆系数，其中，贵州省主要农作物秸秆系数如表1。

2.2 贵州主要农作物秸秆资源量及结构组成
2.2.1 秸秆产量由贵州省2003—2012年近10年各主要农作物秸秆产量及其变化情况可知(图2)：水稻秸秆产量波动幅度较小为300万～480万t，且有缓慢下降
趋势，这与近几年水稻播种面积和水稻产量降低有关，2004年贵州水稻播种面积716.51 khm2，产量477.01万t，秸秆产量也达最大；玉米秸秆产量呈先增加后
减少，在220万～390万t间波动，在2005—2010年，玉米秸秆产量大幅度增加，2010年全省玉米秸秆产量高达382.20万t；油菜秸秆量波动较明显，但除2010年和2008年油菜秸秆量低于200万t，其他年份秸秆产生量在200万～260万t；烤烟秸秆量逐年增加，2003—2012年烤烟秸秆产生量在26万～35万t，其中，2003年秸秆产量最低为26.42万t，2008年最高值为34.69万t。

综上，近几年，全省水稻秸秆产量下降，玉米、油菜秸秆产量较稳定，烤烟秸秆产量呈明显上升趋势，且以水稻秸秆和玉米秸秆产量最多。

因此，今后可将水稻秸秆、玉米秸秆及油菜秸秆作为秸秆资源利用整治重点对象。

图2 2003—2012年贵州省主要农作物秸秆产量Fig.2 Straw yield of main crops in Guizhou during 2003-2012
2.2.2 秸秆比例及分布结合贵州省主要农作物秸秆产量，并基于各市(州)2004—2013年《统计年鉴》农作物产量数据，进一步对各市(州)主要年份水稻、玉米、
油菜及烤烟秸秆产量及分布进行分析(图3)。

总体来看，各市州水稻和玉米秸秆量
占秸秆总量较大比例，二者占总量的65%～90%，而油菜和烤烟为10%～35%，可见，相比油菜和烤烟，贵州省秸秆资源主要来源于水稻和玉米。

近年来，贵阳市水稻、玉米、油菜及烤烟秸秆平均产量分别为25.99万t、17.04
万t、17.54万t和1.82万t，分别占总量的42%、27%、28%和3%，该市秸秆主要来源为水稻、玉米和油菜。

六盘水市秸秆总量较其他市州少(60.44万t)，其中，玉米秸秆产量较高，年均达44.22万t，占总量的73%；水稻占22%；其余
占5%。

六盘水市秸秆以玉米秸秆为主，水稻次之。

遵义市年均秸秆总量最高，达
259.30万t，其中，水稻秸秆年均达105.06万t，占41%，是全省水稻秸秆产量最高区；油菜75.31万t，占29%；玉米70.22万t，占27%；其余为烤烟。

该
市秸秆资源以水稻、玉米和油菜为主。

安顺市4种主要农作物秸秆总量82.75万t，同样以水稻(49%)、玉米(26%)和油菜(24%)为主。

铜仁地区也以水稻(44%)、玉米(33%)、油菜(21%)为主，烤烟仅占2%。

黔西南州以玉米(55%)、水稻(35%)为主，油菜(7%)和烤烟(3%)较少。

毕节地区秸秆总量也较高，年均总量161.16万t，仅次于遵义市，其中，玉米秸秆占比例最高(58%)，也是全省玉米秸秆产量最高区，水稻20%，油菜18%，烤烟5%。

黔东南州水稻秸秆占该市主要农作物总秸秆量
的70%，玉米(14%)、油菜(15%)和烤烟(1%)均较少。

黔南州年均秸秆总量也较高，达136.64万t，其中，水稻53%，玉米28%，油菜18%，烤烟2%。

注：数据来源于各市州2004—2013年《统计年鉴》，图中比例为多年平均值。

Note: The data are from Statistical Yearbook during 2004-2013. Proportion is annual average value.图3 贵州省各市州2003—2012年主要农作物秸秆产
量及组成Fig.3 Straw yield and composition of main crops of different cities (prefecture) in Guizhou during 2003-2013
综上可知，全省各市(州)按水稻秸秆产量依次为遵义市>黔东南州>黔南州>铜仁地区>安顺市>黔西南州>毕节地区>贵阳市>六盘水市，玉米秸秆为毕节地区>遵义市>黔西南州>六盘水市>铜仁地区>黔南州>安顺市>贵阳市>黔东南州，油菜秸
秆为遵义市>毕节地区>铜仁地区>黔南州>安顺市>黔东南州>贵阳市>黔西南州>六盘水市，烤烟秸秆为遵义市>毕节地区>铜仁地区>黔西南州>黔南州>贵阳市>
黔东南州>六盘水市>安顺市。

因此，全省秸秆分布最多的市州主要是遵义市、毕
节地区、黔南州、铜仁地区、黔东南州和黔西南州(统计作物年均秸秆总量均>100万t)，相比而言，安顺市、贵阳市和六盘水市较少(50万t<统计作物年均秸秆总
量<100万t)，其中，以遵义市年均秸秆产量最高，六盘水市最低。

3 贵州省秸秆主要利用方式及存在问题
3.1 利用方式
贵州省水稻、玉米、油菜等农作物秸秆资源非常丰富，在全省秸秆总量中占有相当大的比例，秸秆资源利用是增加经济收入和发展全省生态农业的关键。

据调查统计，目前全省秸秆分布较多地区的秸秆利用方式主要有以下几种。

首先，秸秆用作肥料。

水稻、玉米秸秆产量与其经济产量近乎一致，其中含有丰富的氮、磷、钾和微量元素，是具有利用价值的高效肥料。

谭克均等[26]调查发现，贵州省直接还田的玉米秸秆占总玉米秸秆的4%，堆沤还田占5%，过腹还田占81%，烧灰还田占10%；有研究显示，油菜每生产100 kg菜籽，会生成130 kg 落叶、3 kg落花和250 kg根系残茬，折算为肥料，相当于10.9～12.0 kg纯N、6.0～7.8 kg P2O5和8.5～12.7 kg K2O，相当于约1800 kg紫云英中有机质含量，其可以发挥良好的用地养地作用[27]。

贵州秸秆用作肥料还田主要有4种方式：直接还田、过腹还田、堆沤还田和烧灰还田[28]。

综合来看，过腹还田和直接还田秸秆占比例较高，堆沤还田和烧灰还田因对秸秆的原始成分影响较大，秸秆的利用率不高，且易造成环境污染，对农业和经济发展不利而应尽量减少。

其次，秸秆用作饲料。

秸秆中因含有大量粗纤维(30%～45%)、粗蛋白(4.2%～
6.3%)、粗脂肪等可被畜禽吸收利用的营养成分而常用作饲料，同时，饲喂秸秆的畜禽排泄物也是天然有机肥。

目前贵州用作饲料的秸秆主要有玉米秸秆和水稻秸秆，收获后直接饲喂牛、羊、马等牲畜，也有少数通过氨化等处理提高吸收率和采食量，青贮秸秆作为冬季补充饲料也较为普遍；油菜秸秆和烟草秸秆由于适口性较差一般不作为饲料。

再次，秸秆也被直接或间接地用作能源原料。

据统计，农村秸秆供能占农村生活用能的30%～35%[29]。

主要方式有秸秆直燃、秸秆固化气化及秸秆发酵制沼气，
以秸秆直燃较多。

直燃效率较低，只有12%～15%，秸秆气化、成型燃料等技术
的秸秆燃烧值比直燃提高2倍和3～4倍[23,30-32]。

用作燃料的秸秆主要有麦秆、玉米秆、高粱秆、油菜秸秆及烤烟秸秆等，其中，烤烟秸秆含碳量高，是较好的燃料。

秸秆燃烧后的灰分中也含有大量的钾素，是很好的钾肥。

毕节地区将玉米秸秆、玉米芯、油菜秸秆、水稻秸秆及麦秆等资源经过气化炉热解、反应后，转化成为一氧化碳、氢气、甲烷等可燃性气体，能量充分转移且燃烧后无污染气体和粉尘生成，是可在贵州大面积推广的清洁利用方式。

随着农村城镇化的发展，秸秆通过无氧发酵生成沼气在贵州推广较为成功，用来供热，既清洁环保，又可供给多方面能量，其不仅解决了畜禽粪便原料的不足，也为规模化沼气发展提供了广阔机遇。

最后，还有部分秸秆用于食品业、工业等。

基于贵州气候特点，野生菌资源较丰富，近年来，采用农作物秸秆作为菌类培养基也为农业经济增收作出了巨大贡献。

作物秸秆中含有食用菌生长所需碳、氮、矿物质等营养元素，通过将秸秆粉碎，加入添加剂，灭菌后，可用作生产平菇、金针菇、猴头菇等食用菌类，使秸秆中生物质能得到充分有效利用，据统计，1 kg秸秆可以提供1 kg食用菌所需生物质能，生物转化率达到100%[7,28]。

还有少部分作物秸秆被用作造纸工业、建筑装饰工业、食品工业、编织业等，也是较好的资源利用途径。

3.2 存在问题
由于经济条件和观念、政策等的影响，贵州秸秆资源利用仍然存在较多问题。

首先，大部分秸秆资源被荒烧和遗弃，造成资源浪费的同时，秸秆燃烧时产生一氧化碳、粉尘、浓烟等增加环境负担，破坏农田生态系统，影响土壤质量和肥力，降低经济产量。

其次，秸秆作为肥料直接还田时，因机械相对落后导致粉碎不够彻底，影响耕作、秸秆分解及养分运移，加上农户为抢农时，将前茬作物秸秆就地焚烧，加重了环境负担，同时降低秸秆资源利用率；且较多农户将秸秆大面积粗放还田，任其自然分解，严重影响土壤质量，从而降低产量。

有研究显示，玉米秸秆作为有机肥
料施用不能过密，应施入当年生产量的30%～50%，且应配合无机肥料施用，以
促进增产[26]。

再次，大多数地区由于对秸秆前处理较少，适口性差，畜禽消化率低，采食量低，导致秸秆饲料化利用率较低。

此外，贵州是山区省份，偏远山区普遍利用农作物秸秆作燃料，环境污染、资源浪费的同时，也造成秸秆还田量不足[33]。

最后，由于宣传力度、经济条件等的影响，秸秆资源工业化水平较低，产业链尚未大范围形成。

4 展望
近年来，秸秆资源化利用研究较为广泛，其涉及农业科学、环境科学与经济科学等不同领域，因而存在较多问题。

《“十二五”农作物秸秆综合利用实施方案》中明确了五个秸秆重点利用领域，即：秸秆肥料化利用、秸秆饲料化利用、秸秆基料化利用、秸秆原料化利用和秸秆燃料化利用。

总体上看，贵州玉米和水稻播种面积较大，且遵义市、毕节市、黔南州、铜仁市、黔东南州及黔西南州作物秸秆产量较高，贵阳市、安顺市和六盘水市较少，今后可重点发展产量较高市、州秸秆资源，通过积极宣传引导、增加经济投入、多渠道推广先进技术、建立试验示范点等积极有效措施，真正实现以秸秆资源化利用带动地区经济发展，建立可持续发展型生态农业。

鉴于此，贵州在相关部门做好农村宣传引导、加大经济投入力度、制定健全相关法律法规之外，首先，可依据相应行业标准，利用多种秸秆资源、畜禽粪便等生产有机肥、有机-无机复混肥等商品肥料，
在提升秸秆资源化利用率，真正实现用地养地双赢同时，又可开拓市场，增加收入，调动农民积极性；其次，秸秆作为饲料，可通过青贮、微贮、氢化酶解、高强度冷压等处理，分解木质素、降低粗纤维含量，增强适口性，提高消化率，达到高效利用秸秆的目的；第三，进一步扩大秸秆作为食用菌基质和作为畜禽发酵床的应用；第四，结合贵州省地形、气候、农业生产、经济发展等条件，分类合理利用秸秆资源，提升秸秆原料化利用率。

正如中国热带果树研究所将香蕉产生的香蕉花、茎秆、
残次果等废弃物按其价值和功能不同分别应用到医药、食品、工业等多个产业，即节约资源，实现经济价值，同时避免废弃物对环境的污染。

贵州亦可根据地区特色产业，尤其是龙头大规模产业，细化不同农业废弃物可实现和可利用价值，分别应用于造纸业、糖业、建材等产业，进而推动经济和生态农业健康稳定发展；最后，可逐步利用较为先进的固化成型技术、液化制生物油技术、厌氧干发酵制沼气技术及发酵制乙醇等秸秆燃料化技术扩大领域，真正实现秸秆资源化利用[6,33-41]。

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(责任编辑：刘忠丽)
Distribution and Comprehensive Utilization of Straw Resources of Main Crops in Guizhou
ZHANG Yarong1,2, LI Yu1,2, JIANG Taiming2,3*, ZHAMG Wen’an1,2 (1.Guizhou Institute of Agricultural Resources and Environment, Guiyang, Guizhou 550006; 2.Guizhou Scientific Observation and Experimental Station of Arable Land Conservation and Agricultural Environment, Ministry of Agriculture, Guiyang, Guizhou 550006; 3.Guizhou Academy of Agricultural Sciences, Guiyang, Guizhou 550006, China)
Abstract：The distribution and utilization of straw resources of main crops (rice, corn, rapeseed and tobacco) with large sowing area and higher straw coefficient were analyzed based on the data from GuizhouStatistical Yearbook(2004-2013) and field survey data to understand the distribution characteristics and resource utilization conditi on of main crops’straw resources in Guizhou. The results show that: 1) the sowing area of rice and corn is the maximum in Guizhou. The maximum and minimum sowing area of four main crops is Zunyi City (488.04 khm2) and Liupanshui City (95.78 khm2); 2) the straw yield of rice and corn is the highest, followed by rapeseed and tobacco. The rice straw yield with 3.00～4.80 millions t shows
an obvious declining trend during 2003-2012. The corn straw yield represents a first increase and then declining trend and is the highest (3.8220 millions) t in 2010. The rapeseed straw yield is 2.00～2.60 millions t during 2003-2012 except for below 2.00 millions t in some years. The tobacco straw yield gradually increases year by year and the maximum yield is up to 0.346 9 million t in 2008. 3)the rank of straw distribution is Zunyi City, Bijie Prefecture, Qiannan Prefecture, Tongren Prefecture, Qiandongnan Prefecture, Guiyang City and Liupanshui City. The annual average straw yield in Zunyi City reaches 2.593 0 millions t but the annual average straw yield in Guiyang City and Liupanshui City is 0.623 9 million t and 0.6044 million t respectively.
Key words：crops straw; resource utilization; resource distribution; Guizhou
[收稿日期] 2015-05-15； 2015-07-06修回
[基金项目] 贵州省科技计划项目“贵州山区农作物秸秆用途创新与示范”[黔科合NY字(2010)3075]；“贵州省农业资源高效利用技术创新平台建设” [黔科条中补地(2012)4003]
[作者简介] 张雅蓉(1988-)，女，研究实习员，硕士，从事土壤环境质量方面研究。

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*通讯作者：蒋太明(1964-)，男，研究员，博士，从事农业资源利用方面研究。

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[文章编号] 1001-3601(2015)08-0469-0262-06
[中图分类号] S39； X712
[文献标识码]A
2.2.2 秸秆比例及分布结合贵州省主要农作物秸秆产量，并基于各市(州)2004—2013年《统计年鉴》农作物产量数据，进一步对各市(州)主要年份水稻、玉米、
油菜及烤烟秸秆产量及分布进行分析(图3)。

总体来看，各市州水稻和玉米秸秆量
占秸秆总量较大比例，二者占总量的65%～90%，而油菜和烤烟为10%～35%，可见，相比油菜和烤烟，贵州省秸秆资源主要来源于水稻和玉米。

近年来，贵阳市水稻、玉米、油菜及烤烟秸秆平均产量分别为25.99万t、17.04
万t、17.54万t和1.82万t，分别占总量的42%、27%、28%和3%，该市秸秆主要来源为水稻、玉米和油菜。

六盘水市秸秆总量较其他市州少(60.44万t)，其中，玉米秸秆产量较高，年均达44.22万t，占总量的73%；水稻占22%；其余
占5%。

六盘水市秸秆以玉米秸秆为主，水稻次之。

遵义市年均秸秆总量最高，达259.30万t，其中，水稻秸秆年均达105.06万t，占41%，是全省水稻秸秆产量最高区；油菜75.31万t，占29%；玉米70.22万t，占27%；其余为烤烟。

该
市秸秆资源以水稻、玉米和油菜为主。

安顺市4种主要农作物秸秆总量82.75万t，同样以水稻(49%)、玉米(26%)和油菜(24%)为主。

铜仁地区也以水稻(44%)、玉米(33%)、油菜(21%)为主，烤烟仅占2%。

黔西南州以玉米(55%)、水稻(35%)为主，油菜(7%)和烤烟(3%)较少。

毕节地区秸秆总量也较高，年均总量161.16万t，仅次于遵义市，其中，玉米秸秆占比例最高(58%)，也是全省玉米秸秆产量最高区，水稻20%，油菜18%，烤烟5%。

黔东南州水稻秸秆占该市主要农作物总秸秆量
的70%，玉米(14%)、油菜(15%)和烤烟(1%)均较少。

黔南州年均秸秆总量也较高，达136.64万t，其中，水稻53%，玉米28%，油菜18%，烤烟2%。

综上可知，全省各市(州)按水稻秸秆产量依次为遵义市>黔东南州>黔南州>铜仁地区>安顺市>黔西南州>毕节地区>贵阳市>六盘水市，玉米秸秆为毕节地区>遵义市>黔西南州>六盘水市>铜仁地区>黔南州>安顺市>贵阳市>黔东南州，油菜秸。