中国主要农作物秸秆资源能源化利用分析评价

该文应用不同的秸秆资源评价指标,通过文献分析和实地调查,对中国主要农作物秸秆资源进行了调查与评价。结果表明,2006年全国5种主要农作物秸秆的理论资源量为4.33亿t。其中,可能源化利用资源量约1.76亿t,呈"两高两低"的分布特点,即人均资源量"北高南低"、单位播种面积资源量"东高西低"。依据各区的秸秆资源分布特点,可将全国划分为重点开发利用区(东北区、蒙新区和华北区)、适度开发利用区(西南区、长江中下游区和华南区)、限制开发利用区(黄土高原区和青藏区),建议对各区采取不同的开发利用措施。     

黑龙江省农作物秸秆资源利用现状及中长期展望

黑龙江省农作物秸秆资源丰富,但各地区分布差异大。该文通过对黑龙江省农作物秸秆资源全面调查,研究了各地区的秸秆资源量及利用现状,并根据经济社会发展趋势对农作物秸秆资源量以及利用途径进行了中长期预测。结果表明,2007年黑龙江省农作物秸秆主要分布在哈尔滨、绥化、齐齐哈尔和佳木斯,占全省的73.8%,秸秆利用主要以家庭燃用为主。扣除家庭燃用、秸秆还田以及养畜等用途外,预测到2015年黑龙江省剩余秸秆资源量为315万t,2020年为511万t,并根据预测结果将黑龙江分为3个类型区,建议对各区采取不同的利用技术。     

农作物秸秆的生物处理技术

农作物秸秆是农业生产的副产品,也是一项重要的生物资源。联合国环境规划部署（UNPE）报道,世界上种植的各种谷物,每年可提供秸秆17亿吨,其中大部分未加工利用。我国是一个农业大国,各类农作物的秸秆资源非常丰富。据报道,我国各类农作物的秸秆年产量达7亿多吨,其中稻草为2．3亿吨,玉米秸秆2．2亿吨,豆类和秋杂粮作物的秸秆为1．0亿吨,花生和薯类藤蔓,甜菜叶等1．0亿吨,相当于北方草原年打草总量的50倍。由于直接利用这类饲料受到质地粗硬,营养价值差,消化利用率低的限制,因此只有很少一部分用作填料在草食动物中利用,多数秸秆被燃烧掉,使这一饲料资源造成了巨大的浪费。而我国发展草食动物,又决不能像新西兰那样,依靠大草原,走草原畜牧业的道路。虽然我国有占国土面积40％的大草原约几亿公顷,几乎是全国耕地面积的3倍,但由于近几年的过度放牧等掠夺性使用,使草原严重退化、沙化和盐碱化,     

18-1目录

【目的】 弄清中国秸秆资源数量及其养分资源量,旨在为充分利用秸秆资源、提高肥料利用率、实现化肥施用零增长和保障国家粮食安全提供科学依据。 【方法】 本研究以中国主要农作物水稻、小麦、玉米、大豆、马铃薯、花生和油菜为研究对象,通过查阅中国统计数据和公开发表的文献资料对2015年中国主要农作物秸秆数量及其养分资源量进行估算,同时对各地区不同作物最佳施肥量进行统计,分析秸秆不同比例还田下氮、磷、钾输入量分别占化肥用量百分比。 【结果】 2015年中国主要农作物秸秆资源量为71878.53万t,所含的氮 (N)、磷 (P₂O₅)、钾 (K₂O) 养分资源总量分别达到625.6、197.9、1159.5万t。秸秆养分资源量以水稻、小麦和玉米三大粮食作物最大,分别占养分资源总量的33.1%、14.5%和34.2%,其他作物以油菜秸秆养分数量最高,占7.6%。作物秸秆养分数量中以玉米氮和磷养分数量最高,分别占单质养分总量的37.4%(N) 和41.5% (P₂O₅);钾养分数量以水稻最高,占36.9% (K₂O)。秸秆总量华北和长江中下游地区较多,分别占全国总量的26.4%和26.2%。秸秆养分资源总量最高的为黑龙江省,其次为河南和山东,分别占全国秸秆养分资源总量的10.3%、9.5%和6.8%。中国2015年主要农作物播种面积为1.2亿hm2,产量为6.3亿t,作物理论N、P₂O₅和K₂O需求量分别为1445.9、546.4、1652.3万t。如果将秸秆全量还田,带入农田的平均养分量可高达N 54.4 kg/hm2、P₂O₅15.5 kg/hm2和K₂O 88.1 kg /hm2,相当于化肥用量的38.4% (N)、18.9% (P₂O₅) 和85.5% (K₂O)。 【结论】 中国农作物秸秆数量及其养分资源量巨大,依据地域秸秆特点,充分合理利用秸秆养分资源,是实现化肥减施增效的重要途径。      

汉中市农作物秸秆资源应用调查与评价

结合汉中市气候特点、农作物生产状况,在具有典型的县区选择典型村进行随机入户调查。通过对汉中市2009—2011年主要农作物秸秆深入系统的调查与评价,得出汉中农作物年平均播种面积42.26万hm2,年平均总产量312.71万t,年平均可利用秸秆资源量为199.59万t,预测在未来5~15年,每年平均有210万t秸秆资源可以利用。     

贵州独山县农作物秸秆资源调查与评价

结合独山县农业耕作习惯、气候特点、农作物生产状况,在具有典型的乡镇选择典型村进行随机入户调查。通过对该县2006—2008年主要农作物秸秆(水稻、玉米、油菜)进行深入系统地调查与评价,获得该县农作物秸秆平均年理论资源量为13.82万t,平均年可收集资源量为11.47万t,平均年可利用资源量为2.47万t。     

基于可收集的秸秆资源量估算及利用潜力分析

【目的】 准确估算秸秆资源量及其分布是秸秆综合利用的重要基础,秸秆资源量估算的不确定性主要在于草谷比和可收集系数的变异性。本研究基于江苏省区县尺度粮食产量数据,定量分析了江苏省主要粮食作物秸秆资源量及其不确定性,进而探讨了不同秸秆利用方式的温室气体减排潜力。 【方法】 按草谷比和秸秆可收集系数估算区县尺度粮食作物秸秆资源量和可收集资源量,分析了草谷比和可收集系数的变异性,探讨了秸秆资源量估算的不确定性来源,采用置信区间计算方法给出了江苏省作物秸秆资源量95%的置信区间。通过聚类分析与空间分析对秸秆资源量空间分布进行评价;最后基于情景分析方法对不同秸秆利用方式可能带来的环境效益进行计量。 【结果】 江苏省主要粮食作物草谷比和可收集系数存在较大变异,其变异系数分别为2.2%～16.7%和5.4%～18.9%。江苏省2014年水稻、小麦、玉米和大豆秸秆资源总量平均为3974万t (95%置信区间为3720～4227万t),而可收集秸秆资源量平均为3062万t (95%置信区间为2907～3217万t);其中,水稻、小麦、玉米和大豆秸秆资源可收集量分别占全省的53.2%、36.7%、7.9%和2.2%。江苏省粮食作物秸秆氮、磷、钾养分资源量分别为25.58万t (以N计)、3.51万t (以P₂O₅计)、46.22万t (以K₂O计),在空间分布上各养分资源均呈现北高南低的特征。未被利用 (焚烧和丢弃) 的秸秆相当于3.07万t氮肥 (以N计)、1.93万t磷肥 (以P₂O₅计)、15.76万t钾肥 (以K₂O计) 以及170.12万t标准煤。情景分析结果表明,如将未被利用秸秆进行秸秆还田、秸秆发电或热裂解炭化,可分别带来约36.2万t、230.18万t或381.16万t二氧化碳当量的减排潜力,相当于江苏省温室气体排放量的0.18%、1.13%或1.88%。 【结论】 作物草谷比和可收集系数的变异性是秸秆资源量估算不确定性的主要来源,发展区域特征的草谷比和可收集系数是未来秸秆资源评价研究的重要内容。江苏省粮食作物可收集秸秆资源较为丰富,但不同作物间可收集资源量存在较大差异。与其他利用方式相比,生物质热裂解具有更高的固碳减排潜力,是农业可持续秸秆资源利用的潜在途径。      

基于MODIS和天地图遥感数据的区域作物秸秆产量估算方法

乡镇是秸秆焚烧最直接责任主体,开展镇(乡)区域农作物秸秆产生量估算方法研究,可为镇(乡)区域秸秆资源规划和收储设施选址提供有效方法。该文以泗洪县车门乡为试验,研究利用MODIS卫星遥感影像时间序列数据和天地图免费遥感影像数据,建立区域秸秆资源量及其空间分布的估算方法。根据天地图选取样本田块,通过网站获取MODIS-EVI时间序列数据,确定作物类型-EVI参数判别准则;选取图像识别样本田块,以图像参数为判别变量做判别分析,确定作物类型-图像参数判别准则。基于以上方法,完成全乡秸秆资源面积和秸秆产生量估算。水稻秸秆资源量1.77万t,可收集水稻秸秆资源量1.27万t,小麦秸秆资源量2.78万t,可收集小麦秸秆资源量为1.51万t;通过实际调研得知,该地水稻秸秆实际资源发生量约为1.82万t,小麦秸秆实际资源发生量约为2.75万t,估算数据和实际数据的误差仅为2.7%和1.1%,证明了该方法可以较准确的估算实际值,而且方便易用,节约成本。     

主要农作物秸秆养分资源现状及其肥料替代潜力分析——以安徽省为例

安徽省农作物秸秆资源丰富,充分利用秸秆养分资源对于农田养分投入的合理分配具有重要意义。评估全省主要农作物秸秆还田当季有效养分替代化肥潜力,可为安徽省减肥增效提供科学依据。本研究以安徽种植面积较大的主要农作物水稻、小麦、玉米、大豆、花生和油菜为研究对象,通过查阅安徽省统计数据和公开发表的文献资料,对2017年安徽省主要农作物秸秆数量、秸秆还田率以及还田当季养分利用率进行估算,明晰了全省化肥减施潜力。结果表明:2017年安徽省主要农作物秸秆资源量为4 699.9万t,秸秆资源分布上呈北部和中部较多、南部最少的特征。秸秆养分资源总量为124.8万t,N、P_2O_5和K_2O分别为38.1万t、11.4万t和75.3万t,分别占全省主要农作物养分需求的40.1%、32.1%和68.9%。理论上,秸秆全量还田,且养分充分利用的情况下,秸秆养分替代化肥潜力大。但秸秆养分N、P_2O_5和K_2O当季利用率分别为38.9%、52.3%和69.9%,实际秸秆N、P_2O_5和K_2O养分还田量仅占主要农作物养分需求的15.6%、16.8%和48.2%,分别占农田养分总投入量的8.6%、6.4%和41.4%。通过秸秆还田,全省可减施化肥63.3万t,减施比例为19.8%, N、P_2O_5和K_2O减施比例分别为11.4%、17.2%、40.7%。进一步提高秸秆还田率和当季养分释放率,是推进全省化肥减施增效的有利手段。     

区域秸秆资源分布及全量化利用潜力分析

为进一步提高秸秆综合利用率,促进秸秆利用产业科学合理化,推动区域秸秆全量化利用,以湖南省为研究对象,对主要农作物秸秆资源量、人均秸秆占有量等进行了估算,明确了湖南省秸秆资源空间分布特征;同时结合湖南省秸秆利用竞争性需求量计算分析了全省秸秆全量化利用潜势。结果表明:2018年湖南省主要农作物秸秆理论和可收集资源量分别为4 021.7和3 039.1万t,主要以水稻秸秆为主,占比约65%;其次为油菜、蔬菜和玉米秸秆。不同农作物秸秆表现出不同的空间分布特征,水稻、油菜和蔬菜秸秆总体呈现自西向东、由南向北逐渐增加的趋势,而玉米秸秆则表现出相反的变化趋势。全省人均秸秆资源占有量仅为0.68 t,远低于全国平均水平。通过分析秸秆潜在利用途径,预测湖南省肥料化需求量为887.3万t,饲料化需求量为885.1万t,基料化需求量为83.2万t,原料化利用量为65.7万t;剩余秸秆可能源化利用量为1 117.9万t。结合目前湖南省秸秆资源利用结构,全省实现秸秆全量化利用的总体趋势应为在保持基料化和原料化利用的基础上,适当减少肥料化,提高饲料化和能源化利用比率。     

郑州市农业废弃物有机质资源量估算及利用分析

从资源利用角度,在调查的基础上,结合国内外有关研究,确定郑州市秸秆及畜禽粪便估算方法和各种估算参数,估算了郑州市农业废弃物及其有机质资源量,并对郑州市耕地土壤有机质需求量进行计算,分析供需平衡。结果表明,2008年郑州市作物秸秆资源量2003107t,畜禽粪便5373109t,两者共可提供有机质2458405t;郑州市耕地土壤有机质需求量为2415188t,供需基本平衡。     

中国农作物秸秆资源及其利用现状

作物秸秆是农作物生产系统中一项重要的生物质资源。中国是世界上秸秆资源最为丰富的国家之一。论文详细论述了中国农作物秸秆的资源量和分布，介绍了其作为工业造纸原料、畜牧饲料、造肥还田以及农村生活能源的利用现状和秸秆综合利用新技术。     

水稻秸秆在大棚马铃薯种植中的应用初探

农作物秸秆中富含有机质、钾、氮、磷等诸多营养成分,是我国还未被充分利用起来的一种农产品资源。我国每年会有将近6亿吨的秸秆,但是能够被充分利用起来的却不到2 000万t,约有97%的秸秆被遗弃、堆积或焚烧,不仅浪费了资源,而且还会对环境造成极大污染。对水稻秸秆在大棚马铃薯种植中的应用进行分析,旨在为稻草秸秆的利用提供新思路。     

中国草食牲畜发展战略

未来30年,中国人口15亿时,人口增加需要增加口粮0.4亿t;按现在肉食品生产水平和生产方式发展,届时中国至少需要增加猪肉禽肉蛋生产0.12亿t,需要增加饲料粮0.31亿t,总体增加0.71亿t,加之奶生产增加所需增加的饲料粮,粮食总生产需要达到5.71亿t以上,这是很难实现的目标。改变肉食品生产方式,即减少猪肉生产增加牛羊肉生产,具有节约300亿kg粮食的潜力;提高草食牲畜饲料转化率至5%~6%,并将多生产的牛羊肉替换猪肉生产,具有节约粮食200亿kg的潜力,两项合计可以节约粮食500亿kg。本文分析了发展节粮型草地畜牧业,节约粮食消耗,并保证肉品供应的途径,提出奶类生产通过发展1亿只奶山羊替换1670万头奶牛,以解决农村人口喝奶问题,实现全国奶生产消费与现今世界水平持平的目标。为实现草食牲畜生产增加2倍的目标,需要充分挖掘作物秸秆资源及南方冬闲田、疏林地、草原区的隐域生境等土地资源,同时提高草地和上述资源的优化利用效率;大力发展豆科牧草资源,解决中国粗饲料蛋白含量不足以及调整牲畜分布格局也是关键问题。     

我国“耕地农业”应向“粮草兼顾”转型

近30年来我国人均直接消费的粮食从1986年的207kg降到2010年的148kg,降幅为28.5％,但间接消费的粮食却大幅增长,如饲料用粮.这说明,我国居民的饮食结构发生了深刻变化.据科学估算,中长期内我国城乡居民的口粮需求约为2亿t“食物当量”,而家畜饲料需求则为5亿吨“食物当量”.为保障13亿人口大国的食物安全,中国工程院任继周、李文华、张子仪等九位院士近日联名倡议我国 “耕地农业”应向“粮草兼顾”转型.     

我国主要粮食作物秸秆钾养分资源量及还田替代钾肥潜力

  【目的】  粮食作物秸秆中钾养分含量及其还田后的当季释放率均较高,调查我国主要粮食作物秸秆钾养分资源量,为秸秆还田条件下农田钾素养分管理提供科学依据。  【方法】  基于最新统计数据和文献资料,采用草谷比法估算了我国不同省份和农区主要粮食作物秸秆的钾养分资源量,及其在还田条件下的钾肥替代潜力。  【结果】  2015—2017年在我国主要粮食作物种植区域,水稻、小麦和玉米秸秆的年均产量分别为23212万t、17083万t和39918万t,三大粮食作物秸秆主要分布于华北、长江中下游和东北农区,分别占全国总量的33.6%、25.4%和22.8%。水稻、小麦和玉米秸秆可以提供的年均钾养分资源量分别为529万t、216万t和568万t,长江中下游、华北和东北农区三大粮食作物秸秆钾养分资源量居于全国前列,分别占全国总量的30.4%、28.2%和22.0%。各省单位耕地面积水稻秸秆还田当季可提供的钾养分量均较高,为K₂O 115.0～209.5 kg/hm2。小麦秸秆还田替代钾肥潜力较大的省份有河南、河北、山东、安徽和江苏,占全国小麦总播种面积的71.1%,钾肥替代潜力为K₂O 82.3～97.1 kg/hm2。对玉米秸秆还田来说,其钾肥替代潜力为K₂O 67.2～170.7 kg/hm2。从全国范围来看,单位耕地面积水稻、小麦和玉米秸秆还田当季可提供钾养分量分别为 K₂O 152.6、82.4和124.4 kg/hm2。  【结论】  我国水稻、小麦和玉米秸秆还田当季可提供的钾养分量分别为K₂O 449万t、193万t和479万t。我国单位耕地面积水稻、小麦和玉米秸秆还田当季的钾肥替代潜力分别为K₂O 152.6、82.4和124.4 kg/hm2,充分利用秸秆资源,可基本满足我国粮食作物生产的钾素需求,维持土壤钾素平衡。     

我国有机废弃物资源总量及养分利用潜力

【目的】我国有机废弃物产量巨大,理清我国有机废弃物总量及其养分资源量,有助于实现有机废弃物中养分资源的充分利用,对保障化肥使用量零增长和国家粮食安全具有重大意义。【方法】以我国2009—2019年间典型有机废弃物(秸秆、畜禽粪便、农村人粪尿、污泥和生活有机垃圾)的年产量为研究对象,通过查阅我国统计数据和公开发表的文献资料,对近10年我国有机废弃物总量及其养分资源量进行估算,分析有机废弃物利用潜力。【结果】2009—2019年有机废弃物资源量和养分总量相对稳定,平均有机废弃物总量(干重)为12.9亿t,平均养分含量(N、P₂O₅、K₂O)为4537.9万t。2019年废弃物资源量达13.11亿t (干重),相比2009年增加7.1%;养分总量达到4503.5万t,相比2009年增加3.0%。2019年有机废弃物全量还田可以输入氮(N)约1653.3万t、磷(P₂O₅)约799.6万t、钾(K₂O)约2050.6万t,分别占作物养分需求量的71.8%、75.9...     

中国作物秸秆养分资源数量估算及其利用状况

基于统计数据、农户调研数据以及公开发表的文献资料中的数据,估算了2006年中国作物秸秆及其养分资源数量,并且对其利用状况进行了详细的分析。结果表明,2006年中国作物秸秆资源数量超过7.6亿t,其中,作物秸秆氮、磷（P2O5）、钾（K2O）养分资源数量分别达到776万t、249万t、1 342万t。从作物秸秆去向来看,作物秸秆还田、秸秆饲用、秸秆燃烧以及其他去向所占比例分别为24.3%、29.9%、35.3%和10.5%。从不同利用方式下作物秸秆养分还田情况来看,2006年中国作物秸秆氮、磷（P2O5）、钾（K2O）养分还田量分别达到304.6万t、175.6万t、966.7万t,占秸秆养分资源量的比例分别为39.3%、70.5%和72.0%,这表明秸秆还田比例及其养分还田比例仍然有很大的提升空间。     

我国有机肥料资源及利用

本文对近30多年来我国有机肥料资源与利用资料进行了统计概算，分析了我国有机肥料基础资源量估算结果不一致的原因。统计结果表明，当前我国有机肥料基础资源每年约57亿t实物量，其中畜禽粪尿约38亿t (鲜)，人粪尿约8亿t (鲜)，秸秆约10亿t (风干)，绿肥约1亿t (鲜)，饼肥约0.2亿t (风干)。折合N约3000万t、P₂O₅约1300万t和K₂O约3000万t，N+P₂O₅+K₂O养分总量约7300万t。然而，我国有机肥料资源利用率较低，主要原因包括社会、经济、政策、技术及推广等多方面。有机肥料资源收集、贮存和加工过程中养分损失严重，不仅导致其利用率低，也成为农业源环境污染的根源。发展种养结合循环农业，加强有机肥料资源收集、加工和施用各个环节的技术开发和相关设施的标准化建设是目前解决其利用问题的关键。坚持政府补助的优惠鼓励政策，推行市场主体参与运行管理，建立有机肥料资源收集、加工和利用的完整产业与利益链条是有机肥料资源化高效利用的社会、经济和政策保障。     

粮食安全的挑战与应对

农业是国民经济发展的基础,粮食是基础的基础,因此粮食生产是关系到国家生存与发展的一个永恒的主题。2013年,我国粮食出现了＂十连增＂,但＂十连增＂的背后,掩藏着粮食安全的危机,中央将粮食安全上升到国家战略,可以说是切中时弊。1粮食＂十年增＂的性质当前,我国粮食生产表面风光的背后,暗藏着危机,主要有如下特点：一是恢复性。当前的粮食增产,一半是在恢复产能,一半才能算得上增产。实际上,我国早在20世纪80～90年代,粮食已经达到4亿t。1984年,中国粮食产量历史性达到了4.073 2亿t;1991～1994年这4年粮食产量在4。3亿～4．4525亿t之间徘徊：1995年和1996年粮食生产快速发展;1996年总产达5．0453亿t;到1999年,我国粮食仍保持在5亿t的水平。但是从2000～2003年。我国粮食出现了改革开放以来最为严重的一次大减产。