Investigation of Straw Yield and Utilization Status and Analysis of Difficulty in Prohibition Straw Burning:A Case Study in A Township in Jiangsu Province, China

Abstract

以江苏省某乡镇为对象,开展了农作物秸秆产生量、秸秆利用状况、农民处理秸秆方式的调查研究。结果表明,秸秆收集利用量占秸秆产生总量的比例不足25%,50%以上农户产生的秸秆得不到有效利用

农业从业者综合素质相对较低、技术普及不到位、作物收种时间重叠、效益驱动不足、秸秆利用机制不健全是秸秆禁烧和利用面临的主要问题。针对主要问题,从科技支撑、有效组织、政策引导、农机农艺、宣传培训等方面提出了合理的建议。

To better utilize crop straw, the study collected the initial data through the questionnaire and field survey among farmers in a town-ship, Suqian City, Jiangsu Province. The distribution pattern, total yield and utilization status of crops straw were analyzed. The results showed that the collected straw amount constituted a quaver of the total straw yield. More than 50% farmers did not utilize the crop straw effectively.The main difficulties of comprehensive utilization and prohibition straw burning attributed to lower comprehensive quality of farmer workers,less technology popularity, season contradiction between crops harvest and planting, inadequate benefit drive and the unsound mechanism of straw utilization. At last, in order to solve these existing problems, several countermeasures including science and technology supposing, ef-festive organization, policy guidance, agricultural machinery and agronomy, publicity and training were put forward.

中国是一个农业大国，近年来随着粮食总产量的 稳步提升，其副产品秸秆产生量也随之增加。农作物秸 秆是一种重要的生物自然资源，含有大量的营养元 素，合理还田可显著提高土壤肥力^[1]，同时还可以广泛 地用作燃料、饲料、工业原料、食用菌基质等^{[2, 3]}。但随着 农村劳动力的转移、能源消费结构的改善，农业生产 方式和农村生活习惯的转变，农作物秸秆出现了大量 剩余，相当一部分被随意丢弃或就地焚烧，不仅浪 费了资源，由此而造成的大气污染、水体污染、安全 隐患、耕地质量下降、危及人身安全等问题也日益突 出^{[4, 5]}。作物收获后秸秆的禁烧与处理已成为政府关 心、社会关注的难点和热点。国家有关部委联合印发 了《秸秆禁烧和综合利用管理办法》，各级地方政府的 《工作意见》和《地方性法规》对秸秆资源化利用也进 行了行政性推动，不同研究者对秸秆综合利用技术推 广的制约因素进行了深入的调查研究，也相应地提出 了一系列的对策建议^{[6, 7, 8]}。但由于秸秆资源数量庞大、 产生时间集中、经济价值相对较低以及利用技术有待完善等诸多原因，秸秆综合利用体系尚未真正形成。 本文以江苏省宿迁市某乡镇为对象，开展了农作物生 产布局、秸秆产生量、秸秆利用状况、农民处理秸秆的 意愿的调查研究，系统分析了秸秆禁烧、利用难点，以 期为政府决策提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域

以江苏省宿迁市某乡为研究对象，乡镇总面积 84.4 km²，其中耕地面积4 866.7 hm²；下辖8 个行政 村，7 270 户，总人口28 466 人，其中农业人口24 464 人。乡镇全年生产总值为35 867 万元，其中农业总产 值10 150 万元，人均纯收入6 198 元。

土壤类型为沙姜黑土属岗黑土，土壤质地粘重。 气候属北亚热带和北暖温带季风气候区，年均气温 15.1℃，年日照时数2 206.2 h，年降雨量960.4 mm，年 无霜期203 d。适宜种植作物为小麦、水稻、玉米、花 生、西瓜、蔬菜等，同时桑树、苗木也有一定的种植范 围。乡镇北部地势较为平缓，农田基本建设和水利条 件较好，目前以水稻-小麦轮作方式为主；而乡镇南部 地势起伏，以旱作为主，多采用玉米-小麦轮作方式。 由于其特殊的地理位置，水旱两熟和旱旱两熟兼具的 轮作制度，使本研究区域的秸秆产生状况具有广泛的 代表性。

1.2 调查方法

采取调查员直接入户问卷调查的方式，依据乡镇 地理位置于每个行政村随机选取5 个村民小组，每个 村民小组随机选取2 户种植粮食作物的农户户主进 行问卷调查，同时对每个村的村干部、乡镇内及周边 10 户秸秆收集利用企业也进行问卷发放。问卷内容 根据文献研究和当地实际情况设计，重点调查户主个 体特征、家庭情况、生产经营方式、秸秆处理状况、秸 秆利用的意愿、秸秆处理的经济性等。调查于2012 年 5—7 月份进行。共发放问卷100 份，收回有效问卷 100份。

1.3 数据分析

采用Office 软件和DPS 软件进行数据分析处理 和作图。

2 结果与分析

2.1 秸秆资源产生量及其利用现状

2.1.1 作物布局、生产水平与秸秆产生量

该乡总耕地面积约为4 866.7 hm²，其中夏熟作物 以小麦为主，主要种植品种为济麦22 和烟农19，年 总产量为2.7×10⁴ t。秋季作物主要是水稻和玉米，水 稻种植品种以武育粳21 为主，年总产量为2.1×10⁴ t； 玉米品种以郑丹958 为主，年总产量为0.9×10⁴ t。主 要作物生产水平与同类地区的先进水平相比差距较 大，随着生产条件和技术的改进，作物产量存在较大 的提升空间。同时，该乡还种植有花生266.7 hm²，桑 树247.2 hm²，苗木66.7 hm²（表 1）。

表 1 全乡作物布局与秸秆产生量 Table 1 Crop disposition and straw yield of different crops

依据前人对不同作物草谷比和秸秆可收集系数 的总结估算^{[9, 10, 11, 12, 13]}，结合当地作物的产量水平和种植面 积，估算出该乡秸秆产生总量为6.4×10⁴ t（干重）。以 悬切留茬15 cm 为标准（花生秸秆全部收获），全乡秸 秆可收集量为4.1×10⁴ t（表 1）。

2.1.2 人均秸秆占有量及资源密度

按照农作物秸秆资源调查与评价方法^[14]计算结 果表明，该乡可收集秸秆资源密度（指单位面积农作 物秸秆的资源量）为8.45 t·hm^-2，可利用秸秆资源人 均占有量（秸秆资源量除以该地区农业人口）为1.45 t·人^-1。以不同秸秆的低位热值^[15]进行分析表明，全乡 可利用秸秆总热值为6.14×10⁸ MJ，人均热值为2.16× 10⁴ MJ，说明该乡秸秆热值远远超过了满足全乡人口 生活热量所需要的热值，以柴薪方式利用难以消纳区 域内可收集的秸秆。

2.1.3 秸秆收集利用状况

全乡共有秸秆收集利用的企业4 家：包括1 个奶 牛场、1个制粒企业、1个打包企业和1 个青贮玉米粉 碎企业，年消耗秸秆总量1.6×10⁴ t 左右（表 2）。主要 用于奶牛的饲喂约1 万t，热电厂和造纸厂能源、材料 化利用约0.6×10⁴ t。不同秸秆收购价格之间存在一定 差异，带棒玉米秸秆为280 元·t^-1，去棒玉米秸秆为80 元·t^-1；小麦和水稻秸秆因含水量而异，价格在100~ 120元·t^-1。

表 2 全乡秸秆收集利用状况及去向 Table 2 Status of crop straw collection and utilization

2.1.4 农户秸秆主要处理方式

调查结果显示（表 3），全乡秸秆的主要处理方式 包括秸秆还田、收集利用（生活燃料、牲畜饲料、造纸 与发电原料）、农忙后焚烧、堆积遗弃。其中，全乡花生 秸秆100%收集用作牲畜饲料，50%以上农户所产生 的稻麦秸秆、近45%农户产生的玉米秸秆得不到有效 利用———农忙后焚烧、堆积遗弃，不仅浪费了秸秆资 源，而且造成了大气和水体的污染。可用于秸秆还田 利用大型农机装备仅局限于少数承包大户或农机合 作社。

表 3 全乡农户主要作物秸秆处理方式（%） Table 3 Farmers忆handling of different crop straw（%）

2.2 秸秆禁烧中的问题及难点

2.2.1 农业从业者综合素质相对较低

农民的文化水平很大程度上决定了农民利用秸 秆的态度，影响农户对秸秆利用技术信息的收集处理 和理解接受程度，文化程度越高的农户，越注重环境 保护，越支持秸秆的综合利用^[16]。调查结果显示：全乡 有2个问题十分突出，即从业者初中以下文化程度占90%，综合素质相对较低；从业者年龄40 岁以上占 90%，家庭劳力为1+1 的夫妻制，年龄结构偏大，老人 和妇女成为农业生产的主力（表 4）。

表 4 全乡农业从业者基本状况 Table 4 The basic status of farmer worker

2.2.2 技术普及不到位，资源意识亟待提高

技术推广的服务和指导、农户主动接受有关新技 术的指导和培训在很大程度上会提高他们采用新技 术的可能性和采用程度^[17]。调查结果表明：知道秸秆 饲料化利用和压块制粒的分别为100.0%和35.6%， 对其他途径基本不了解；对8个村的主要干部问卷结 果则显示：仅50.0%的村干部接受过秸秆利用的相关 培训，只有12.5%的干部掌握其中某项技术（图 1）。进 一步调查农户对秸秆焚烧危害的认识表明：“不了 解”、“防碍交通”、“污染空气”、“引发火灾”和“影响耕 地质量”分别占1.3%、98.8%、8.8%、50.0%和6.3 % （图 2）。因此，农民的资源利用意识亟待提高，秸秆可 利用技术途径及焚烧危害有待于扩大宣传和教育。

图 1 农民和村干部对秸秆资源利用技术的了解状况Figure 1 Understanding of farmers and village cadres on straw use technology

图 2 农民对焚烧秸秆的认识Figure 2 Farmers'understanding on straw burning

2.2.3 收种时间重叠、季节矛盾突出

该乡主要作物轮作方式为水稻-小麦和玉米-小麦轮作。在玉米-小麦轮作条件下，为避免灰飞虱引起 玉米粗缩病的发生，一般小麦收获后推迟玉米7~10 d 播种，使小麦秸秆有一定的收集时期；而玉米收获后 至小麦播种也有一定的时间可进行玉米秸秆的收集 （表 5）。在稻麦轮作条件下，稻麦主体品种类型分别 为中熟中粳和半冬性，中熟中粳水稻品种全生育期已 延长至150~155 d，半冬性小麦品种最佳播期为10 月 中旬，全生育期230~240 d。当地水稻种植方式的重大 改变（直播稻和机插秧），使秧龄期大幅缩短（0~20 d， 较人工插秧少10~30 d），导致水稻收获期大幅延迟，明显错过小麦播种适期，而晚播小麦的成熟期也相应 推迟，导致小麦收获期与水稻适栽（播）期重叠（表 5），稻麦轮作步入水稻收割晚—小麦播期迟—小麦成 熟晚—水稻栽插（种植）迟的恶性循环，时间不允许稻 麦秸秆在田间晾晒或二次收集，季节矛盾十分紧张 是稻麦两熟地区秸秆处置所面临的首要难题。因此， 须考虑引进当地适宜作物品种，改变栽培方式，在提 高作物产量的基础上，增加作物整地和秸秆收集利用 时间。

表 5 不同作物收获种植的茬口衔接 Table 5 Dates of harvesting and planting for crops rotation

2.2.4 耗时费力、效益驱动不足

农民的小规模经营、较高的交易成本以及资金的 限制是造成农民露天焚烧秸秆或随意丢弃秸秆的根 本原因^[16]。基于手扶拖拉机或农用三轮车的田间秸秆 收集方式一般是“夫妻档”，以工资标准12.5 元·h^-1· 人^-1，每车小麦秸秆重800.0 kg，销售收入80.0 元核 算，扣除油耗和机械折旧成本，每人每车的实际收益 为30.0元（表 6），其前提是秸秆原料和自身劳力不计 入成本；每日的收益与销售量有关，正常每户可销售 1~2 车·d^-1。问卷调查结果也表明：31.3%的农户认为收集秸秆效益太低，42.0%的农户认为农活太忙或感 到劳动力不足，13.8%的农户认为秸秆收集麻烦，处理 成本高，而12.5%的农户认为缺乏市场，周边市场环 境不利于秸秆收集利用（图 3），同时乡村50 岁以上 的劳动力占60%以上。由此可见，在效益驱动不足、 农时季节紧张、秸秆收集运作时间集中、农村劳动力 大量转移的情况下，分散型农户不可能成为秸秆收集 利用的主体。

表 6 基于农用手扶拖拉机的秸秆收集与运输成本分析 Table 6 Analysis of straw collection and transportation costs basing on walking tractor

图 3 农民不愿进行秸秆收集利用的原因分析Figure 3 Difficulty analysis of straw collection and utilization

2.2.5 秸秆利用机制不健全

（1）农机装备严重不足，运输组织分散。农作物秸 秆饲料化、能源化和材料化利用的共性基础是收集打 捆和转运贮藏，就地还田肥料化利用则依赖大、中型 动力机械及配套装备。全乡目前仅有3台捡拾打捆机 （表 7），按作业效率6.7 hm²·d^-1、作业时间10 d计算， 可收集面积200.0 hm²，仅相当于该乡总耕地面积 的4.3%，秸秆收集机械远远不足。全乡现有大、中型 （>75 马力）拖拉机116 台，完全可以满足秸秆全量还 田的需要，但与之配套的全是普通旋耕机，缺乏用于 稻麦秸秆还田的“反转灭茬旋耕机”^[18]；玉米秸秆还田 机仅4台，无法满足秸秆全量还田的需求。农户现有的手扶拖拉机虽可满足短距离运输需求，但缺乏专业 的组织与管理。

表 7 全乡农业机械社会保有量（台） Table 7 The amount of agricultural machinery in township region

（2）贮存场地缺乏，布局有待合理规划。全乡现有 秸秆堆放场地面积2.7×10⁴ m²，以成捆秸秆密度 100 kg·m^-3、堆高2.5 m、容积利用率70.0 %计算，容量 4 672.5 t，仅占全乡秸秆可收集量的10.5%；同时秸秆 收集点的设置、秸秆摆放、安全管理制度、秸秆贮存防 腐等问题均未进行合理的运筹。

（3）秸秆产业化程度较低。秸秆规模化利用有赖于 产业发展的拉动，但该乡目前的社会资本投资秸秆开 发利用的积极性不高，秸秆利用的龙头型、骨干型企 业缺乏，鲜有秸秆利用量超过万吨的规模企业。大多数 小规模企业投入产出率较低，没有形成自己完整的收 集、贮运与利用体系，缺乏进一步扩大企业规模的信心。

3 结论与建议

调查区域内作物秸秆产生总量约为6.4×10⁴ t，主 要包括小麦、水稻、玉米、花生等作物。农民秸秆利用 行为包括露天焚烧、生活燃料、牲畜饲料、还田、造纸 和发电等。秸秆禁烧及综合利用中存在的主要难点包括以下几个方面：（1）农业从业者综合素质相对较低， 资源意识亟待提高；（2）作物收种时间重叠、季节矛盾 突出；（3）秸秆收集、运输、贮存体系不健全，关键环节 亟待突破；（4）耗时费力、效益驱动不足，产业化程度 较低。

通过系统分析调查区域内秸秆的处理状况及其 利用难点，为进一步推动作物秸秆的综合利用,提出 以下几点建议：

第一，科技支撑，整体规划。政府科技管理部门， 应在秸秆收集、途径利用、途径创新等关键环节给予 大力资助，重点解决好秸秆综合应用中的关键技术节 点，实现秸秆的快速收储，拓宽秸秆综合利用的渠道， 降低生产成本,提高经济效益。同时针对地方特点，从 种植结构、作物布局、秸秆产生时空结构、收贮分布以 及土地、交通、水利、地理等自然条件等方面统筹考 虑，形成整体解决方案，建立适合于区域范围的秸秆 转运操作流程与布局规划,促进秸秆的全量利用及长 效运行。

第二，建立有效的组织体系。建设农业合作社，健 全秸秆还田、机械打捆、有组织运输的全程机械化服 务体系；建立以企业为龙头、经纪人为纽带、农户广泛 参与、基层政府监管的秸秆收、运、贮的物流体系。

第三，加大政策引导和扶持力度，制定保障措施。 加大财政投入，制订不同作物秸秆机械化还田补贴标 准；对购买有利于禁烧和综合利用的农机具加大补贴 力度；落实相应的财政、税收优惠政策，提高企业秸秆 收集利用的积极性；补偿和鼓励地方或企业建设秸秆 收贮中心和临时收储站；支持试点示范工程的建设， 加大用以现有技术设备的升级改造资金投入；建立多 元化投入机制，鼓励社会力量积极参与。

第四，加强农机装备，推广经济成熟的农艺措施。 秸秆收集方面，添置收割打捆一体化装备或高效捡拾 打捆机；秸秆还田方面，收割机配备均匀抛撒装置，拖 拉机配套反转灭茬机和玉米秸秆还田机，实现秸秆的 高效还田；同时改变水稻种植方式（进行抛秧或钵苗 摆栽），调整稻麦品种布局，强化栽培技术管理，缓解 稻麦收种的季节矛盾。

第五，加强秸秆综合利用的教育宣传和技术培 训，提高农民综合利用秸秆的意识。广泛开展秸秆综 合利用的科普宣传，强调农民处理秸秆的责任意识， 为秸秆综合利用工作创造一个良好的社会舆论环境； 树立典型，发展科技示范户的带动作用；将有关秸秆 收购流程、价格、地点、用途等印成纸张发放到农民手 中，将秸秆综合利用的宣传做到家喻户晓。

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