山东省小麦玉米秸秆资源分布与还田减肥潜力

【目的】山东地处华北地区,是我国小麦玉米主产省份。明晰其秸秆资源的空间分布特征及秸秆还田的养分替代潜力,可为推进全省秸秆综合高效利用和农田化肥合理减量增效提供决策依据。【方法】基于统计年鉴资料和文献调研数据,利用草谷比法对2019—2021年山东省不同地区小麦玉米秸秆年均产量及还田情景下的化肥可替代量进行测算。【结果】2019—2021年山东省小麦和玉米秸秆年均产量分别为2928万t和2252万t,两种秸秆资源的区域占比表现为鲁北(34.9%、34.7%)>鲁西南(27.6%、24.9%)>鲁中(20.2%、21.4%)>鲁东(9.1%、11.3%)>鲁东南(8.2%、7.8%)。单位面积小麦秸秆可收集量排序为鲁北(5573 kg·hm^(-2))>鲁西南(5380 kg·hm^(-2))>鲁中(5361 kg·hm^(-2))>鲁东南(5088 kg·hm^(-2))>鲁东(4968 kg·hm^(-2)),玉米秸秆可收集量排序为鲁西南(5121 kg·hm^(-2))>鲁北(5034 kg·hm^(-2))>鲁东南(4807 kg·hm^(-2))>鲁中(4790 kg·hm^(-2))>鲁东(4709 kg·hm^(-2))。秸秆产量较高的菏泽、德州、聊城、济宁和潍坊五市的小麦和玉米秸秆总占比分别为57.5%和55.5%,而秸秆产出较少的东营、淄博、日照和威海四市的两种秸秆总占比分别仅为7.2%和8.0%。全省小麦秸秆N、P2O5、K2O养分年均资源量分别为13.94万t、5.13万t和50.90万t,玉米秸秆N、P2O5、K2O养分资源量分别为16.65万t、6.58万t和36.60万t。区域尺度上单位面积小麦秸秆还田当季的N、P2O5、K2O养分理论可替代化肥的量分别为16.7—18.7、7.8—8.7和110.4—123.8 kg·hm^(-2),玉米秸秆还田的N、P2O5、K2O养分可替代化肥的量分别为25.4—27.6、11.8—12.8和83.2—90.5 kg·hm^(-2)。【结论】山东省不同地区的小麦玉米秸秆资源总量及单位面积可收集量存在一定差异,应因地制宜加强秸秆高效利用;秸秆还田利用情景下需考虑还田秸秆的替代化肥潜力,以促进化肥减量增效和农业绿色发展。

基于生态承载力和秸秆资源的河南省牛养殖潜力分析

[目的]:本文通过分析河南省及各地(市)的牛饲养潜力,为牛养殖业合理规划布局,推动种养循环和农业高质量发展提供参考。[方法]以土地生态承载力、秸秆资源量等为基础,研究分析了河南省各地(市)的饲养量潜力和增量潜力。[结果]基于土地生态承载力、年可收集利用的秸秆资源量因素,河南省牛年饲养量潜力分别达5235.85、1907.81万头,分别有4597.96、1269.95万头的增量空间;其中南阳、周口、驻马店、新乡、商丘、信阳分别有588.77、577.32、552.90、335.18、435.97、395.86万头和107.74、203.27、136.05、103.43、134.93、140.84万头牛增量空间;郑州、开封、洛阳、平顶山、安阳、焦作、濮阳、许昌、漯河、鹤壁、济源分别有136.15、212.37、174.78、192.07、268.41、124.44、181.77、167.54、110.77、80.78、15.88万头和29.16、44.93、15.78、29.60、91.51、41.61、67.22、56.89、44.42、27.39、1.40万头牛增量空间。[结论]总之,河南省发展牛养殖业秸秆资源富足,饲养量潜力和增量潜力大;应加强政策引导和区域差异化养殖模式的研究,促进种养循环高质量发展。

农户秸秆资源化利用的行为逻辑及长效机制研究

借鉴“结构-行为-绩效”分析范式,采用安乡县的调研数据,利用BinaryLogistic模型从政府行为、企业特征及农户特征三个维度论证分析农户参与秸秆资源化利用的行为规律、影响因素及长效机制。结果表明:政府行为、企业特征和农户特征均会影响农户行为,其中政府的培训宣传和典型示范行为、企业的秸秆处置规模有显著正向影响,户主文化程度、对秸秆利用价值感知有显著正向影响,而户主年龄则有显著负向影响。因此,要促成农户持续参与秸秆资源化利用,需构建以“政府引导、企业主导、农户参与”为特征,以市场化运转机制、科技支撑机制和政府引导机制为核心内容的长效机制。

村规民约、村干部信任与农户可再生资源利用行为——以秸秆资源化利用为例

农业可再生资源利用是实现农业可持续发展的重要举措。本文以秸秆资源化利用为例,基于湖南省农户的调查数据,运用Logit模型,分析了村规民约、村干部信任对农户可再生资源利用行为的影响。研究发现:第一,规范性村规民约和引导性村规民约均显著正向影响农户秸秆资源化利用行为,并且后者对农户秸秆资源化利用行为的促进效应要大于前者;第二,村干部品行信任和组织信任显著正向影响农户秸秆资源化利用行为,村干部能力信任对农户秸秆资源化利用行为的影响不显著;第三,村规民约与村干部信任对农户秸秆资源化利用行为存在一定的交互影响,村干部信任在村规民约与农户秸秆资源化利用行为中起到显著的正向调节作用,这主要来源于村干部组织信任的影响。据此,应进一步完善村规民约、加强村干部队伍建设、建立健全村庄环保监督组织和监督机制、加大宣介环保教育政策力度,从而切实提高农业秸秆等可再生资源利用率。

河南省小麦玉米秸秆资源测算与养分还田利用潜力分析

河南省为我国小麦和玉米主产区,明晰其主粮作物秸秆资源的市域尺度空间分布格局及秸秆还田情景下的化肥可替代量,可为秸秆综合利用政策制定及农田养分管理方案优化提供参考依据。本研究基于2018—2020年河南省18个地级市的小麦、玉米播种面积和产量,根据文献调研获得的作物草谷比及秸秆养分含量等参数,测算各地级市小麦、玉米秸秆产量和单位面积可收集量,并分析秸秆还田替代化肥的潜力。结果表明:2018—2020年河南省小麦和玉米秸秆年均产量分别为4168.5万t和1944.3万t,在市级尺度上,小麦秸秆产量较高的地市依次为周口(611.3万t)、驻马店(579.2万t)、商丘(493.7万t)和南阳(470.6万t),其总占比为51.7%;四市的玉米秸秆产量也居于前列,分别为284.0万、216.9万、235.3万t和196.6万t,总占比为48.0%。郑州、鹤壁、三门峡、济源的小麦和玉米秸秆产量均较低,四市的总占比分别仅为5.0%和7.1%。河南省小麦秸秆N、P2O5、K2O养分年均资源量分别为19.8万、7.3万、72.5万t,玉米秸秆N、P2O5、K2O养分资源量分别为14.4万、5.7万、31.6万t。小麦秸秆还田当季的N、P2O5、K2O养分可替代量分别为17.8、8.3、118.3 kg·hm^(-2),玉米秸秆还田当季养分可替代量分别为23.7、11.0、77.7 kg·hm^(-2)。研究表明,河南省小麦、玉米秸秆资源丰富,但空间分布不均衡,应以秸秆主产市为重点,高质高效推进秸秆全量化利用,秸秆养分还田具有可观的化肥替代潜力,可通过秸秆科学还田实现化肥合理减量。

风险偏好对农户秸秆资源化利用行为的影响

秸秆的资源化利用不仅能够避免农业生态环境污染,还能够带动相关产业发展,增加农民收入。本文以辽宁省495份农户调查数据,运用Logit模型分析了风险偏好对农户秸秆资源化利用行为的影响。研究结果表明,农户风险偏好中的风险厌恶系数对农户秸秆资源化利用行为具有显著的正向影响,非线性加权概率对农户秸秆资源化利用行为具有显著的负向影响;与低兼业农户相比,风险偏好对高兼业农户的影响更大。为此,本文提出了相关对策。

不同利用方式下新疆主要农作物秸秆资源能值生态足迹评估

通过对新疆维吾尔自治区2011—2020年主要农作物秸秆的生态足迹动态变化研究得出:2011—2020年,新疆小麦、棉花、玉米秸秆资源总人均生态足迹变化范围较小。总人均生态足迹呈现出较高的水平。同时这3种秸秆人均总生态承载力有着明显波动。对新疆主要3种秸秆资源的综合利用方式的能值生态足迹进行了评估,结果呈现出,还田>饲料化>其他>生活燃料>肥料化。对新疆秸秆资源的利用要采取合理的规划,根据不同地区,不同的种植作物展开不同的利用方式,再将秸秆利用率增加的同时,坚持可持续性发展,实现生态效益与经济效益的共同发展,使得新疆生态经济系统转为生态盈余。

新疆主要农作物秸秆资源综合利用现状及存在问题分析

通过对2011—2020年新疆农作物进行播种面积、产量、秸秆产量进行分析得出:棉花、小麦、玉米的秸秆资源是新疆农作物总秸秆资源的主要部分。选取2011—2020年的棉花、小麦、玉米的秸秆资源数据进行计算和分析新疆秸秆资源量。通过深入分析秸秆运用还面临着一些现实问题:新疆的秸秆收集和存储体系还有待完善;综合利用成本高,目前新疆秸秆的收集、储存的机械化水平处于落后的阶段等,以此提出包括加强对秸秆综合利用的知识宣传;完善体系建设,开展试点工作;注重因地制宜,加强政策支持;完善标准制定,拓宽产业格局等意见和措施。

巴彦淖尔市农作物秸秆资源化利用行为影响因素研究

本文通过对巴彦淖尔市7个旗县(区),共254户农户的调查问卷进行调研分析,从农户基本特征(年龄、性别及受教育程度)、农户家庭特征(家庭人均纯收入、农业收入占家庭收入的比重)、农户对秸秆政策认知(对秸秆资源化利用政策了解程度、是否接受过秸秆资源化利用宣传)及机械化率等方面调查巴彦淖尔市农作物秸秆资源化利用现状,构建二元logistic模型,分析影响农户积极行为执行的显著因素。各因素的显著性关系如下:(1)是否为村干部、农户家庭人均纯收入及农户对秸秆政策认知在5%的水平上与农作物秸秆资源化利用呈显著正相关;(2)机械化率在10%的水平上与农作物秸秆资源化利用呈显著正相关;(3)农户基本特征及农户农业收入占比与农作物秸秆资源化利用无显著相关性。根据结果分析提出相应建议:一是要充分发挥基层干部模范带头作用;二是应加大政府补贴力度和相关企业的扶持力度;三是加强对农户的秸秆利用宣传教育;四是支持农业机械研发以提高机械化作业水平。

启东市农作物秸秆资源化利用实践与探索

启东市牢固树立和贯彻落实高质量新发展理念,推进乡村振兴与绿色发展有机结合,积极探索农作物秸秆资源化利用,集中力量解决农作物秸秆资源化利用中的“卡点”“堵点”,提出了“统筹规划、政府扶持、多元利用、科技攻关”总体工作思路,目前已在多个区镇探索秸秆资源化利用途径,主要采用农业机械化还田、饲料化利用、燃料化利用以及肥料化利用四种方式,推进秸秆多元循环利用,启东市积极探索资源化利用可持续发展路径,取得了突破性工作成效。

秸秆资源在畜禽养殖及粪污处理中的应用

近来年农业供给侧结构性改革工作不断取得新的突破和进展,我国的种植养殖结构有很大幅度的提升。我国是农业大国,农作物种类繁多,秸秆资源也较为丰富,如果将这些秸秆直接焚烧,焚烧的烟雾不仅会污染空气,也造成了资源的浪费。随着人们生活水平不断提高,人们对优质肉蛋奶的需求量逐年呈上升趋势,畜牧养殖需要一方面需要较大的饲料资源,另一方面养殖废弃物的产生若得不到科学处理也会对环境造成危害。

农业可持续发展背景下重庆市秸秆资源量及利用问题研究

21世纪初,我国很多农民将燃烧秸秆作为处理农作物秸秆的主要方式之一,直到现在仍然存在露天焚烧秸秆的现象。重庆市作为粮食产量的平衡区,耕地条件复杂、种植的农作物种类丰富,对秸秆的回收利用有一定难度。处理好重庆市秸秆回收利用问题,对重庆市农业绿色发展、农民增收、实现乡村振兴都有积极意义。结合国内外秸秆资源测算的文献研究,以2017—2021年重庆市稻谷、小麦、玉米、高粱、大豆、马铃薯六种粮食作物产量为数据基础,通过草谷比法和可收集系数测算重庆市秸秆资源量,明确重庆市农作物秸秆资源的种类以及数量变化情况,为秸秆综合利用提供数据支持和政策支持。同时分析重庆市当前秸秆资源利用存在的问题,并提出相应的解决对策。

近30年来我国小麦和玉米秸秆资源时空变化特征及还田减肥潜力

【目的】我国拥有丰富的小麦和玉米秸秆资源,明晰我国小麦、玉米秸秆产量和养分资源量及还田减肥潜力的时空变化特征,可为推进秸秆资源利用和化肥减施提供决策依据。【方法】以农业农村部1988-2019年在全国小麦玉米区的土壤长期监测数据为基础,分析我国各地区不同年份的小麦玉米秸秆和养分资源量及还田减肥潜力。【结果】2010s全国小麦和玉米秸秆年均量分别达到1.62×10^(8)和4.23×10^(8)t,比1990s增加0.16×10^(8)和2.04×10^(8)t;秸秆NPK总养分资源年均量分别达到278.19×10^(4)和901.08×10^(4)t,比1990s增加27.97×10^(4)和434.82×10^(4)t,均以华北增量最高。30年来全国小麦秸秆及养分资源呈先降后增的趋势,玉米呈增长趋势。第一阶段(1990s—2000s)和第二阶段(2000s—2010s)小麦秸秆资源年变化速率分别为-42.47×10^(4)和205.10×10^(4)t·a^(-1),N、P和K的养分资源年变化速率分别为-0.26×10^(4)、-0.03×10^(4)、-0.44×10^(4)t·a^(-1)和1.27×10^(4)、0.14×10^(4)、2.11×10^(4)t·a^(-1);第一阶段和第二阶段玉米秸秆资源年变化速率分别为397.82×10^(4)和1643.60×10^(4)t·a^(-1),N、P和K的养分资源年变化速率分别为3.46×10^(4)、0.56×10^(4)、4.46×10^(4)t·a^(-1)和14.30×10^(4)、2.30×10^(4)、18.41×10^(4)t·a^(-1)。80%以上的小麦秸秆及其养分资源分布在华北和长江中下游,以华北最高(0.93×10^(8)t,NPK 160.31×10^(4)t),西南最低(0.09×10^(8)t,NPK 16.05×10^(4)t);70%左右的玉米秸秆及其养分资源分布在东北和华北,以东北最高(1.39×10^(8)t,NPK 296.96×10^(4)t),长江中下游最低(0.21×10^(8)t,NPK 44.40×10^(4)t)。全国小麦秸秆还田的N、P和K养分单位面积年均当季释放量分别为21.1、3.0和62.3 kg·hm^(-2),以华北最高,西南最低;玉米秸秆还田的N、P和K养分单位面积年均当季释放量分别为48.6、10.6和97.7 kg·hm^(-2),以西北最高,西南最低。近30年来,全国单位面积小麦和玉米秸秆还田的养分年均当季释放量持续稳定增加,小麦秸秆还田的N、P、K养分相当于化肥年均施用量的比例分别为9.13%—10.82%、4.26%—6.43%、88.02%—111.86%,玉米秸秆分别为22.99%—24.37%、16.04%—28.67%、150.29%—181.42%。【结论】我国小麦和玉米秸秆还田可满足作物生长的钾素需求,可减少约10%—20%氮肥、5%—20%磷肥的施用,充分利用秸秆资源,是实现化肥减施增效的重要保障。

镉铅污染下油菜和玉米食用安全性与秸秆资源化利用风险

针对镉、铅污染土壤种植的油菜和玉米存在食用安全性和秸秆资源化利用风险问题,进行了土壤镉浓度梯度为0.3,2,3,25,50,75,100,125 mg/kg与铅浓度梯度为100,200,400,800,1600,2200 mg/kg的盆栽实验。结果如下:(1)实验条件下油菜籽镉含量最高为7.03 mg/kg,低于安全临界值18.33 mg/kg;但浓度为25~125 mg/kg的土壤镉污染可能会造成玉米籽粒镉超标。即使在铅含量低于农用地土壤污染风险筛选值的情况下,菜籽油的铅含量超标风险也较大;但浓度为100~2200 mg/kg的土壤铅污染下,玉米籽粒的铅含量符合国家食品安全标准中食品中污染物限量的要求。(2)油菜和玉米秸秆满足植物性饲料原料对应的土壤镉含量上限分别为0.93,1.60 mg/kg;而满足有机肥料限量标准对应的土壤镉含量临界值分别为2.53,3.05 mg/kg。要保证秸秆作为食用菌培养主料的安全,种植油菜和玉米的土壤镉含量应分别低于0.61,1.31 mg/kg。(3)油菜和玉米秸秆的铅含量最低分别为54.77,101.29 mg/kg,最高分别为146.81,153.64 mg/kg,均超过了饲料和有机肥料的铅含量标准,但低于作为食用菌培养主料的铅含量临界值240 mg/kg。研究表明:(1)从食用安全性的角度考虑,应重点关注玉米籽粒的镉含量和菜籽油的铅含量是否超标。(2)对土壤镉污染比较严重地区的油菜和玉米秸秆最好集中进行无害化处理,尽量避免养畜、还田和种植食用菌之类的资源化利用。(3)铅污染下油菜和玉米秸秆作为饲料和有机肥料均存在较高风险,但其作为食用菌培养主料的风险较低。

豫东地区主要农作物秸秆资源量及化肥替代潜力

本文以周口市为例,采用草谷比法估算了2012—2021年周口市小麦、玉米、花生、大豆4种主要农作物秸秆产量及养分资源量。结果表明:周口市主要农作物秸秆产量年均1 005万t,秸秆养分资源总量年均为纯N 8.04万t、P2O5 5.28万t、K2O 15.26万t,秸秆养分释放总量年均达到20.98万t,小麦、玉米秸秆是周口市秸秆资源的主要来源;以2021年数据为例,玉米秸秆全量还田后可以释放氮35.46 kg/hm^(2)、磷17.08 kg/hm^(2)、钾85.35 kg/hm^(2),理论上可替代小麦生产中纯N 19.3%~20.3%、P2O5 10.7%~34.2%和K2O 100%的化肥施用量。周口市秸秆资源量丰富,合理化利用后将具有巨大的化肥替代潜力。随着周口市农作物种植结构的变化,小麦、玉米播种面积有望持续增加,将影响未来作物秸秆的产出和利用结构。

“双碳”视角下基于LCA的市域秸秆资源化利用探讨

[目的]从“双碳”角度进一步推进市域秸秆资源化利用,明确各区域秸秆资源化利用全生命周期过程中的固碳减排能力。[方法]本文以山西省晋中市为例,基于《山西省统计年鉴》的相关数据,研究了2020年晋中市的作物秸秆资源量、全量化利用潜力及其空间分布特征,运用生命周期理论分析了各县(市、区)秸秆全量化利用的碳中和强度。[结果]2020年晋中市主要农作物秸秆可收集资源量为164.90万t,主要以玉米秸秆为主,占比84.66%,主要集中于晋中市中部及东北部地区。全市肥料化、饲料化、基料化、原料化、能源化利用潜力分别为71.41、39.00、3.77、1.00、49.72万t。单位秸秆原料化利用的固碳减排能力最高,为1.83 tCO_(2)eq·t^(-1),市域作物秸秆能源化利用碳中和强度最高,在0.2~0.7 tCO_(2)eq·hm^(-2)之间。[结论]寿阳县的作物秸秆可收集资源量最大,肥料化需求最高,应该重点推进秸秆的科学还田;祁县的牲畜饲养量大且饲料化碳中和强度最高,应该重点聚焦秸秆的饲料化利用方式,提高饲料化利用效率;东部地区由于其山地面积占比较大,不适宜作物种植,除了必要的秸秆还田外,应该重点推进秸秆的能源化、原料化利用。

辽宁省农作物秸秆资源及其替代化肥潜力评估

分析评价辽宁省主要作物秸秆及其养分资源特征,为秸秆资源化利用、化肥减量和农业绿色可持续发展提供参考。基于《辽宁省统计年鉴》《中国有机肥料养分志》及相关文献数据,采用草谷比法估算辽宁省主要粮食作物、经济作物和其他作物秸秆及其养分资源量及其区间分布特征,明确作物秸秆的当季养分释放量和替代化肥潜力。结果表明:辽宁省农作物中秸秆产出主体为粮食作物(占秸秆总量的88.73%),其余为蔬菜(占秸秆总量6.47%)、经济作物(占秸秆总量4.8%);农作物秸秆资源主要来自玉米(占秸秆总量的71.83%)、水稻(占秸秆总量12.84%)、蔬菜(占秸秆总量6.47%)、花生(占秸秆总量4.69%)。在秸秆资源的区域分布上,辽宁省14个市秸秆资源量差异较大,沈阳(占秸秆总量16.19%)、铁岭(占秸秆总量15.35%)和朝阳(占秸秆总量12.05%)为秸秆总量前三的地区;玉米、水稻、花生、蔬菜秸秆产量最高的分别为铁岭(占秸秆总量18.84%)、盘锦(占秸秆总量24.57%)、葫芦岛(占秸秆总量26.76%)、沈阳(占秸秆总量19.64%);朝阳秸秆资源种类最丰富,其中甜菜和葵花籽秸秆产量最高。玉米和水稻秸秆是辽宁省秸秆资源的主体,全量还田当季可分别替代尿素、过磷酸钙、硫酸钾肥为23.09万t、33.83万t、44.30万t和3.33万t、6.58万t、15.28万t。可见,辽宁省秸秆资源丰富,但不同地区秸秆及其养分资源差异较大,区域分布不均,玉米和水稻秸秆作为辽宁省秸秆资源的主体,替代化肥潜力大,玉米和水稻秸秆还田后当季释放出的氮磷钾养分可减少16.98亿元和4.23亿元的化肥投入,其中玉米秸秆还田后当季可释放的钾素养分相当于5.95亿元的化学钾肥,水稻秸秆可以提供相当于2.57亿元的化学钾肥;秸秆替代部分化肥,有利于降低生产成本,减少化学肥料残留、促进农业绿色可持续发展。

农作物秸秆资源循环利用:技术、模式及存在的主要问题

秸秆作为农村重要的固废资源,其资源化、高值化利用是实现农业循环经济发展、促进农业绿色发展的重要实现途径。文章以循环经济绿色发展思想为指导,在阐述秸秆资源循环利用对农业绿色发展意义的基础上,就我国秸秆资源总量、结构、地域分布以及总体的利用状况进行了介绍,对我国秸秆资源利用相关技术进展方向及农村秸秆综合利用模式进行了总结和概括,并就影响我国秸秆资源循环利用中存在的主要问题进行了较为深入的分析,最后基于现代循环农业发展视角对秸秆综合利用提出了相应的政策建议。

秸秆资源卫星遥感监测应用

我国秸秆资源覆盖量大、分布广、种类多,传统方式不易统计,限制了秸秆管控及应用的发展。本文应用卫星遥感技术对秸秆资源进行监测。为黑土地保护性耕作提供合理管控监督手段,为秸秆还田作业补贴提供合理的分配方案,为秸秆跟踪合理安排收粮提供计划指导,同时也为农业及环保相关部门在面对秸秆焚烧治理、资源浪费情况,提供准确、高效的秸秆资源管理数据支撑。

农作物秸秆资源化利用的研究现状与展望——基于CiteSpace可视化分析

本文基于中国知网数据库2000年至今关于秸秆资源化利用研究领域的文献数据,利用CiteSpace对该领域文献的作者发文、关键词分布、聚类状况和文献演进规律进行了分析,进一步探讨了该领域的发展动态及研究热点。结果表明:秸秆资源化利用领域的研究经历了萌芽阶段、起步阶段、高速增长阶段和成熟发展阶段四个时期;目前我国长期从事秸秆资源化利用领域研究的学者较少,且各机构之间的合作不够紧密;秸秆资源与畜禽粪便处理问题、秸秆资源化利用问题、绿色发展问题及秸秆资源循环经济发展规划是秸秆资源化利用研究的前沿动态与发展趋势。