農(nóng)作物秸稈基質(zhì)化栽培食用菌的資源空間與經(jīng)濟潛力（上）

2014-03-06 08:57:28張俊飚

食藥用菌 2014年5期

李波張俊飚

李波1,3張俊飚2,3

（1.中南民族大學，湖北武漢 430070；2.華中農(nóng)業(yè)大學，湖北武漢 430070；3. 國家食用菌產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)中心產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟研究室，湖北武漢 430070）

秸稈基質(zhì)化栽培食用菌具有明顯的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益，把握秸稈資源產(chǎn)量特征以及合理測算其經(jīng)濟潛力將有利于進一步合理利用。研究發(fā)現(xiàn)2012年秸稈的理論產(chǎn)量和可收獲量分別為76 622.82和65 948.14萬噸，且近年來的增長態(tài)勢明顯。食用菌基料可利用秸稈量為19 916.34萬噸，主要集中在華北、東北和長江中下游區(qū)。秸稈基質(zhì)化利用栽培食用菌的經(jīng)濟潛力非常明顯，當年增值空間為49 749.29～202 425.74萬元，其中河南、黑龍江、吉林、山東、安徽、江蘇、河北、湖北、新疆、內(nèi)蒙古、江西、廣東、遼寧、云南等14省區(qū)增值超過1 000萬元，河南、黑龍江、吉林、山東、安徽、江蘇、湖北、新疆等8省區(qū)最高增值逾億元。

農(nóng)作物秸稈；基質(zhì)；經(jīng)濟潛力

農(nóng)作物秸稈是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，收獲稻谷、小麥、玉米等直接經(jīng)濟產(chǎn)品后，殘留的不能食用的稈、莖、葉等副產(chǎn)品。我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量大、分布廣、種類多，長期以來一直是農(nóng)民生活和農(nóng)業(yè)發(fā)展的寶貴資源[1]。我國秸稈資源約占世界秸稈總量的25%。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，2010 年全國秸稈理論資源量為8.4億噸，可收集資源量約為7億噸。秸稈品種以水稻、小麥、玉米等為主。其中，稻草約2.11億噸，麥秸約1.54億噸，玉米秸稈約2.73億噸，棉稈約2 600萬噸，油料作物秸稈（主要為油菜和花生）約3 700萬噸，豆類秸稈約2 800萬噸，薯類秸稈約2 300萬噸[2]。我國的糧食生產(chǎn)帶有明顯的區(qū)域性特點，遼寧、吉林、黑龍江、內(nèi)蒙古、河北、河南、湖北、湖南、山東、江蘇、安徽、江西、四川等13個糧食主產(chǎn)?。▍^(qū)）的秸稈理論資源量約6.15億噸，占全國秸稈理論資源量的73%。

1 我國秸稈資源總量與空間分布特征

1.1 農(nóng)作物秸稈類型與營養(yǎng)組成

秸稈是農(nóng)作物生產(chǎn)的副產(chǎn)品，由成熟農(nóng)作物的莖葉、穗組成，在現(xiàn)代可再生物質(zhì)能源中占據(jù)重要地位。主要成分為粗纖維、碳水化合物和無氮浸出物等[3]，富含碳、氮、磷、鉀、鈣、鎂等微量元素，被廣泛地應用于工業(yè)加工、栽培食用菌、飼養(yǎng)牲畜和新能源開發(fā)等[4]。主要農(nóng)作物秸稈的組成成分見表1。

表1 農(nóng)作物秸稈的組成成分

1.2 農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量計算系數(shù)

農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量分理論產(chǎn)生量和可收獲產(chǎn)量。理論產(chǎn)生量是指某一區(qū)域每年可能生產(chǎn)的秸稈資源量[5]。農(nóng)作物秸稈的產(chǎn)生量與農(nóng)作物產(chǎn)量之間存在理論對應系數(shù)，即草谷比系數(shù)[6]。秸稈理論資源量=農(nóng)作物產(chǎn)量×草谷比。同一作物的不同品種和不同種植類型，其草谷比不盡相同。同一地區(qū)同種作物，其豐、平、歉年的草谷比也存在差異。農(nóng)作物秸稈理論產(chǎn)生量為可以從田間收集，并可為人們利用的秸稈資源的最大數(shù)量，它不等于可收獲量。對秸稈資源可收集利用量的估算，一般不考慮秸稈綜合利用的經(jīng)濟技術(shù)可行性，不考慮秸稈需求對秸稈可收集利用量的影響[7]，以及未來農(nóng)作物收獲環(huán)節(jié)技術(shù)革新對秸稈可收集利用的影響。對于那些可收集而未收集、可利用而未利用的農(nóng)作物秸稈都要估算在秸稈可收集利用量中，如田間焚燒、田間地頭堆棄，以及保護性耕作覆蓋還田、留高茬還田的秸稈等?？紤]到收集過程的這些損耗，可收集資源量與理論資源量并不相同，但理論產(chǎn)生量仍是可收獲量測算的重要依據(jù)，而在分析秸稈利用時，則僅需考慮可收獲量（表3）。

表2 農(nóng)作物秸稈草谷比系數(shù)

表3 農(nóng)作物秸稈可收獲系數(shù)

1.3 農(nóng)作物秸稈理論產(chǎn)量的波動特征

計算結(jié)果（表4）顯示，從總體上看，我國主要農(nóng)作物秸稈理論產(chǎn)量呈現(xiàn)增長態(tài)勢，從1991年的50 942.53萬噸增長到2012年的76 622.82萬噸，增長幅度為50.41%，年均增長率為1.96%，這與我國農(nóng)作物產(chǎn)量的提升密切相關(guān)。

從農(nóng)作物品種結(jié)構(gòu)來看，2012年秸稈產(chǎn)生量從高到低排序依次為玉米、水稻、小麥、花生、棉花、油菜、豆類、薯類、芝麻，理論產(chǎn)量平均占比分別為32.59%、28.00%、19.23%、4.76%、4.07%、3.82%、3.80%、3.51%和0.22%。其中，玉米、水稻、小麥排名前三位，為秸稈產(chǎn)量的主要部分，合計占比高達79%?；ㄉ⒂衩?、油菜秸稈理論產(chǎn)量增長較為明顯，水稻相對穩(wěn)定。

1.4 農(nóng)作物秸稈可收獲量的波動特征

農(nóng)作物秸稈可收獲量是農(nóng)作物秸稈再利用的重要前提，也是農(nóng)作物秸稈資源化潛力核算的基礎(chǔ)。從計算結(jié)果可知（表5），農(nóng)作物秸稈可收獲量呈明顯的增長態(tài)勢，從1991年的42 754.26萬噸增長到2012年的65 948.14萬噸，增長幅度為54.25%，年均增速為2.09%，增長幅度與年均增速均超過秸稈的理論產(chǎn)量。秸稈理論產(chǎn)量與秸稈可收獲量之間的差值可理解為秸稈的直接留茬還田，留茬還田秸稈量從1991年的8 188.27萬噸增長為2012年的10 674.67萬噸，增長幅度為30.37%，年均增長率為1.27%。

2012年，各類別農(nóng)作物秸稈可收獲量由多到少依次為玉米、水稻、小麥、花生、棉花、油菜、豆類、薯類、芝麻。各農(nóng)作物可收獲量環(huán)比增長的波動態(tài)勢呈現(xiàn)一定收斂性。

表4 1991—2012年全國農(nóng)作物秸稈理論產(chǎn)量單位：萬噸

1991—2012年水稻、小麥、玉米、豆類、薯類、棉花、花生、油菜、芝麻等農(nóng)作物秸稈可收獲量環(huán)比增速的變異系數(shù)依次為7.28、4.97、2.55、6.06、6.30、7.38、2.17、3.17、4.64，從整體來看，秸稈可收獲量波動程度大小依次為：棉花、水稻、薯類、豆類、小麥、芝麻、油菜、玉米、花生。

1.5 農(nóng)作物秸稈理論產(chǎn)量空間分布特征

根據(jù)2012年各省區(qū)各種農(nóng)作物秸稈理論產(chǎn)量的計算結(jié)果（表6），從區(qū)域分布來看，中部（22 697.13萬噸）>西部（20 563.21萬噸）>東部（18 681.60萬噸）>東北（14 680.21萬噸）。從各類農(nóng)作物分布來看，區(qū)域特征明顯（表7），水稻秸稈主要集中分布在中部地區(qū)、華南和東北地區(qū)的9省區(qū)，小麥秸稈主要分布在長江以北、華北地區(qū)的9省區(qū)，玉米秸稈主要分布在東北、華北、西南地區(qū)的10省區(qū)，豆類秸稈主要分布在東北、華中、華東、西南地區(qū)的11省區(qū)，薯類秸稈主要分布在西南、西北地區(qū)的11省區(qū)，棉花秸稈主要分布在西北、中部地區(qū)的8省區(qū)，花生秸稈主要分布在華中、華東地區(qū)的9省區(qū)，油菜秸稈主要分布在華中、西南地區(qū)的9省區(qū)，芝麻秸稈主要分布在中部地區(qū)的5省區(qū)。

1.6 農(nóng)作物秸稈可收獲量空間分布特征

各農(nóng)作物種類的可收獲量的空間分布特征與理論產(chǎn)量相同。農(nóng)作物可收獲量中部地區(qū)（18 889.29萬噸）>西部地區(qū)（17 925.58萬噸）>東部地區(qū)（15 797.64萬噸）>東北地區(qū)（13 335.06萬噸）（表8）。從農(nóng)作物可收獲量區(qū)域比較來看，主要集中在長江以北、華北、東北地區(qū)，區(qū)域排序依次為：河南、黑龍江、山東、吉林、河北、安徽、四川、內(nèi)蒙古、江蘇、新疆、湖北、湖南、遼寧、云南、江西、山西、陜西、廣西、甘肅、廣東、貴州、重慶、浙江、福建、寧夏、天津、海南、北京、青海、上海、西藏。各地區(qū)的留茬還田量中部地區(qū)（3 807.84萬噸）>東部地區(qū)（2 883.96萬噸）>西部地區(qū)（2 637.63萬噸）>東北地區(qū)（1 345.15萬噸）。

表5 1991—2012年全國農(nóng)作物秸稈可收獲量單位：萬噸