謝光輝，王曉玉，任蘭天

1 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院農(nóng)學(xué)系，北京 100193 2 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物質(zhì)工程中心，北京 100193

中國(guó)作物秸稈資源評(píng)估研究現(xiàn)狀

謝光輝1,2*，王曉玉1*，任蘭天1

1 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院農(nóng)學(xué)系，北京 100193 2 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物質(zhì)工程中心，北京 100193

文中分析了中國(guó)的農(nóng)作物秸稈資源量，對(duì)實(shí)現(xiàn)秸稈資源化具有重要意義。首先明確了秸稈的概念，即收獲作物主產(chǎn)品之后所有大田剩余的副產(chǎn)物及主產(chǎn)品初加工過(guò)程產(chǎn)生的副產(chǎn)物，根據(jù)不同產(chǎn)出環(huán)節(jié)將秸稈分為田間秸稈和加工副產(chǎn)物。其次，闡述了秸稈評(píng)估的計(jì)算方法，給出了各種作物秸稈計(jì)算方法。第三，總結(jié)了近10年發(fā)表文獻(xiàn)和作者近期研究對(duì) 1991年以來(lái)中國(guó)秸稈資源量評(píng)估結(jié)果，對(duì) 1991?1999年中國(guó)作物田間秸稈資源量評(píng)估的值多數(shù)為6.0～6.8億 t，對(duì)加工副產(chǎn)物資源量未見(jiàn)報(bào)道；對(duì)2000?2007年田間秸稈產(chǎn)量的評(píng)估的值多數(shù)為5.9～7.3億 t，作物加工副產(chǎn)物量為0.9～1.1億t。第四，分析了對(duì)中國(guó)秸稈資源量評(píng)估值差異的原因等問(wèn)題，包括以往研究作物秸稈的概念不明確，草谷比取值差異大而不符合當(dāng)前作物生產(chǎn)現(xiàn)狀，以及對(duì)于農(nóng)作物產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)和產(chǎn)量構(gòu)成認(rèn)識(shí)不清楚等。第五，報(bào)道了作者以最近5年測(cè)定的各省作物收獲指數(shù)，采用完全統(tǒng)計(jì)方法評(píng)估了2006?2007年中國(guó)作物秸稈量及其在8個(gè)地區(qū)的分布，結(jié)果表明秸稈資源總量為7.4億t，包括6.5億t田間秸稈和0.9億t作物加工副產(chǎn)物。

田間秸稈，加工副產(chǎn)物，草谷比

Abstract:The availability of crop residues in China is reviewed in this article.The definition of crop residues is clarified as the total byproducts of field production and processing industry thereafter, and methodology for evaluating crop residues is discussed.Based on literature, the progress on the crop residue assessment is addressed.The annual field crops residues in China from 1991 to 1999 were estimated between 6.0?6.8 hundred million tons, while the data for the process residues were not available.From 2000 to 2007, the annual crop residues were estimated between 5.9?7.3 hundred million tons, while the processing residues at the range of 0.9?1.1 hundred million tons.The reasons for the significant variations are due to the disagreement on crop residue definition,different, even inaccurate residue to grain ratio data used in the estimations, and the lacking of clear understanding on the statistical analysis and grain outputs related to the crop residue evaluation.With the complete statistic analysis method, the author’s group evaluated the residues in 2006 and 2007 to be 7.4 hundred million tones in total, including 6.5 hundred million tons for field crop residues and 0.9 hundred million tons for process residues.Moreover, the geographic distribution of the field crop residues wasanalyzed based on the harvest indices(HI)tested within the near five years.

Keywords:field residues, process residues, residue to grain ratio

作物秸稈是重要的有機(jī)物和能源資源，中國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，秸稈資源尤其豐富。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本循環(huán)中，秸稈還田對(duì)保持土地肥力、防止土壤侵蝕、維持作物可持續(xù)生產(chǎn)具有重要作用。而且，長(zhǎng)期以來(lái)秸稈還是畜牧業(yè)主要的飼料來(lái)源，也是農(nóng)村炊事和取暖的主要能源。當(dāng)前，由于生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)這一新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，秸稈還在食用菌養(yǎng)殖、密度壓縮板材和造紙等方面有了更廣泛的用途。尤其是在石油資源日益枯竭和生態(tài)環(huán)境不斷惡化的形勢(shì)下，生物質(zhì)能源和生物基化學(xué)材料已成為當(dāng)前越來(lái)越重要的發(fā)展領(lǐng)域，使得秸稈資源利用受到了世界各國(guó)前所未有的重視。因此，研究分析中國(guó)的農(nóng)作物秸稈資源量，對(duì)實(shí)現(xiàn)秸稈資源化具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。近年來(lái)，中國(guó)農(nóng)作物秸稈資源量及其利用的研究報(bào)道越來(lái)越多，但是，前人文獻(xiàn)對(duì)我國(guó)秸稈總產(chǎn)量和種類(lèi)分布的估算存在很大差異，其結(jié)論莫衷一是。因此，本文首先確定秸稈的概念，分析秸稈評(píng)估計(jì)算方法，以促進(jìn)今后對(duì)秸稈資源量的研究。在此基礎(chǔ)上，對(duì)10年以來(lái)的前人對(duì)中國(guó)秸稈資源評(píng)估結(jié)果進(jìn)行述評(píng)，分析秸稈量報(bào)道結(jié)果差異較大的原因。進(jìn)而，回答當(dāng)前中國(guó)作物秸稈總產(chǎn)量究竟有多少及其分布這一重要的問(wèn)題，為相關(guān)管理機(jī)構(gòu)對(duì)秸稈研究和利用的決策提供依據(jù)。

1 作物秸稈的概念和分類(lèi)

“秸稈”具有狹義和廣義概念。一般地，狹義概念為《辭?！分械慕忉?zhuān)唇斩挒樽魑锏那o稈，英文稱(chēng)為Straw 或Stalk；廣義概念是指收獲作物主產(chǎn)品之后在田間剩余的副產(chǎn)物，這里我們稱(chēng)之為“田間秸稈”，等同于英文的Field residue。但是，這一廣義概念仍不能滿足當(dāng)前秸稈研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，我們認(rèn)為秸稈應(yīng)該有更為廣義的概念[1]，即是指收獲作物主產(chǎn)品之后所有大田剩余的副產(chǎn)物及主產(chǎn)品初加工過(guò)程產(chǎn)生的副產(chǎn)物，此定義等同于英文的Crop residue。

對(duì)作物秸稈進(jìn)行恰當(dāng)?shù)姆诸?lèi)，有助于完整理解和應(yīng)用秸稈的概念的內(nèi)涵和外延。根據(jù)不同產(chǎn)出環(huán)節(jié)，將秸稈分為田間秸稈(Field residue)和加工副產(chǎn)物(Process residue)。田間秸稈指作物主產(chǎn)品之后在大田地上部分剩余的所有作物副產(chǎn)物，主要包括作物的莖和葉。加工副產(chǎn)物是指作物粗級(jí)加工過(guò)程中產(chǎn)生的剩余物，如玉米芯、稻殼、花生殼、甘蔗渣、木薯渣等，但不包括麥麩、谷糠等其他精細(xì)加工的副產(chǎn)物。

按照作物種類(lèi)對(duì)秸稈進(jìn)行分類(lèi)也是很重要的。凡是對(duì)作物分類(lèi)的方法，均可用于相應(yīng)的秸稈分類(lèi)，主要包括大田作物秸稈(Field crop residue)和園藝作物秸稈(Horticultural crop residue)。大田作物秸稈包括禾谷類(lèi)作物秸稈、豆類(lèi)作物秸稈和薯類(lèi)作物秸稈等糧食作物秸稈，以及纖維類(lèi)作物秸稈、油料類(lèi)作物秸稈、糖料類(lèi)作物秸稈和嗜好類(lèi)作物秸稈等經(jīng)濟(jì)作物秸稈。再往下分可到每一個(gè)具體作物的秸稈，如水稻秸稈、棉花秸稈等。園藝作物秸稈包括草本的蔬菜、果樹(shù)和花卉作物的秸稈，但不包括蘋(píng)果、柑桔等木本作物修剪或其他操作產(chǎn)生的剩余物。由于園藝作物種植面積小，作物種類(lèi)多且準(zhǔn)確評(píng)估秸稈量有一定的難度。因此，評(píng)價(jià)中國(guó)作物秸稈產(chǎn)量時(shí)一般不考慮園藝作物，作物秸稈往往僅指大田作物秸稈。

2 作物秸稈量估算方法

2.1 田間秸稈

通常田間秸稈的產(chǎn)量由國(guó)家農(nóng)業(yè)部門(mén)或統(tǒng)計(jì)部門(mén)發(fā)布的作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量(Production)，以收獲指數(shù)(Harvest index)或草谷比(Residue/Grain ratio，R/G)計(jì)算獲得。在我國(guó)，收獲指數(shù)也叫經(jīng)濟(jì)系數(shù)，但前者為國(guó)際通用的概念，是指作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量占其地上部分生物產(chǎn)量的比值；其中，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量是指人們傳統(tǒng)上認(rèn)為有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的主產(chǎn)品產(chǎn)量，生物產(chǎn)量是指作物地上部分植物體的總重量，包括作物的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和田間秸稈產(chǎn)量。因此，以收獲指數(shù)計(jì)算某作物田間秸稈公式為：

草谷比是指作物田間秸稈產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量之比，即作物副產(chǎn)品與主產(chǎn)品產(chǎn)量之比，以草谷比計(jì)算某作物田間秸稈的公式為：

田間秸稈產(chǎn)量=經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量×草谷比。

有研究報(bào)道把以草谷比和收獲指數(shù)計(jì)算田間秸稈產(chǎn)量的方法，分別稱(chēng)為草谷比法和收獲指數(shù)法[1]，我們認(rèn)為這其實(shí)是一種方法，以收獲指數(shù)計(jì)算作物田間秸稈產(chǎn)量和以草谷比計(jì)算的結(jié)果是相同的，因?yàn)檫@兩個(gè)概念是對(duì)作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和田間秸稈產(chǎn)量之間關(guān)系不同的表示方式。

由于以草谷比計(jì)算田間秸稈產(chǎn)量給人以直接且易于理解的關(guān)系，10年來(lái)評(píng)估中國(guó)秸稈資源量的文獻(xiàn)中，大多數(shù)利用草谷比計(jì)算[2-7]，很少的文獻(xiàn)以收獲指數(shù)計(jì)算[8]，但是，我們能從作物研究的文獻(xiàn)中直接獲得收獲指數(shù)，以往的作物研究很少報(bào)道草谷比。評(píng)估秸稈資源量應(yīng)用的草谷比，溯其根源，主要都應(yīng)是以收獲指數(shù)進(jìn)行換算而得到的，其公式為：

以上計(jì)算方法通常適用于各種作物，但是有些作物有其特殊性。第一，花生、薯類(lèi)作物和某些地區(qū)的棉花在收獲時(shí)，會(huì)拔出一定量的根。這部分根也應(yīng)屬于田間秸稈，應(yīng)將以草谷比計(jì)算得到的地上部田間秸稈加上拔出根(Pulled root)重量即為該作物田間秸稈總量。拔出根重的計(jì)算公式為：

拔出根重=拔出根系數(shù)×地上部田間秸稈重；

拔出根系數(shù)=拔出根重/地上部田間秸稈重(取樣測(cè)定或由文獻(xiàn)獲得)。

第二，玉米也有其特殊性，玉米經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量為籽粒產(chǎn)量，因此以草谷比估算的玉米田間秸稈應(yīng)扣除玉米芯量，玉米芯屬于加工副產(chǎn)物。玉米的田間秸稈計(jì)算公式為：

玉米田間秸稈量=經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量×草谷比?玉米芯產(chǎn)量。

第三，對(duì)于棉花，其產(chǎn)量有子棉和皮棉兩種產(chǎn)量。由于國(guó)家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中棉花產(chǎn)量是皮棉產(chǎn)量，從文獻(xiàn)中查閱收獲指數(shù)量應(yīng)注意獲得或換算為皮棉的草谷比。而且，還要注意，以這個(gè)草谷比計(jì)算田間秸稈時(shí)要減去棉籽，棉籽不屬于田間秸稈。因此棉花田間秸稈計(jì)算公式如下：

棉花田間秸稈量=經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量(皮棉)×草谷比?棉籽產(chǎn)量；

棉籽產(chǎn)量＝經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量(皮棉)×(1/衣分?1)。

2.2 加工副產(chǎn)物

部分作物有加工副產(chǎn)物，其產(chǎn)量通常可根據(jù)作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和加工副產(chǎn)物系數(shù)相乘獲得，加工副產(chǎn)物占作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的比值被稱(chēng)為加工副產(chǎn)物系數(shù)(Process residue index)，在實(shí)際中常用以下公式：

3 中國(guó)秸稈資源量

中國(guó) 1991?1999年作物秸稈資源量評(píng)估的值多數(shù)為6.0～6.8億t[4,7,9-10]，這些研究均沒(méi)有將作物加工副產(chǎn)物納入評(píng)估范圍，因此，準(zhǔn)確地說(shuō)，這些秸稈資源量應(yīng)為“田間秸稈”資源量(表1)，而鐘華平等[8]估算1998年田間秸稈量高達(dá)7.95億t，相對(duì)于90年代的田間秸稈量最低值[11]差異接近2億t。如此大的差異，可能是計(jì)算不當(dāng)導(dǎo)致的，例如，與Li等[7]評(píng)估的1997年秸稈數(shù)值相比，2個(gè)研究的玉米草谷比相同，但鐘華平等[8]的玉米田間秸稈量卻高出約 1億 t，提高幅度為 58%，我國(guó)玉米總產(chǎn)量年際雖然有一定的差異，但如此大的差異是不應(yīng)該的。另外，選取作物對(duì)象不同，以及作物草谷比不同也是田間秸稈研究結(jié)果差異大的原因，如有的水稻草谷比取值為 0.623[7,11-12]，有的取值為 1[1]或0.97[9]。

表1 1991?1999年中國(guó)作物秸稈資源量的評(píng)估(秸稈量單位：萬(wàn)噸)Table 1 China’s crop residues quantity during 1991?1999(Residue quantity unit: 104ton)

曹?chē)?guó)良等[6]和汪海波等[4]對(duì) 2000?2004年秸稈資源量進(jìn)行了研究，其評(píng)估值在5.9億～6.9億t之間(表2)。同樣，這些研究也沒(méi)有納入作物加工副產(chǎn)物，其資源量也應(yīng)為“田間秸稈”。這些研究出現(xiàn)的資源量差異的原因，除作物生產(chǎn)年際的變化外，主要是由于對(duì)草谷比取值不同造成的。其中，曹?chē)?guó)良等[6]的水稻草谷比取值為0.623，該研究者對(duì)作物田間秸稈評(píng)估的值則較低，為5.9億～6.2億t；而汪海波等[4]的水稻草谷比取值為1，其田間秸稈評(píng)估的值則較高，為6.6億～6.8億t。

汪海波等[4]對(duì)中國(guó) 2004年和 2005年秸稈資源量進(jìn)行了研究，Li等[7]、張培棟等[5]和畢于運(yùn)等[1]研究了2005年秸稈資源量。這兩年的秸稈總產(chǎn)量為7.2億～8.4億t(表3)，顯然，比對(duì)2000?2004年作物秸稈資源量的評(píng)估值提高了。評(píng)估值提高的原因除作物產(chǎn)量可能增加外，主要是增加了被評(píng)估的作物對(duì)象，體現(xiàn)在畢于運(yùn)等[1]的評(píng)估研究中，其秸桿評(píng)估結(jié)果為最高量值8.4億t。畢于運(yùn)等[1]首次將藥材、蔬菜和其他作物計(jì)入作物秸稈資源量中，這些作物秸稈量為1.3億t，而大田作物秸稈量被評(píng)估為7.1億 t。同時(shí)，畢于運(yùn)等[1]也首次將作物加工副產(chǎn)物納入作物秸稈資源評(píng)估，他們報(bào)道的作物田間秸稈量為7.3億t、加工副產(chǎn)物量為1.1億t。其余研究仍未包括作物加工副產(chǎn)物，其研究結(jié)果也應(yīng)僅為田間秸稈量[4-5,7]。而且畢于運(yùn)等[1]應(yīng)用了相對(duì)較合理的草谷比取值，例如將玉米的草谷比取值為1.2，而絕大多數(shù)前人研究均將玉米的草谷比取值為 2.0(表1～4)。在過(guò)去的近20年里，我國(guó)主要作物中玉米生產(chǎn)水平提高的幅度是最大的，將21世紀(jì)玉米生產(chǎn)的草谷比取值為2.0，導(dǎo)致較大程度上高估了玉米秸稈產(chǎn)量。最后，應(yīng)該指出的是Li等[7]引用前人[10]對(duì)玉米秸稈量評(píng)估值，比張培棟等[5]和汪海波等[4]的評(píng)估值高17%(表3)，這些研究玉米的草谷比取值均為2.0，其原因是 Li等[7]引用的值是對(duì) 2005年玉米秸稈量的預(yù)測(cè)值。

表2 2000?2003年中國(guó)作物秸稈資源量的評(píng)估(秸稈量單位：萬(wàn)噸)Table 2 China’s crop residues quantity during 2000?2003(Residue quantity unit: 104ton)

表3 2004?2005年中國(guó)作物秸稈資源量的評(píng)估(秸稈量單位：萬(wàn)噸)Table 3 China’s crop residues quantity during 2004?2005(Residue quantity unit: 104ton)

表4 2006?2007年中國(guó)作物秸稈資源量的評(píng)估(秸稈量單位：萬(wàn)噸)Table 4 China’s crop residues quantity during 2006?2007(Residue quantity unit: 104ton)

崔明等[2]和高利偉等[3]報(bào)道了中國(guó)對(duì) 2006年作物田間秸稈量評(píng)估研究結(jié)果，雖然他們也稱(chēng)之為作物秸稈量，但未包括作物加工副產(chǎn)物(表4)。崔明等[2]對(duì)2006年中國(guó)水稻、玉米、小麥、油菜和棉花5大作物田間秸稈量評(píng)估為4.3億t，雖然其玉米、油菜和棉花的草谷比取值和大多數(shù)的研究相比更為合理，但是小麥和水稻草谷比取值(分別0.73、0.68)過(guò)低，低估了作物的田間秸稈量。高利偉等[3]對(duì)2006年田間秸稈量評(píng)估結(jié)果為7.6億t，盡管沒(méi)有包括作物加工副產(chǎn)物，該研究對(duì)田間秸稈的評(píng)估所選的作物對(duì)象齊全，其草谷比的取值也更為趨于合理。但是，對(duì)玉米的草谷比仍取值為 2，由于玉米是我國(guó)最大作物之一，這樣必然過(guò)高評(píng)估了中國(guó)田間秸稈資源量。王曉玉等(未發(fā)表)的研究結(jié)果是本文作者對(duì)2006和2007年的大田秸稈資源量平均值評(píng)估，其結(jié)果為秸稈資源量為7.4億t，包括6.5億t的田間秸稈和0.9億t的作物加工副產(chǎn)物(表4)。王曉玉等(未發(fā)表)的研究以查閱(或地區(qū))2005?2009年測(cè)定的各省不同作物的收獲指數(shù)，不同省區(qū)以本地的當(dāng)前作物收獲指數(shù)計(jì)算作物秸稈量。在作物選擇上采用了完全統(tǒng)計(jì)方法，計(jì)算的過(guò)程中嚴(yán)格應(yīng)用作物生產(chǎn)學(xué)的概念，按本文所述的方法，分別計(jì)算了各作物的田間秸稈量和加工副產(chǎn)物量，是迄今為止以相對(duì)可靠方法評(píng)估得到相對(duì)準(zhǔn)確的研究，將于近期另文詳細(xì)報(bào)道。

4 中國(guó)秸稈資源的分布

4.1 秸稈的作物種類(lèi)分布

根據(jù)以上 1991?1999年秸稈資源量的評(píng)估研究，水稻、小麥和玉米 3大作物秸稈量占總量的76%～83%。2000?2006年秸稈資源總量中，這3大作物秸稈量的比例為 60%～89%。與 1991?1999年相比，這個(gè)范圍明顯過(guò)大。其原因當(dāng)然有作物產(chǎn)業(yè)布局和產(chǎn)量隨年度的變化，我們認(rèn)為更主要是進(jìn)入21世紀(jì)后研究秸稈資源的報(bào)道顯著增多，而研究者選取的作物對(duì)象差異更大導(dǎo)致3大作物占秸稈總量的比變化更大。例如，畢于運(yùn)等[1]的研究除包括所有大田作物田間秸稈和加工副產(chǎn)物外，還包括藥材、蔬菜和其他作物秸稈，該研究結(jié)果表明水稻、小麥和玉米3大作物秸稈量占總量的60%，王曉玉等(未發(fā)表)對(duì)中國(guó)大田作物田間秸稈量進(jìn)行了完全統(tǒng)計(jì)研究，也包括了水稻、玉米、棉花和甘蔗的加工副產(chǎn)物，但不包括藥材、蔬菜和其他作物，這3大作物秸稈量占總量的70%。其余的研究都是以大田作物為對(duì)象，均未將加工副產(chǎn)物計(jì)入秸稈總量，則 3大作物秸稈量占總量的范圍為 76%～89%。其中崔明等[2]選取作物種類(lèi)較少，選擇的大田作物只包含5類(lèi)，分別是水稻、小麥、玉米、油菜和棉花，該研究結(jié)果表明3大作物秸稈量占總量的89%，因此研究對(duì)象選擇的種類(lèi)是造成作物秸稈量差異的主要原因之一。

4.2 秸稈的地區(qū)分布

中國(guó)地域?qū)拸V，因不同地區(qū)農(nóng)業(yè)氣候、種植制度和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件不同，作物種類(lèi)變化很大，因此，各地區(qū)的作物秸稈種類(lèi)分布不同。MOA/DOE[11]和鐘華平等[8]分別研究了中國(guó) 1995年和 1998年田間秸稈在各省的分布，韓魯佳等[9]將全國(guó)分為華北、東北、華東、中南和西北5個(gè)地區(qū)研究了1999年田間秸稈的分布。汪海波等[4]和高利偉等[3]分別研究了2004年和 2006年田間秸稈在各省的分布。畢于運(yùn)等[1]研究了2005年中國(guó)田間秸稈和作物加工副產(chǎn)物地區(qū)的分布，將秸稈分布區(qū)分為東北區(qū)、黃淮海區(qū)、長(zhǎng)江中下游區(qū)、華南區(qū)、西南區(qū)、西北區(qū)和青藏區(qū)7個(gè)區(qū)域。

王曉玉等(未發(fā)表)的研究也以東北區(qū)、華北區(qū)、華東區(qū)、華中區(qū)、華南區(qū)、西南區(qū)、西北區(qū)和青藏區(qū)等 8個(gè)區(qū)域分析了中國(guó)秸稈地區(qū)分布特點(diǎn)(表5)。主要結(jié)果為，我國(guó)作物秸稈主要分布于華北、華中、華東和東北地區(qū)，其中黑龍江、河北、河南、山東、江蘇、湖南和四川 7個(gè)省是我國(guó)農(nóng)作物秸稈分布的主要地區(qū)，均超過(guò)3 000萬(wàn)t。稻秸是秸稈資源中占有比例最大的，約占總秸稈量的 30.4%，主要分布在華中地區(qū)(如湖南、湖北等)和華東地區(qū)(如江蘇、浙江、安徽等)；其次是玉米秸稈，約占總秸稈量的 21.1%，主要分布于東北和華北地區(qū)的各省份以及華東和華中的部分省份；小麥秸稈產(chǎn)量為農(nóng)作物秸稈量的第3位，約占17.9%，主要分布于華北地區(qū)(如山東、河南等)、華東地區(qū)(如江蘇、安徽等)。中國(guó)北方地處溫帶，主要種植作物是小麥、玉米；我國(guó)南方地處熱帶、亞熱帶，水稻是該地區(qū)最重要的作物品種；而西藏處于高寒地區(qū)，最主要的作物是棉花、青稞。

表5 中國(guó)2006?2007年平均秸稈資源量及不同地區(qū)分布(秸稈量單位：萬(wàn)噸)Table 5 China’s crop residues quantity and characteristics of regional distribution between 2006?2007(Residue quantity unit: 104ton)

5 秸稈資源評(píng)估研究存在的主要問(wèn)題

5.1 作物秸稈的概念不明確

由于以前研究者對(duì)作物秸稈概念和分類(lèi)沒(méi)有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，研究對(duì)象或范圍不一致，導(dǎo)致對(duì)中國(guó)秸稈資源評(píng)估結(jié)果的較大差異。雖然前人文獻(xiàn)中都稱(chēng)研究“作物秸稈”，但是秸稈涵蓋的范圍不同，多數(shù)研究以大田作物的“田間秸稈”作為中國(guó)秸稈資源，有的研究對(duì)象中大田作物的種類(lèi)也不完全，都沒(méi)有將稻殼、玉米芯和甜菜渣等作物加工副產(chǎn)物包括在內(nèi)。僅畢于運(yùn)等[1]和王曉玉等(未發(fā)表)分別估算了2005年大田作物秸稈和2006?2007年大田作物、園藝作物及其他作物秸稈資源量。對(duì)作物秸稈評(píng)估不一定要包括所有作物，但是對(duì)評(píng)估結(jié)果的報(bào)道要指明其準(zhǔn)確的作物種類(lèi)范圍。最后，花生和薯類(lèi)等作物在收獲時(shí)拔出一定量的根也應(yīng)屬于田間秸稈，前人對(duì)秸稈的評(píng)估所道均未計(jì)入，因?yàn)橐圆莨缺扔?jì)算得到的只是地上部田間秸稈。

5.2 草谷比取值差異大

在作物種類(lèi)相同和計(jì)算方法正確時(shí)，估算秸稈產(chǎn)量的準(zhǔn)確性則唯一取決于草谷比是否準(zhǔn)確。前人評(píng)估秸稈文獻(xiàn)的草谷比取值差異非常大(表 1～4)，以中國(guó) 3大作物之一水稻為例，有約占一半的研究者將草谷比取值為0.62或0.68，其余研究者取值在0.9～1.1之間，草谷比的差異導(dǎo)致水稻的秸稈量就會(huì)相差0.8億t之多。再如玉米的草谷比有 1.2、1.37和2三種取值，小麥草谷比多數(shù)取值為1.4，也有取值為0.73的。三大作物以外有的作物草谷比取值差異更大，如棉花的草谷比多研究者取值為 3，也有取值為 5.5或 9的。甘蔗和麻類(lèi)的草谷比的取值差異也較大。即使相對(duì)于同一年的草谷比，各位專(zhuān)家學(xué)者的估算量也可以說(shuō)相差很大。而且，研究者大都沒(méi)有對(duì)草谷比的取值作出明確的解釋?zhuān)谷藷o(wú)從判斷其合理性。對(duì)草谷比取值的差異導(dǎo)致了資源量評(píng)估值的差異。即便是不同研究者之間對(duì)全國(guó)秸稈總量評(píng)估值相近，但有的對(duì)玉米草谷比取值偏高，小麥玉米草谷比取值偏低，而另一研究者卻相反，對(duì)玉米取值偏低，對(duì)小麥取值偏高，其結(jié)果是作物秸稈類(lèi)型分布差異大。因此，要正確評(píng)估中國(guó)作物秸稈資源量及其分布，必須要獲得最接近作物生產(chǎn)實(shí)際的草谷比。

5.3 草谷比的取值不符合當(dāng)前作物生產(chǎn)現(xiàn)狀

影響作物草谷比首要的因素是品種改良，隨著作物新品種的選育更新，從過(guò)去到現(xiàn)在總的來(lái)說(shuō)應(yīng)是不斷下降的。最為顯著的例子是玉米，20年前玉米雖然也是 3大作物之一，但由于不屬主糧而稱(chēng)雜糧，育種和栽培都未受重視，其草谷比較高，甚至高達(dá) 2都是可能的。但是，在我國(guó)主要作物中，玉米是二、三十年以來(lái)品種改良和生產(chǎn)水平提高幅度最大的作物，到21世紀(jì)，玉米生產(chǎn)的草谷比取值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于2了。因此，對(duì)各種作物秸稈量的評(píng)估，都應(yīng)取當(dāng)前生產(chǎn)中主栽品種的草谷比。雖然作物草谷比是隨時(shí)間因品種改良而變化的，但在一定短期時(shí)間是相對(duì)穩(wěn)定的，應(yīng)以10年期限合適。影響作物草谷比的另一個(gè)重要因素是栽培環(huán)境，對(duì)于評(píng)估秸稈資源量來(lái)說(shuō)，這一因素集中體現(xiàn)于各地區(qū)的土壤、氣候以及耕作制度和栽培條件的不同，引起不同地區(qū)同一作物草谷比不同。以往的研究報(bào)道同作物以同一個(gè)草谷比來(lái)估算全國(guó)各地的秸稈資源量，必然會(huì)導(dǎo)致較大誤差。本文作者已查閱了 2005?2009年測(cè)定的作物在其主要生產(chǎn)省的收獲指數(shù)，將換算為草谷比于近期另文發(fā)表。

5.4 對(duì)于農(nóng)作物產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)和產(chǎn)量構(gòu)成認(rèn)識(shí)不清楚

研究者首先要明確作物產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)指標(biāo)是指干重還是鮮重，從而通過(guò)計(jì)算保證對(duì)秸稈量的評(píng)估值是干重。中國(guó)作物產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中，籽粒產(chǎn)量均為風(fēng)干重，薯類(lèi)作物是折糧重量，即1964年以后按每5 kg鮮薯折1 kg糧食計(jì)算，因此其產(chǎn)量也相當(dāng)于風(fēng)干重，花生產(chǎn)量為帶殼的花生果風(fēng)干重，甘蔗、甜菜、蔬菜和香蕉等作物產(chǎn)量則是鮮重。干重產(chǎn)量可直接計(jì)算秸稈量，鮮重產(chǎn)量則應(yīng)乘以折干率(即1?含水率)換算為風(fēng)干重。其次，要明確作物產(chǎn)量是指作物的哪一部分，如棉花產(chǎn)量有皮棉和籽棉之分，我國(guó)統(tǒng)計(jì)棉花產(chǎn)量多數(shù)是指皮棉產(chǎn)量，對(duì)于子棉產(chǎn)量要乘以衣分換算為皮棉產(chǎn)量。而且，要注意以草谷比和皮棉相乘獲得的值不是棉花田間秸稈量，因?yàn)槠渲泻忻拮?，減除棉籽產(chǎn)量后的量才是棉花田間秸稈量。又如，因?yàn)橛衩桩a(chǎn)量統(tǒng)計(jì)中不包括玉米芯，玉米以草谷比計(jì)算得到的應(yīng)是田間秸稈和加工副產(chǎn)物之和。

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China’s crop residues resources evaluation

Guanghui Xie1,2*, Xiaoyu Wang1*, and Lantian Ren1
1 College of Agronomy and Biotechnology, China Agricultural University, Beijing 100193, China 2 Biomass Engineering Centre, China Agricultural University, Beijing 100193, China

Received:May 21, 2010;Accepted:June 30, 2010

Supported by:Key Projects in the National Science and Technology Pillar Program during the Eleventh Five-Year Plan Period(No.2006BAD07A04).

Corresponding author:Guanghui Xie.Tel: +86-10-62734888; Fax: +86-10-62731298; E-mail: xiegh@cau.edu.cn*These authors contributed equally to this study.“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃(No.2006BAD07A04)資助。