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作者：马秋颖中国农业科学院

学位级别：硕士

秸秆是重要农业产出物,用则为宝、弃则为害。在东北地区,玉米秸秆传统利用方式是用作家用柴薪、肥料化(主要直接还田)。但目前随着秸秆薪炭替代资源增多、收储成本攀升,同时东北地区玉米秸秆具有短期生物量大且集中的收获特性、气温低... 详细信息

秸秆是重要农业产出物,用则为宝、弃则为害。在东北地区,玉米秸秆传统利用方式是用作家用柴薪、肥料化(主要直接还田)。但目前随着秸秆薪炭替代资源增多、收储成本攀升,同时东北地区玉米秸秆具有短期生物量大且集中的收获特性、气温低不易腐解的地理特性、农民秸秆还田的方式及技术的局限性,使得秸秆直接还田效率大打折扣,不少农民随意丢弃秸秆、焚烧秸秆。因此本文在保证薪碳资源、直接还田的数量和效率基础上,积极探索在东北地区秸秆新型利用方式,分析其成本效益,提出合理政策建议,支撑有关部门决策出台相关政策,引导东北地区逐渐形成以秸秆还田为主、产业化发展、多元化利用的秸秆综合利用格局。本研究,首先在理论上确定秸秆资源评估与潜力分析方法,从秸秆数量、分布、处理方式等方面对东北地区整体玉米秸秆资源情况进行了全面分析。其次通过与相关作物学专家和土壤学专家进行入户调研和实地检测等方式,对目前占比最高的传统农用方式(薪炭资源、秸秆直接还田)、秸秆焚烧两种处理方式进行情况了解、问题分析,发现在保证基本还田量的基础上产业化的新型利用方式,可作为对秸秆焚烧变“堵”为“疏”的有效途径,并初步判断在东北地区新型利用方式中适宜性较强的方式是饲料化和燃料化利用。为了更好的评价产业化利用方式利用效果,选取目前东北具有典型示范意义的秸秆饲料、秸秆发电和秸秆糖醇三种主要利用方式作为分析对象,分别选取生态、经济、社会三方面,资源循环利用率、碳排放减少量、秸秆能量转化率、销售利润率、成本费用收益率、产业发展能力、增加就业机会、农民增收、资源替代效益等9个指标进行测算分析。为了更好的更直观的判断三种主要利用方式的效益水平,先对所获得的测算结果采用Z-score标准化方法进行归一化处理,再运用层次分析法(AHP)对所设立的9个指标、三个层面构成两两对比矩阵,求出各层次权重,最后得出主效益水平排序,判断新时期主要利用方式的发展前景。研究发现,目前东北地区玉米秸秆传统利用方式存在燃烧生态负外部性、还田转化率不高等问题。为更好地实现秸秆资源化利用,可以通过制成发酵饲料、生物发电和制造糖醇这三种方式进行补充利用,且总效益排序为秸秆饲料>秸秆发电>秸秆糖醇。在单独分析每项效益层次时发现,秸秆饲料方式通过使用创新性较高的发酵技术,产生较大的增值效益,而秸秆发电和秸秆糖醇两种方式由于秸秆需求量大、收储运过程中损耗较高导致成本增加,拉低经济效益水平。但是在生态效益方面,秸秆饲料相较其他两种利用方式速度缓慢且收获甚微。因此完善健全的玉米秸秆收储运体系、高水平的利用技术以及产业化发展、多元化利用格局显得尤为重要性。所以本文提出按照以传统农用方式为主、产业发展、疏堵结合、标本兼治的思路,充分发挥政府在秸秆资源利用中主导作用,坚持以科学合理的直接还田这种保护性耕作为主,通过加强还田技术、设备创新,合理规划还田数量、提高还田效率;同时积极引进市场中不同经营主体,建立高效健全的秸秆收储运体系,完善相关配套设施建设,加大对秸秆利用主体补贴力度,形成秸秆利用市场产业化利用,并在此基础上继续推行区域秸秆全量化利用模式,形成还田主导、多元化循环利用方式格局。

关键词：东北玉米秸秆主要利用方式成本效益分析多元化利用

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