農(nóng)作物秸稈機械化綜合利用探討

徐海霞

（灌云縣小伊鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村和社會事業(yè)局，江蘇 連云港 222200）

傳統(tǒng)的農(nóng)作物秸稈處理方式，如焚燒和簡單堆放，往往會導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境問題和資源浪費。針對傳統(tǒng)處理方式存在的弊端，如何高效、環(huán)保地處理和利用秸稈成為科研與產(chǎn)業(yè)界的重要研究課題。而隨著農(nóng)業(yè)科技的不斷發(fā)展，農(nóng)作物秸稈機械化綜合利用逐漸成為解決農(nóng)作物秸稈回收利用問題的重要手段。機械化綜合利用方式不僅有助于解決環(huán)境問題，還能為我國的農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展提供助力。因此，本文將對農(nóng)作物秸稈機械化綜合利用進行探討，希望為相關(guān)領(lǐng)域提供一些新的思路與方向。

1 焚燒秸稈的危害

在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式下，針對農(nóng)作物秸稈的處理主要采取焚燒方式。但隨著環(huán)境保護意識的提升，人們逐漸認(rèn)識到焚燒秸稈的弊端。首先，焚秸稈燒會釋放大量有害氣體，如硫化物、氮氧化物、一氧化碳、揮發(fā)性有機物和顆粒物等，相關(guān)有害物質(zhì)不僅對人體健康構(gòu)成威脅，可能引發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病，還會加劇大氣污染，特別是會導(dǎo)致PM2.5濃度增加，形成霧霾，影響大氣透明度[1]。其次，焚燒釋放的二氧化碳和甲烷等溫室氣體會加速全球氣候變暖，對環(huán)境生態(tài)造成長期的負(fù)面影響。再次，空地焚燒會導(dǎo)致地面溫度上升，導(dǎo)致土壤中的有益微生物死亡，降低土壤肥力，最終影響農(nóng)作物產(chǎn)量，更為嚴(yán)重的是會造成土地退化，影響農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力。最后，直接焚燒的處理方式會造成資源的大量浪費，而經(jīng)資源化處理后的秸稈可以作為有機肥、飼料或能源，為社會創(chuàng)造更大的經(jīng)濟價值，直接焚燒的處理方式使得能夠被轉(zhuǎn)化為資源的秸稈直接被浪費。

2 農(nóng)作物秸稈機械化綜合利用方向

2.1 秸稈還田

秸稈還田是一種較為常見的秸稈利用方式，其方法是將農(nóng)作物秸稈粉碎后均勻地撒施于田間，同時配合施入適量的氮肥和磷肥，然后深翻入土，使其自然腐爛。土壤中的秸稈腐爛過程中會產(chǎn)生大量的有機酸，可提高土壤的通透性、改善土壤團粒結(jié)構(gòu)、降低土壤pH 值。另外，秸稈還田可以促進農(nóng)作物根系生長，有利于作物吸收養(yǎng)分和水分[2]。我國農(nóng)作物種植面積較大，每年產(chǎn)生的秸稈量也相當(dāng)可觀。因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中要大力推廣農(nóng)作物秸稈還田技術(shù)，以利于實現(xiàn)資源的循環(huán)利用[3]。目前，秸稈機械化還田技術(shù)主要有以下幾種：一是直接粉碎農(nóng)作物秸稈后將其均勻地撒施于田間，然后用深翻機進行深翻，使秸稈與土壤混合。這種方法適用于土壤疏松、通透性好的地方，在輕質(zhì)土壤如沙土中效果尤為明顯。二是在秸稈粉碎后，進行發(fā)酵處理，再將其均勻撒施于田間，并深翻入土[4]。發(fā)酵過程可以促進秸稈更快地腐爛，產(chǎn)生的有機酸更多，有利于提高土壤肥力。這種方法適用于那些土壤肥力較低的地方。三是在秸稈粉碎后，將其與其他有機物質(zhì)如畜禽糞便混合，然后將混合物均勻撒施于田間，并深翻入土。這種方法適用于需要大量有機肥料改良的地方，特別是在土壤鹽堿化嚴(yán)重或土壤酸化的地方。四是將秸稈直接粉碎并均勻撒施于田間，但不進行深翻，讓其自然腐爛。這種方法適用于水源充足、土壤濕潤的地方，尤其是潮濕的南方地區(qū)。

2.2 秸稈飼料化

飼料化利用技術(shù)可以使作物秸稈的營養(yǎng)成分得到充分利用，能有效提高資源利用率和經(jīng)濟效益，使農(nóng)作物秸稈實現(xiàn)經(jīng)濟化利用。秸稈飼料化利用主要包括農(nóng)作物秸稈青貯、氨化和微貯等。

青貯是一種特殊的飼草保存方法，利用厭氧條件下的乳酸菌將秸稈中的可溶性碳水化合物（如糖）轉(zhuǎn)化為乳酸。隨著乳酸的生成和積累，秸稈的pH 值能夠迅速降低至4.0 以下，從而抑制有害微生物（如霉菌和腐敗細(xì)菌）的生長，確保飼料在較長時間內(nèi)的穩(wěn)定和貯存。與此同時，大部分的營養(yǎng)成分（如蛋白質(zhì)）得以在這個過程中被保存。因此，青貯飼料的營養(yǎng)價值相對較高。

農(nóng)作物秸稈氨化是將一定比例的秸稈與尿素（或其他含氮化合物）混合后，在密閉的氨化設(shè)備中進行氨化處理，使秸稈中的各種營養(yǎng)成分轉(zhuǎn)化為氨而被動物吸收利用。農(nóng)作物秸稈氨化后，可大大提高飼料的適口性和消化率，使其營養(yǎng)價值得到充分利用[5]。同時，農(nóng)作物秸稈氨化可以有效地改良土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，增加土壤的微生物數(shù)量，促進植物根系和土壤微生物之間的物質(zhì)交換，使植物根系和土壤微生物之間形成一個有機-無機體系，從而提高農(nóng)作物秸稈的營養(yǎng)價值。

農(nóng)作物秸稈微貯是指將秸稈原料預(yù)處理后，添加一定量的微生物菌種（如乳酸菌、酵母菌等），使其在一定條件下進行發(fā)酵，產(chǎn)生乳酸、乙醇等有機酸，然后在厭氧條件下進行厭氧發(fā)酵，產(chǎn)生的微生物細(xì)胞膜使其飼料具有一定的防腐能力[6]。經(jīng)過微貯處理后的秸稈可提高動物對粗蛋白的消化率，同時微貯能夠抑制青貯過程中產(chǎn)生氨氣、硫化氫等有害氣體，秸稈可長期保存而不腐爛變質(zhì)。

2.3 秸稈能源化

秸稈能源化利用是指通過一定的技術(shù)加工手段將農(nóng)作物秸稈轉(zhuǎn)化成能直接作為能源使用的生物質(zhì)燃料。秸稈能源化利用不僅可以解決農(nóng)作物秸稈的處置問題，減少焚燒秸稈造成的環(huán)境污染，還可以為我國提供一種可再生、清潔、低碳的能源，有助于緩解我國的能源危機。我國是世界上最大的農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)國，近年來，各地對秸稈能源化利用技術(shù)進行了大量研究，并取得了顯著成效。截至2021年底，我國生物質(zhì)發(fā)電累計裝機容量達3 798 萬kW，同比增長31%，約占全國總發(fā)電裝機容量的1.6%。秸稈氣化是目前秸稈能源化利用的主要技術(shù)手段[7]，是一種在沒有氧或氧氣量少的環(huán)境中，通過高溫將秸稈轉(zhuǎn)化為氣態(tài)燃料的技術(shù)。這種燃料氣主要包括氫、一氧化碳、甲烷和其他可燃?xì)怏w，可直接用于燃燒或進一步轉(zhuǎn)化為其他能源產(chǎn)品[8]。在秸稈氣化技術(shù)中，首先要對農(nóng)作物秸稈進行預(yù)處理，如粉碎、干燥等，以提高其氣化效率。然后，通過特定的反應(yīng)器進行高溫氣化，生成燃料氣。生成的燃料氣可以直接用于燃燒，或者通過進一步的清潔和升級，轉(zhuǎn)化為更高品質(zhì)的燃料[9-10]。此外，秸稈也可以通過壓縮和固化處理制成生物質(zhì)顆粒或生物質(zhì)煤，這些固態(tài)燃料可以直接在鍋爐中燃燒，用于取暖、供熱或發(fā)電。與傳統(tǒng)煤炭相比，這些固態(tài)生物質(zhì)燃料燃燒時釋放的硫和氮的含量較低，有助于減少大氣污染。

3 推進農(nóng)作物秸稈機械化綜合利用的策略

3.1 培育一批產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營主體

秸稈機械化綜合利用產(chǎn)業(yè)具有顯著的公益性質(zhì)，企業(yè)和農(nóng)民是秸稈機械化綜合利用的兩大主體，在秸稈機械化綜合利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。培育一批產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營主體，才能更好地發(fā)揮政府的引導(dǎo)作用，加快秸稈機械化綜合利用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進程。因此，要大力培育各類專業(yè)化服務(wù)組織和農(nóng)業(yè)社會化服務(wù)組織，積極引進、培育秸稈收儲、運輸和深加工等企業(yè)。同時，要進一步加大對農(nóng)機合作社、農(nóng)機大戶和農(nóng)機手的扶持力度，讓他們成為推進秸稈機械化綜合利用的生力軍。還要建立健全秸稈機械化綜合利用社會化服務(wù)體系，加強對秸稈還田的組織引導(dǎo)，重點鼓勵農(nóng)機合作社、農(nóng)機大戶等新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體實施秸稈機械化還田作業(yè)，逐步形成政府推動、市場拉動、服務(wù)跟進的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營格局。同時，積極探索新形勢下推廣應(yīng)用農(nóng)作物秸稈機械化還田作業(yè)的有效途徑。

3.2 加大科研攻關(guān)力度

農(nóng)業(yè)科技是發(fā)展秸稈機械化綜合利用的根本動力，要通過建立科研項目和試驗示范基地，加快新技術(shù)、新裝備、新產(chǎn)品的研發(fā)，探索秸稈機械化綜合利用的有效模式，不斷提升秸稈機械化綜合利用水平[11-12]。通過組織專家學(xué)者和農(nóng)機企業(yè)深入基層開展調(diào)研，摸清當(dāng)前農(nóng)作物秸稈機械化綜合利用現(xiàn)狀，找準(zhǔn)制約秸稈機械化綜合利用的瓶頸問題。在此基礎(chǔ)上加大科研投入力度，加大技術(shù)攻關(guān)力度，加強關(guān)鍵環(huán)節(jié)的技術(shù)研究，開展農(nóng)作物秸稈機械粉碎還田、過腹還田、氨化、生物發(fā)酵等技術(shù)研究和示范推廣。通過示范應(yīng)用，驗證新技術(shù)的可行性，總結(jié)推廣成功經(jīng)驗和典型模式，建立健全技術(shù)規(guī)程和操作規(guī)程。

3.3 強化技術(shù)推廣體系建設(shè)

各級政府要加快建立健全農(nóng)業(yè)機械推廣體系，依托縣、鄉(xiāng)、村三級農(nóng)機服務(wù)組織，建立秸稈綜合利用的示范基地和專業(yè)合作社。通過農(nóng)機大戶、家庭農(nóng)場等新型經(jīng)營主體帶動，把秸稈機械化還田等先進適用技術(shù)推廣到廣大農(nóng)戶中。同時，各級農(nóng)機部門要積極引導(dǎo)農(nóng)民采用先進適用的秸稈機械化還田技術(shù)，加強技術(shù)指導(dǎo)和服務(wù)工作。鼓勵農(nóng)機企業(yè)研發(fā)適合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機械裝備，提供優(yōu)質(zhì)高效服務(wù)。加強對秸稈綜合利用技術(shù)的宣傳和推廣，組織開展形式多樣的宣傳活動，普及秸稈機械化利用知識。根據(jù)各地秸稈綜合利用模式、技術(shù)路線、設(shè)備種類、設(shè)備數(shù)量等，采取多種形式加強培訓(xùn)工作。同時，加大對秸稈綜合利用機械生產(chǎn)企業(yè)的扶持力度，對秸稈綜合利用機械生產(chǎn)企業(yè)給予優(yōu)惠政策支持。加強技術(shù)指導(dǎo)和服務(wù)工作，努力提高秸稈機械化利用水平。

3.4 加強秸稈利用宣傳工作

大力宣傳國家秸稈綜合利用的相關(guān)政策，利用各種媒體和宣傳平臺，采取多種形式，廣泛宣傳秸稈綜合利用的意義和政策，營造濃厚的輿論氛圍。要加強對秸稈機械化還田技術(shù)和農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用等方面知識的宣傳，使廣大農(nóng)民群眾充分認(rèn)識到秸稈還田、秸稈回收利用對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的促進作用，讓農(nóng)民群眾真正了解秸稈機械化還田和綜合利用所帶來的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益，為下一步推進農(nóng)作物秸稈機械化綜合利用營造良好的輿論氛圍。同時，還要引導(dǎo)社會力量共同參與農(nóng)作物秸稈綜合利用工作，提高農(nóng)作物秸稈機械化綜合利用率，促進生態(tài)文明建設(shè)。

4 小結(jié)

農(nóng)作物秸稈作為一種長久以來被低估的農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品，正逐步顯現(xiàn)出其綜合利用方面的巨大潛能。焚燒秸稈不僅會對環(huán)境造成傷害，還浪費了其本身的價值。通過機械化的手段，推進秸稈還田、飼料化應(yīng)用以及能源化應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對秸稈資源的高效應(yīng)用。展望未來，期望農(nóng)作物秸稈綜合利用可以得到更廣泛的推廣和更深入的發(fā)展，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護開創(chuàng)新的篇章。