秸稈綜合利用與農業生態環境保護分析

包明忠

（山東省濟寧生態環境監測中心 山東 濟寧 272000）

引言

秸稈是農業生產過程中大量產生的廢棄物，通常以傳統的焚燒、露天堆放或者直接留在農田中等方式處理，但這些傳統處理方式存在諸多問題。首先，秸稈焚燒會產生大量有害氣體和顆粒物，對空氣質量和人類健康構成威脅。其次，露天堆放或者直接留在農田中的秸稈容易引發火災，給農田和周邊環境帶來嚴重破壞，同時秸稈的長時間堆積會導致土壤質量下降，增加土地退化和農作物生長的障礙。因此，秸稈綜合利用成為解決這些問題的重要途徑。

秸稈綜合利用是指將秸稈作為資源進行回收和再利用的過程，利用秸稈潛在的能源和營養價值，實現廢棄物向資源的轉化。秸稈綜合利用不僅可以解決廢棄物處理難題，還可以為農業生態環境保護提供多重效益。首先，秸稈能源利用技術（秸稈發電和秸稈制熱）可以替代化石燃料的使用，減少對有限能源資源的依賴，同時降低溫室氣體排放和空氣污染。其次，將秸稈制成有機肥料可以改善土壤結構，提高土壤肥力，促進農作物生長，同時減少化肥的使用，有利于農業可持續發展。另外，秸稈綜合利用還可以促進生態系統的穩定性和保護生物多樣性，并提供生態服務。因此，秸稈綜合利用具有重要的背景和挑戰，但通過開發和推廣秸稈綜合利用技術，不僅可實現資源的循環利用、環境污染的減少，還可保護農業生態環境與促進農業可持續發展。

1 秸稈綜合利用的背景與挑戰

1.1 秸稈產生與管理的現狀

在現代農業生產中，秸稈作為廢棄物大量產生，如稻谷、小麥、玉米等作物的秸稈都會在農作物收獲后留下[1]。目前，全球每年產生的秸稈數量非常龐大且不斷增加，秸稈管理面臨一系列挑戰。首先，秸稈的大規模產生導致了其有效處理和儲存的難題，如秸稈焚燒會釋放大量有害氣體和顆粒物，對空氣質量和人體健康產生負面影響；露天堆放或直接留在農田中會導致火災風險、土地退化以及病蟲害的滋生。其次，傳統處理方式帶來的環境問題也不容忽視，如焚燒秸稈會增加大氣中的溫室氣體排放，加劇氣候變化問題；秸稈露天堆放或直接留在農田中會導致土壤質量下降，降低土壤肥力，影響農作物的生長發育，甚至引發土壤侵蝕和水體污染。

秸稈綜合利用的背景在于解決這些挑戰，實現秸稈的資源化利用，減少環境污染和資源浪費，同時推動農業生態環境的保護和可持續發展。因此，采用先進的秸稈綜合利用技術，可將秸稈轉化為能源、有機肥料等有價值的產品，為農業生態環境保護提供多重效益。

1.2 秸稈綜合利用的潛力與重要性

1.2.1 可有效回收和再利用農業廢棄物資源

秸稈本身蘊含豐富的能源和養分，通過適當的處理和轉化，可以將其轉變為有價值的能源和有機肥料等產品。秸稈能源利用技術（秸稈發電和秸稈制熱）可提供清潔、可再生的能源替代傳統化石燃料，減少對有限能源資源的依賴。同時，將秸稈制成有機肥料可以補充土壤養分，提高土壤肥力，促進農作物的健康生長。因此，秸稈綜合利用不僅可以有效回收資源，還可減少環境污染和資源浪費。

1.2.2 對農業生態環境保護具有重要意義

通過秸稈綜合利用，可減少傳統處理方式帶來的環境問題，秸稈焚燒釋放的有害氣體和顆粒物都可以得到有效控制，同時減少露天堆放和直接留在農田中的做法，避免火災風險和土地退化，保護土壤質量和生態系統的穩定性。另外，秸稈綜合利用可以減少化肥的使用，降低農業對化學農藥和化學肥料的依賴，有利于生態農業和農業可持續發展。因此，秸稈綜合利用作為資源回收和再利用的重要途徑，對農業生態環境保護具有重要意義。

2 秸稈綜合利用的技術與應用

2.1 秸稈綜合利用的概念和定義

秸稈綜合利用指的是將農作物收獲后剩余的秸稈，通過適當的處理和轉化，轉變為有價值的能源、有機肥料或其他可利用的產品的過程。這一概念強調了將秸稈視為資源而非廢棄物，并進行回收、轉化和再利用的綜合利用方式。

秸稈綜合利用涵蓋了多種技術與方法，其中能源利用技術是一個重要方面。如，秸稈發電通過將秸稈燃燒產生蒸汽，驅動發電機發電，是一種常見的能源利用方式；秸稈制熱技術將秸稈燃燒用于供暖或工業用途。因此，秸稈綜合利用中的能源利用技術，不僅可以提供清潔的可再生能源，減少對傳統化石燃料的依賴，還能減少溫室氣體排放和空氣污染。此外，秸稈制成有機肥料也是秸稈綜合利用的重要方面。通過將秸稈進行壓塊、堆肥或發酵等處理制成有機肥料，不僅可用于改善土壤質量、提高土壤肥力和保護農作物健康生長，還有助于減少對化學肥料的依賴，降低農業對環境的負面影響，并促進土壤生態系統的健康發展。

秸稈綜合利用的優勢在于其在資源回收和環境保護方面的效益，通過將秸稈轉化為能源或有機肥料等有價值的產品，可以最大限度地回收和利用農業廢棄物，減少環境污染。因此，秸稈綜合利用作為一種環保技術與方法，具有廣闊的應用前景和重要的環境效益。

2.2 秸稈能源利用技術

在秸稈綜合利用中，能源利用技術是一個重要的發展方向，秸稈發電和秸稈制熱是2 種常見的能源利用技術。秸稈發電是通過將秸稈燃燒產生的熱能轉化為電能的過程，秸稈被燃燒后釋放出的熱能可以用來產生蒸汽，然后驅動渦輪發電機發電，將農作物秸稈轉化為清潔的可再生能源，用于供應農村地區或城市的電力需求，不僅可以減少對傳統化石燃料的依賴，還能降低溫室氣體排放，對于應對氣候變化具有積極意義。秸稈制熱是將秸稈燃燒用于供暖或工業用途，通常采用鍋爐或熱風爐等設備，將秸稈燃燒產生的熱能用于加熱建筑、加工過程或其他熱能需求，可以提供清潔、可再生的熱能替代傳統的化石燃料，減少對化石能源的依賴。

秸稈能源利用技術能充分利用秸稈這一豐富的生物質資源，并將其轉化為有價值的能源，提供清潔、可再生的替代能源供應；秸稈能源利用可減少對化石燃料的依賴，降低能源供應的成本，并促進能源結構的多樣化和可持續發展；秸稈能源利用能減少溫室氣體的排放，對應對氣候變化和改善空氣質量具有顯著作用。因此，秸稈能源利用技術的推廣和應用不僅有助于減少農作物廢棄物的處理難題，還能為可持續能源發展和環境保護做出重要貢獻。

2.3 秸稈有機肥料利用技術

秸稈制成有機肥料也是秸稈綜合利用的重要方向之一。通過適當的處理和轉化，將秸稈轉化為有機肥料，可以為土壤提供養分和改善土壤結構，促進植物生長和農作物產量的提高。秸稈制成有機肥料的技術包括壓塊、堆肥和發酵等處理過程。其中，壓塊是將秸稈壓制成塊狀，提高其密度和便于儲存與運輸；堆肥是將秸稈與其他有機廢棄物一起進行分層堆放，通過微生物的分解作用，使其逐漸轉化為有機肥料；發酵則利用微生物的發酵過程，對秸稈進行處理，轉化為有機肥料。

秸稈制成有機肥料具有諸多優勢且應用廣泛。首先，有機肥料能夠為土壤提供豐富的有機質和營養元素，改善土壤質量增加土壤保水保肥能力，改善土壤結構增加土壤通氣性和保持性，有利于根系生長和植物栽培；其次，有機肥料能夠促進土壤微生物活動和生物多樣性，維持土壤生態系統的穩定性和健康狀態。秸稈有機肥料廣泛應用于農業生產中，有機肥料可直接施用于農田或與化肥混合使用，并提高土壤肥力和農作物產量；有機肥料也被廣泛應用于果園、蔬菜種植、花卉養殖等農業領域，為植物的生長提供養分和營養素。因此，秸稈制成有機肥料對于土壤保護和農業可持續發展具有積極的影響。

3 秸稈綜合利用與農業生態環境保護的關系

3.1 土壤保護與秸稈綜合利用

秸稈綜合利用對土壤保護具有重要意義，如將秸稈還田作為一種常見的利用方式，不僅能夠改善土壤結構、增加土壤有機質含量，還能提供養分和微生物活性，促進土壤生態系統的健康發展。另外，秸稈還田可以改善土壤結構，增加土壤的通氣性和保水性，有助于防止土壤侵蝕和水土流失。同時，秸稈在分解過程中釋放出的有機物質也可作為土壤養分，為植物生長提供所需的營養元素。這種循環利用的方式能夠減少對化肥的依賴，降低化學肥料對土壤的負面影響。

秸稈綜合利用還能促進土壤微生物的活動和多樣性，秸稈中的有機物質可為微生物生長和繁殖提供營養源，增加了土壤微生物的數量和多樣性。微生物在土壤生態系統中發揮著重要的作用，參與有機物質的分解、養分的循環和植物病害的防治，因此秸稈綜合利用可增加土壤微生物的活性，提高土壤的生物學活性，有助于維持土壤的健康和生態功能。

3.2 空氣質量與秸稈綜合利用

秸稈焚燒對空氣質量具有負面影響，釋放出大量的顆粒物和有害氣體，對環境和人體健康造成威脅。而秸稈綜合利用則提供了一種替代方式，能有效減少秸稈焚燒帶來的空氣污染和健康風險。通過秸稈能源利用技術，如秸稈發電和秸稈制熱，可以將秸稈燃燒產生的熱能轉化為電力或熱能，避免了秸稈焚燒釋放的大量污染物。這些技術采用先進的燃燒和過濾設備，能夠有效控制燃燒過程中產生的顆粒物和有害氣體的排放。與傳統的秸稈焚燒相比，秸稈能源利用技術具有更高的燃燒效率和更低的污染排放水平，能夠減少大氣污染物的釋放，改善空氣質量。此外，秸稈制成有機肥料的利用方式也能減少秸稈焚燒的需求。將秸稈轉化為有機肥料后，不僅能夠有效利用秸稈資源，還能提供農業生產所需的養分。通過推廣有機肥料的應用，農民可以減少對化肥的使用，減少化肥生產和運輸過程中產生的環境污染。這種方式有助于降低秸稈焚燒對空氣質量的負面影響，并促進農業的可持續發展。

3.3 生態系統保護與秸稈綜合利用

首先，秸稈綜合利用可增加生態系統的穩定性，如通過將秸稈還田或制成有機肥料，可以改善土壤質量和保持土壤濕度，促進農田生態系統的穩定運行，而穩定的土壤結構和水分含量有助于維持農作物的健康生長，減少土壤侵蝕和退化的風險，保護農田生態系統的穩定性。其次，秸稈綜合利用對生物多樣性的保護具有積極的影響，如秸稈覆蓋物提供了生物多樣性的棲息地，吸引了各種土壤生物、昆蟲和微生物的生存和繁殖，而這些生物在農田生態系統中扮演著重要的角色，參與有機物分解、養分循環和害蟲控制等生態過程，因此通過秸稈綜合利用可提高生物多樣性機會，維持生態平衡，并減少對化學農藥的依賴，促進農田生態系統的健康發展。最后，秸稈綜合利用對農田生態系統的氮循環具有重要影響，秸稈中含有豐富的有機氮，可通過適當的處理和利用，在農田中釋放出來，作為農作物重要的養分來源，從而減少農業對合成氮肥的需求，降低化學肥料使用對環境造成的負面影響，進而保護水體質量，減少氮污染對水生生態系統的危害。

綜上所述，秸稈綜合利用對農業生態環境保護具有重要的整體效益和可持續發展的支持作用。通過促進生態系統穩定性、保護生物多樣性和提供生態服務，秸稈綜合利用能夠為實現可持續農業發展和農田生態環境保護提供創新的解決方案。未來，進一步的研究和實踐應該致力于推動秸稈綜合利用技術的發展。

結語

綜合分析秸稈綜合利用與農業生態環境保護之間的密切關系，發現秸稈產生與管理的現狀還存在諸多挑戰，傳統處理方式的不足導致秸稈處理帶來的環境問題日益突出。但秸稈綜合利用具有巨大的潛力和重要性，可作為資源回收和再利用的方式，不僅能夠減少資源浪費，還能提高資源利用效率。同時，秸稈綜合利用對農業生態環境保護具有長遠效益，有助于改善土壤質量、減少空氣污染和促進生態系統的穩定性。

在技術與應用方面，秸稈利用技術包括秸稈發電、秸稈制熱等能源利用技術及秸稈制成有機肥料的技術，這些技術的應用雖有助于減少化石燃料依賴，降低溫室氣體排放，并為農業提供可持續發展的有機肥料，但秸稈綜合利用仍面臨經濟、政策和社會限制，急需政府加強政策制定并大力支持和宣傳教育公眾深度參與。隨著科技的進步，更多高效、可持續的秸稈利用技術出現，將促使秸稈綜合利用在農業生態環境保護中發揮更大的作用。因此，目前應通過合理利用秸稈資源，實現資源回收再利用、減少環境污染，并為農業可持續發展和生態健康奠定堅實基礎。

此外，秸稈綜合利用還可與其他農業生態環境保護措施相結合，形成綜合的農業生態系統管理模式。未來的努力方向應在于克服技術、政策和社會因素的限制，推動秸稈綜合利用的廣泛應用，助力實現人與自然的和諧共生。