秸稈綜合利用對農業生態環境保護的實施途徑綜述

秸稈綜合利用以可持續發展理念為基礎，以循環經濟為導向，以生態環境建設為保障，使秸稈向可利用資源轉化，達到秸稈循環利用、節能減排的目的。通過論述秸稈綜合利用和農業生態環境保護之間的聯系，對秸稈綜合利用的重要意義，方式及目前存在問題進行分析，提出解決對策。秸稈這一珍貴的可再生資源的綜合利用對提高農業資源利用效率，改善農村環境和農業可持續發展等方面都有著十分重要的作用。文章對秸稈機械化還田、秸稈氣化集中供氣、秸稈種植食用菌等幾種綜合利用方式進行了綜述，旨在為保護與改善農業生態環境提供參考。

農作物秸稈作為農業生產不可缺少的副產品，但長期以來大量秸稈直接燒掉或者丟棄，既浪費寶貴資源又對環境產生嚴重污染。焚燒秸稈所排放的大量煙塵及有害氣體嚴重污染空氣、影響人民群眾身體健康及生活質量。同時焚燒秸稈也會破壞土壤結構、降低土壤肥力、嚴重威脅農業生態環境。所以秸稈綜合利用成了現階段農業生態環境保護中的一項重要任務。文章將對秸稈綜合利用的重要性、利用方式、存在問題及解決對策展開論述，旨在為農業生態環境保護工作提供一些有益借鑒。

一、秸稈綜合利用與農業生態環境保護的關系

秸稈綜合利用和農業生態環境保護有著密切而又深刻的聯系，這一聯系不僅表現在資源循環利用層面上，而且深刻影響到農業可持續發展未來趨勢。

從資源循環利用角度看，秸稈是一種大量而又含有豐富有機質及各種營養元素的重要農業副產品。傳統處理方式如焚燒或者任意拋棄等既浪費這些珍貴資源又對環境產生嚴重污染。焚燒農作物秸稈所釋放的煙塵、一氧化碳和氮氧化物等有毒氣體，不僅對人體健康構成威脅，還進一步加劇了溫室效應和空氣質量的惡化。而綜合利用秸稈，可以通過一系列科學合理的技術手段把這些廢棄物變成寶貴的資源。如秸稈經發酵處理后可作為生物飼料應用于畜牧業；通過氣化和熱解等多種技術手段，可以將其轉變為清潔的能源形式，例如生物質氣和生物油，這些都是用于農村地區能源供應的；也可用作有機肥料還田以增加土壤肥力和促進作物的生長。這些綜合利用方式在使秸稈資源化利用的同時，也降低了對環境的污染，對農業生態環境保護起到了積極的促進作用。

秸稈的綜合利用對農業生態環境的改善有重大意義。秸稈還田一方面能增加土壤有機質含量、改善土壤結構、增強土壤保水保肥性能，使農田生態系統更加穩定、更具抵抗力。它對減少水土流失，防治土地荒漠化，提高農作物的產量與質量，都有著十分重要的作用。另一方面秸稈綜合利用也降低了化肥、農藥用量。化肥、農藥的超量施用是目前農業面源污染中最重要的一個來源，給水體、土壤及大氣環境帶來嚴重的污染。秸稈用作有機肥料還田時，可在一定程度上代替化肥使用，減少化肥使用量，降低農業生產成本。同時秸稈還田也能增加土壤微生物活性和土壤抗病蟲害能力以降低農藥用量。這對緩解農業面源污染，保護生態環境有著十分重要的意義。

二、秸稈綜合利用和農業生態環境保護的實施途徑

1、秸稈機械化還田

秸稈機械化還田是秸稈綜合利用最重要的方式，對推動農業生態環境保護和實現綠色循環發展有著難以估量的價值，這一方法不僅能夠有效解決秸稈焚燒帶來的環境污染問題，還能顯著提升土壤質量，為農作物的持續高產奠定堅實基礎。

具體而言，秸稈機械化還田是指利用先進農業機械直接把收割過的秸稈進行破碎，均勻地拋撒到農田地表，然后再利用深耕或者旋耕把秸稈翻埋到土壤中。在此過程中秸稈內有機質及養分被逐步分解釋放至土壤，從而有效地提高土壤有機質含量、改良土壤結構、增強土壤保水保肥性能。研究發現，在連續多年采用秸稈機械化還田技術的農田中，土壤中的有機質含量能夠提升大約0.5%～1%，同時土壤的容重有所下降，孔隙度有所增加，土壤的團粒結構也得到了顯著的優化。另外秸稈機械化還田有利于降低化肥用量，在傳統的農業生產過程中，農戶通常靠大量使用化肥以獲得較高產量，然而這一方式在提高農業生產成本的同時也易造成土壤板結、肥力降低、水體富營養化嚴重等一系列環境問題。秸稈還田以后，分解出來的營養可以滿足農作物一部分生長所需，因此降低了人們對于化肥的依賴性。根據數據顯示，將農作物的秸稈還入土地可以減少化肥的使用量大約20%～30%，同時還能增加農作物的產出5%～10%。為使秸稈機械化還田技術得到較好的推廣應用，各地方政府相繼出臺多項政策和措施。比如為購買秸稈還田機械農戶提供補助；組織專業技術人員到田間地頭開展技術指導與服務工作；通過組織培訓班，現場演示會，增強農民認知度，提高操作技能。這些舉措的落實，大大推動了秸稈機械化還田技術在我國的推廣應用。

2、秸稈氣化，集中供氣

秸稈氣化集中供氣是秸稈綜合利用的另一條重要途徑，它為優化農村能源結構、改善生態環境開辟了一條新途徑。這一方法通過氣化裝置將秸稈轉化為可燃氣體（主要是生物質氣），再通過管道輸送至農戶家中供炊事、取暖等使用。該清潔能源使用方式既減少秸稈焚燒對環境的污染問題，又降低農民能源消費成本。

具體地說，秸稈氣化集中供氣系統包括氣化爐，凈化裝置，儲氣柜及輸送管道。氣化爐高溫條件驅動秸稈熱解氣化反應產生含一氧化碳、氫氣、甲烷等可燃成分生物質氣。然后，對這些氣體進行凈化處理，除去雜質及有害物質，再將其存儲在儲氣柜內，通過管道傳輸到用戶端。根據估算，一個具有每日處理10t秸稈能力的氣化設施，能夠滿足大約500戶農家在烹飪和取暖方面的需求。秸稈氣化集中供氣推廣使用，既有利于解決農村能源短缺，又有利于農業廢棄物資源化利用。傳統農村能源消費多依靠薪柴，秸稈等生物質能源直接焚燒，該方法不但效率低而且污染大。而秸稈氣化技術使生物質能源得到高效轉化與清潔利用，對農村能源結構優化升級具有強大支持。與此同時，秸稈氣化集中供氣也拉動了相關行業的發展，以氣化設備為例，氣化設備在制造，安裝及維修過程中都需要得到專業技術支持與服務；氣化后的灰渣和其他廢棄物可用作有機肥料，也可用作建材原料，實現再利用。

3、秸稈種植食用菌

秸稈栽培食用菌是秸稈綜合利用創新模式之一，既豐富農業產業結構又有利于農業資源循環利用與生態環境保護。這一方法通過將秸稈作為食用菌的栽培基質，實現了農業廢棄物的資源化利用和增值轉化。

秸稈富含纖維素和半纖維素，這些營養成分非常適合食用菌的生長。在栽培過程中，經過預處理（如粉碎、消毒等）的秸稈與適量的輔料（如麥麩、石膏等）混合均勻后裝入菌袋或菌床中，再接種食用菌菌種進行培養。在食用菌生長發育過程中，秸稈所含營養成分被逐步吸收利用，轉化成食用菌菌絲體及子實體。該工藝不僅使秸稈減量化、資源化，而且生產出高營養價值食用菌制品。據統計資料表明，每產食用菌1t可耗秸稈2～3t左右。這就意味著利用秸稈種植食用菌技術可使大量農業廢棄物變成寶貴農產品。同時，食用菌的生長過程還能產生大量的菌絲體和子實體殘基（菌渣），這些菌渣經過處理后還可以作為有機肥料或飼料進行再利用。該循環利用方式既降低環境污染與資源浪費，又有利于農業生態系統良性循環與可持續發展。另外，秸稈種植食用菌經濟效益顯著，食用菌作為高蛋白、低脂肪，含有多種維生素及礦物質的健康食品已被越來越多的消費者所喜愛。利用秸稈栽培食用菌技術制成的食用菌產品，不但質量好，而且經濟實惠，給農民增收開辟了一條新路。同時，食用菌產業的發展還帶動了相關產業（比如菌種的生產，加工包裝，銷售物流）的協同發展，促進了農村經濟的繁榮和可持續發展。

4、秸稈發電改善農村能源結構

秸稈發電是秸稈綜合利用過程中的另一大亮點，顯示出農業廢棄物向清潔能源轉化的廣闊前景。本實用新型通過秸稈進入生物質發電廠后，經預處理，燃燒等工序，可高效地轉化成電能并提供給周邊區域。該發電方式在降低秸稈焚燒對環境造成污染的同時，也使農業廢棄物資源化，對改善農村能源結構，達到節能減排的目的起到積極作用。秸稈發電項目在實施過程中，既給農戶提供了一種新的秸稈處理方式，又推動了農村經濟向多元化方向發展，同時也是我國農業循環經濟發展的一次重大實踐。

5、秸稈肥料化

在討論秸稈綜合利用和農業生態環境保護問題時，秸稈肥料化毫無疑問是關鍵一環+這一方法不僅能夠有效減少秸稈焚燒帶來的環境污染，還能為農田提供寶貴的有機養分，促進土壤健康與農業生產的可持續發展。要使秸稈肥料化，關鍵是要把秸稈變成土壤中容易吸收和利用的有機肥料，機械粉碎是秸稈肥料化生產的首要環節，農作物收獲季節采用專用秸稈粉碎機械將田間殘留秸稈就地粉碎，使得秸稈長度變短，體積變小，方便后續加工還田，粉碎秸稈更容易混入土壤并加快土壤分解進程，在粉碎秸稈中摻入適量農家肥或者化肥，經堆肥發酵進一步轉化成高效有機肥料，堆肥時溫度、濕度及通氣條件的控制是關鍵，合適的環境條件可促進微生物繁殖與活動，加速秸稈分解。發酵一定時間后，秸稈的難降解成分如纖維素和半纖維素，逐步轉化成腐殖質等植物易于吸收和利用的形式，同時堆肥所產生的熱也可有效地殺死秸稈所帶有的病原菌及蟲卵，降低病蟲害發生率，以此來為實際工作提供一定的支持，促進農業的良好發展。最后將發酵后的秸稈有機肥料勻速撒在農田表層，采用深耕和深翻的方法翻埋在土壤中。這不僅可以確保秸稈肥料得到充分地利用，而且可以改善土壤結構和增強土壤的保水保肥性能。當秸稈在土壤里逐步分解時，它的營養就會慢慢釋放出來，被作物根系所吸收和利用，從而給作物生長帶來源源不斷的營養支撐。

6、秸稈飼料化

秸稈是農作物生產的副產品，富含纖維素與半纖維素，是畜牧業很有前途的飼料資源之一。經過科學加工處理及技術創新可使秸稈變成優質畜禽飼料以促進畜牧業生產效率和資源利用率。物理處理在秸稈飼料化過程中占有基本地位，秸稈經切割、粉碎、揉搓等物理方法處理，使之成為適宜畜禽采食的形式。這些加工過程可破壞秸稈纖維結構、增大秸稈表面積、提高秸稈孔隙度、方便畜禽咀嚼消化。同時，物理處理也可降低秸稈中塵土及雜質，改善飼料衛生質量。同時，要以化學處理為重點促進秸稈飼料品質改善。通過添加適量的化學試劑（例如，堿液、酸液、酶制劑）對秸稈進行浸泡或噴灑處理，可以破壞秸稈中的纖維素和木質素之間的結合鍵，使其變得更為柔軟和易于消化。化學處理也可提高秸稈營養成分含量及可利用性、改善飼料營養價值。但在化學試劑的應用過程中，需注意用量及處理時間的控制，以免給環境及畜禽健康帶來不利影響。

生物發酵處理是秸稈飼料化中的新技術，通過微生物發酵作用，使秸稈中纖維素、半纖維素等難降解成分變成易為畜禽吸收和利用的糖類，氨基酸及其他小分子物質。生物發酵處理不僅能夠提高秸稈飼料的適口性和營養價值，還能產生一些有益的生物活性物質（如益生菌、酶等），對畜禽健康具有積極的促進作用。同時生物發酵處理具有環保和節能的優勢，也是今后秸稈飼料化的一個主要發展方向。

7、秸稈原料化

秸稈原料化過程本質上就是自然資源深度挖掘和高效利用過程，既要從技術上不斷取得突破，又要從理念上有所改變，由“廢棄物”角度向“資源”角度過渡。在這種思想指導下，秸稈在許多工業領域中得到廣泛的應用并顯示出特有的魅力與潛能。

①秸稈越來越多地被用于造紙工業。傳統造紙業對木材資源依賴程度大，然而在森林資源日趨緊張的情況下，尋求替代原料已成為該產業的當務之急。秸稈具有纖維素含量豐富等優點，是一種較為理想的造紙原料。利用特定化學或者生物處理方法可從秸稈中提取纖維素加工優質紙漿。該秸稈基紙張不僅物理性能好，印刷適應性強，而且環保可再生，順應現代社會綠色消費潮流。

②將秸稈用于建筑材料領域亦有明顯進步。隨著環保和節能建筑材料要求的日益提高，秸稈復合材料被提出。該原料是利用秸稈作為基材，加入適量樹脂、膠黏劑和其他輔料經混合，成型和固化而成。秸稈復合材料不但質量輕，強度大，耐腐蝕，保溫隔熱，而且環保性能好，可降解。在建筑領域中，可應用于制造墻體、屋頂和地板等構件，對綠色建筑發展起到強大的支撐作用。

③秸稈在生物化工和環保治理方面也具有舉足輕重的地位。比如，用秸稈的木質素和其他組分可制造各種生物化學品，比如香料，染料和藥物中間體。這類產品應用范圍廣、附加值高，給秸稈原料化深度開發帶來更多的可能。同時，秸稈也可作為生物吸附劑和生物膜的原料應用于廢水處理和空氣凈化等環保領域中，對生態環境質量的提高起到促進作用。

值得關注的是秸稈原料化進程也遇到了挑戰與問題。如秸稈收集，貯存及運輸成本高等；秸稈原料質量及其穩定性受到很多因素的影響；秸稈原料化產品市場認知度與接受度亟待提升等。為解決上述問題，必須強化科技創新與政策引導以促進秸稈原料化技術日趨成熟與完善，在加大宣傳與推廣力度的同時，增強群眾對秸稈原料化產品認知與接受程度，另外，必須建立完善的市場機制與產業鏈體系，才能為秸稈原料化產業良性發展提供強有力的保障。

隨著世界范圍內對于可持續發展與環境保護關注程度的不斷提高，秸稈綜合利用在農業生態環境保護中的關鍵一環顯得越來越重要。通過文章的論述，使大家深深體會到秸稈既是農業生產的副產品，又是一種具有很大潛力的可再生資源。它的綜合利用既解決了秸稈焚燒對環境造成的污染，又增強了土壤肥力，推動了農業循環經濟的發展，同時也為農村能源供應開辟了一條新的途徑。

（作者單位：723100 陜西省漢中市南鄭區生態資源統籌發展中心；465400 河南省光山縣農業生態與資源保護站）