农作物秸秆机械化综合利用探讨

徐海霞

（灌云县小伊镇农业农村和社会事业局，江苏 连云港 222200）

传统的农作物秸秆处理方式，如焚烧和简单堆放，往往会导致严重的环境问题和资源浪费。针对传统处理方式存在的弊端，如何高效、环保地处理和利用秸秆成为科研与产业界的重要研究课题。而随着农业科技的不断发展，农作物秸秆机械化综合利用逐渐成为解决农作物秸秆回收利用问题的重要手段。机械化综合利用方式不仅有助于解决环境问题，还能为我国的农业循环经济的发展提供助力。因此，本文将对农作物秸秆机械化综合利用进行探讨，希望为相关领域提供一些新的思路与方向。

1 焚烧秸秆的危害

在传统农业生产模式下，针对农作物秸秆的处理主要采取焚烧方式。但随着环境保护意识的提升，人们逐渐认识到焚烧秸秆的弊端。首先，焚秸秆烧会释放大量有害气体，如硫化物、氮氧化物、一氧化碳、挥发性有机物和颗粒物等，相关有害物质不仅对人体健康构成威胁，可能引发呼吸系统疾病，还会加剧大气污染，特别是会导致PM2.5浓度增加，形成雾霾，影响大气透明度[1]。其次，焚烧释放的二氧化碳和甲烷等温室气体会加速全球气候变暖，对环境生态造成长期的负面影响。再次，空地焚烧会导致地面温度上升，导致土壤中的有益微生物死亡，降低土壤肥力，最终影响农作物产量，更为严重的是会造成土地退化，影响农业可持续发展能力。最后，直接焚烧的处理方式会造成资源的大量浪费，而经资源化处理后的秸秆可以作为有机肥、饲料或能源，为社会创造更大的经济价值，直接焚烧的处理方式使得能够被转化为资源的秸秆直接被浪费。

2 农作物秸秆机械化综合利用方向

2.1 秸秆还田

秸秆还田是一种较为常见的秸秆利用方式，其方法是将农作物秸秆粉碎后均匀地撒施于田间，同时配合施入适量的氮肥和磷肥，然后深翻入土，使其自然腐烂。土壤中的秸秆腐烂过程中会产生大量的有机酸，可提高土壤的通透性、改善土壤团粒结构、降低土壤pH 值。另外，秸秆还田可以促进农作物根系生长，有利于作物吸收养分和水分[2]。我国农作物种植面积较大，每年产生的秸秆量也相当可观。因此，在农业生产中要大力推广农作物秸秆还田技术，以利于实现资源的循环利用[3]。目前，秸秆机械化还田技术主要有以下几种：一是直接粉碎农作物秸秆后将其均匀地撒施于田间，然后用深翻机进行深翻，使秸秆与土壤混合。这种方法适用于土壤疏松、通透性好的地方，在轻质土壤如沙土中效果尤为明显。二是在秸秆粉碎后，进行发酵处理，再将其均匀撒施于田间，并深翻入土[4]。发酵过程可以促进秸秆更快地腐烂，产生的有机酸更多，有利于提高土壤肥力。这种方法适用于那些土壤肥力较低的地方。三是在秸秆粉碎后，将其与其他有机物质如畜禽粪便混合，然后将混合物均匀撒施于田间，并深翻入土。这种方法适用于需要大量有机肥料改良的地方，特别是在土壤盐碱化严重或土壤酸化的地方。四是将秸秆直接粉碎并均匀撒施于田间，但不进行深翻，让其自然腐烂。这种方法适用于水源充足、土壤湿润的地方，尤其是潮湿的南方地区。

2.2 秸秆饲料化

饲料化利用技术可以使作物秸秆的营养成分得到充分利用，能有效提高资源利用率和经济效益，使农作物秸秆实现经济化利用。秸秆饲料化利用主要包括农作物秸秆青贮、氨化和微贮等。

青贮是一种特殊的饲草保存方法，利用厌氧条件下的乳酸菌将秸秆中的可溶性碳水化合物（如糖）转化为乳酸。随着乳酸的生成和积累，秸秆的pH 值能够迅速降低至4.0 以下，从而抑制有害微生物（如霉菌和腐败细菌）的生长，确保饲料在较长时间内的稳定和贮存。与此同时，大部分的营养成分（如蛋白质）得以在这个过程中被保存。因此，青贮饲料的营养价值相对较高。

农作物秸秆氨化是将一定比例的秸秆与尿素（或其他含氮化合物）混合后，在密闭的氨化设备中进行氨化处理，使秸秆中的各种营养成分转化为氨而被动物吸收利用。农作物秸秆氨化后，可大大提高饲料的适口性和消化率，使其营养价值得到充分利用[5]。同时，农作物秸秆氨化可以有效地改良土壤结构，提高土壤肥力，增加土壤的微生物数量，促进植物根系和土壤微生物之间的物质交换，使植物根系和土壤微生物之间形成一个有机-无机体系，从而提高农作物秸秆的营养价值。

农作物秸秆微贮是指将秸秆原料预处理后，添加一定量的微生物菌种（如乳酸菌、酵母菌等），使其在一定条件下进行发酵，产生乳酸、乙醇等有机酸，然后在厌氧条件下进行厌氧发酵，产生的微生物细胞膜使其饲料具有一定的防腐能力[6]。经过微贮处理后的秸秆可提高动物对粗蛋白的消化率，同时微贮能够抑制青贮过程中产生氨气、硫化氢等有害气体，秸秆可长期保存而不腐烂变质。

2.3 秸秆能源化

秸秆能源化利用是指通过一定的技术加工手段将农作物秸秆转化成能直接作为能源使用的生物质燃料。秸秆能源化利用不仅可以解决农作物秸秆的处置问题，减少焚烧秸秆造成的环境污染，还可以为我国提供一种可再生、清洁、低碳的能源，有助于缓解我国的能源危机。我国是世界上最大的农作物秸秆生产国，近年来，各地对秸秆能源化利用技术进行了大量研究，并取得了显著成效。截至2021年底，我国生物质发电累计装机容量达3 798 万kW，同比增长31%，约占全国总发电装机容量的1.6%。秸秆气化是目前秸秆能源化利用的主要技术手段[7]，是一种在没有氧或氧气量少的环境中，通过高温将秸秆转化为气态燃料的技术。这种燃料气主要包括氢、一氧化碳、甲烷和其他可燃气体，可直接用于燃烧或进一步转化为其他能源产品[8]。在秸秆气化技术中，首先要对农作物秸秆进行预处理，如粉碎、干燥等，以提高其气化效率。然后，通过特定的反应器进行高温气化，生成燃料气。生成的燃料气可以直接用于燃烧，或者通过进一步的清洁和升级，转化为更高品质的燃料[9-10]。此外，秸秆也可以通过压缩和固化处理制成生物质颗粒或生物质煤，这些固态燃料可以直接在锅炉中燃烧，用于取暖、供热或发电。与传统煤炭相比，这些固态生物质燃料燃烧时释放的硫和氮的含量较低，有助于减少大气污染。

3 推进农作物秸秆机械化综合利用的策略

3.1 培育一批产业化经营主体

秸秆机械化综合利用产业具有显著的公益性质，企业和农民是秸秆机械化综合利用的两大主体，在秸秆机械化综合利用产业发展中发挥着重要作用。培育一批产业化经营主体，才能更好地发挥政府的引导作用，加快秸秆机械化综合利用产业化发展进程。因此，要大力培育各类专业化服务组织和农业社会化服务组织，积极引进、培育秸秆收储、运输和深加工等企业。同时，要进一步加大对农机合作社、农机大户和农机手的扶持力度，让他们成为推进秸秆机械化综合利用的生力军。还要建立健全秸秆机械化综合利用社会化服务体系，加强对秸秆还田的组织引导，重点鼓励农机合作社、农机大户等新型农业经营主体实施秸秆机械化还田作业，逐步形成政府推动、市场拉动、服务跟进的产业化经营格局。同时，积极探索新形势下推广应用农作物秸秆机械化还田作业的有效途径。

3.2 加大科研攻关力度

农业科技是发展秸秆机械化综合利用的根本动力，要通过建立科研项目和试验示范基地，加快新技术、新装备、新产品的研发，探索秸秆机械化综合利用的有效模式，不断提升秸秆机械化综合利用水平[11-12]。通过组织专家学者和农机企业深入基层开展调研，摸清当前农作物秸秆机械化综合利用现状，找准制约秸秆机械化综合利用的瓶颈问题。在此基础上加大科研投入力度，加大技术攻关力度，加强关键环节的技术研究，开展农作物秸秆机械粉碎还田、过腹还田、氨化、生物发酵等技术研究和示范推广。通过示范应用，验证新技术的可行性，总结推广成功经验和典型模式，建立健全技术规程和操作规程。

3.3 强化技术推广体系建设

各级政府要加快建立健全农业机械推广体系，依托县、乡、村三级农机服务组织，建立秸秆综合利用的示范基地和专业合作社。通过农机大户、家庭农场等新型经营主体带动，把秸秆机械化还田等先进适用技术推广到广大农户中。同时，各级农机部门要积极引导农民采用先进适用的秸秆机械化还田技术，加强技术指导和服务工作。鼓励农机企业研发适合农业生产的机械装备，提供优质高效服务。加强对秸秆综合利用技术的宣传和推广，组织开展形式多样的宣传活动，普及秸秆机械化利用知识。根据各地秸秆综合利用模式、技术路线、设备种类、设备数量等，采取多种形式加强培训工作。同时，加大对秸秆综合利用机械生产企业的扶持力度，对秸秆综合利用机械生产企业给予优惠政策支持。加强技术指导和服务工作，努力提高秸秆机械化利用水平。

3.4 加强秸秆利用宣传工作

大力宣传国家秸秆综合利用的相关政策，利用各种媒体和宣传平台，采取多种形式，广泛宣传秸秆综合利用的意义和政策，营造浓厚的舆论氛围。要加强对秸秆机械化还田技术和农业废弃物资源化利用等方面知识的宣传，使广大农民群众充分认识到秸秆还田、秸秆回收利用对农业生产的促进作用，让农民群众真正了解秸秆机械化还田和综合利用所带来的经济效益、生态效益和社会效益，为下一步推进农作物秸秆机械化综合利用营造良好的舆论氛围。同时，还要引导社会力量共同参与农作物秸秆综合利用工作，提高农作物秸秆机械化综合利用率，促进生态文明建设。

4 小结

农作物秸秆作为一种长久以来被低估的农业副产品，正逐步显现出其综合利用方面的巨大潜能。焚烧秸秆不仅会对环境造成伤害，还浪费了其本身的价值。通过机械化的手段，推进秸秆还田、饲料化应用以及能源化应用，能够实现对秸秆资源的高效应用。展望未来，期望农作物秸秆综合利用可以得到更广泛的推广和更深入的发展，为农业生产和环境保护开创新的篇章。