玉米秸秆技术在农作物种植中的广泛应用

2024-04-05 11:06胡莹玮
种子世界 2024年2期
关键词:应用

胡莹玮

摘 要:玉米秸秆主要是由收获后留在田地中的玉米根茎、叶子和穗轴组成,这种秸秆对于后续农作物种植工作的开展,有着至关重要的影响。通过加强对玉米秸秆技术的升级与创新来进行专业的农作物种植,可以保证玉米产量的增加,进一步推动农村经济实力的提升。基于此,本文有针对性的从玉米秸秆的组成成分、玉米秸秆技术在农作物种植中的应用方法、玉米秸秆在农作物种植中的优势与缺陷,三个角度展开了更为细致的探析,以期促进我国玉米种植技术的发展与进步。

关键词:玉米秸秆技术;农作物种植;应用

引言:我国作为农业大国,玉米是第一大粮食作物,为我国的粮食安全作出了巨大贡献,而其收获后留存的玉米秸秆是一种生物质再生能源,不仅作为牲畜饲料和生火的燃料被广泛应用,更是作为土壤肥料通过田间焚烧被大量使用,但生态环境污染的问题也随之出现。玉米秸秆技术在农作物种植中的应用逐渐成了备受关注的存在。如今,玉米秸秆技术已经能够在新型技术手段的推动下,改善农作物种植中的不合理因素,在降低资金成本投入的同时,更实现了生物质再生能源的高效利用。农户可以在技术手段和应用方式的不断进步和成熟中,拓展玉米秸秆利用的途径。

1玉米秸秆的成分组成

纤维素、半纤维素和木质素是玉米秸秆的主要组成部分。玉米是我国重要的粮食作物之一,玉米秸秆中的纤维素,可以为玉米的生长提供充足的养分;玉米秸秆当中的纤维素是含量非常丰富的,可以达到45%以上[1],其中的葡萄糖分子,更能够提升玉米秸秆的强度和稳定性;半纤维素作为高分子多糖,主要是由木糖、葡萄糖、甘露糖等几种不同类型的单糖组成,在玉米秸秆当中的含量相对较低,约占玉米秸秆中营养成分的20%;木质素是复杂的有机聚合物,在玉米秸秆种植中,发挥着不可替代的作用,不仅可以提升玉米秸秆刚性和抗腐烂能力,更是保证玉米秸秆营养价值提升的重要因素。

灰分在农作物种植中也发挥着重要作用。灰分是一种无机物,是煅烧后的残留物、烘干后的剩余物,是某种物质当中比较重要的固体组成部分。玉米秸秆在外界温度环境的不断升高下,会发生一系列物理和化学变化,有机成分挥发逸散,而无机成分则残留下来,这些残留物称为灰分。玉米秸秆中的灰分含量约为5%,主要由钾、钠、钙等元素组成,有着极高的经济价值与环境价值;其中灰分的高低直接影响产品的热值,灰分越低热值越高,燃烧性能也越好,当然,灰分越高价格也相对便宜。灰分可分为三类,分别是水溶性灰分,即可溶性的钾、钠、钙等的氧化物和盐类;水不溶性灰分,即污染的泥沙和铁、铝、镁等氧化物及碱土金属的碱式磷酸盐;酸不溶性灰分,即污染的泥沙和食品中原来存在的微量氧化硅等物质。

2 玉米秸秆技术在农作物种植秸秆肥料化利用中的应用

现阶段,玉米秸秆已经成为了纸张制造、纤维板制造等工业原料中的重要组成部分。玉米秸秆当中含有丰富的物质,每一种物质都能够在微生物的作用下,进行发酵、腐解、分解转化,每一个步骤的顺利开展,都可以为土壤结构营养成分供给的提升提供保障,保证玉米年产量的增加。玉米秸秆技术在农作物种植中,还需要进一步加强其对肥料的利用,这也就是现阶段秸秆肥料化技术应用的主要前提条件之一。对于肥料的合理使用,农户可以提升后续还田工作的效率与质量。针对农田中玉米种植与养护的实际情况,农户采取更为详细的还田方式是非常有必要的。

2.1秸秆机械翻压直接还田技术

农业机械化水平的提升简化了以往农业种植工作中相对复杂的步骤。农户可以通过对秸秆切碎机械的有效使用,将玉米秸秆就地粉碎,并均匀抛撒在平整的地面。机械技术手段的充分利用,可以保证秸秆翻压工作的有效性,避免了土壤结构中腐烂现象的出现。所以,秸秆机械翻压直接还田技术的充分利用,将秸秆与表层土壤充分融合,当秸秆在土壤中分解腐烂之后,就能够进一步改善土壤的结构、增加有机质含量、促进玉米年产量的提升。秸秆机械翻压直接还田技术的开展,应该严格按照:联合收割机收割→秸秆粉碎→均匀抛洒→翻耕→机械整地→作物栽种→田间管理的相关步骤进行[3]。

2.2秸秆覆盖还田技术

玉米收获前,农户需要套播下茬作物,通过将秸秆粉碎或整秆均勻覆盖在地表的方式,为下茬作物免耕直播提供帮助;将收获完成的秸秆覆盖,直接覆盖在其他空余的田地中,这种秸秆覆盖还田技术手段,可以很好地帮助农户对田地的温度控制。均匀的秸秆覆盖方式,不仅能够减少土壤水分的蒸发、抑制杂草生长,更能够增加土地中土壤有机质的使用价值。高质量的秸秆覆盖还田技术手段应用,更是为多种农作物的生长提供了帮助。

2.3秸秆腐熟还田技术

秸秆腐熟还田技术主要是通过接种外源有机物料腐解微生物菌剂,快速降解秸秆当中的木质纤维物质,进而保证秸秆可以在适宜的温度下进行分解。为保证秸秆腐熟还田技术在农作物中的合理使用,工作人员需要严格的按照秸秆腐熟的基本流程工作。机械设备粉碎秸秆—氮肥底肥的施撒—秸秆腐熟剂—田间浇水—机械化翻耕,是保证在之后的腐熟还田工作中,农作物种植的稳定性体现。而且,秸秆腐熟还田技术作为肥料化利用中的主要组成部分,可以保证菌种的有效筛选、提高秸秆破碎程度、抑制堆腐秸秆pH值,使秸秆快速腐熟形成有机肥料,施入耕地中增加土壤有机质和改善土壤理化性状。

将玉米秸秆等有机物料堆放在地表或坑池中,可以保证物料中保持适量的水分,并向其中添加各类快速腐熟菌剂。在科学化、系统化的技术手段应用下,可以进一步地调整碳氮比、温度、水分等环境因子,使秸秆快速腐熟形成有机肥料,施入耕地中增加土壤有机质同时改善土壤理化性状。

2.4秸秆有机肥生产技术

机械设备将玉米秸秆粉碎后,需要按照相关的比例将其与其他粪肥混合,其中速腐剂里的菌种制剂和各种酶类能够使秸秆在持水量65%和50℃—70℃的环境下剧烈活动、释放能量。秸秆有机肥生产技术,主要是将秸秆中的纤维素快速分解,生成大量菌体蛋白,可被植物直接吸收或转化为腐殖质。在相对适宜的温度、湿度环境下,微生物的分解可以释放出一定热量,提高物料温度,杀灭病原菌和寄生虫卵,获得优质的有机肥料。

3玉米秸秆技术在农作物种植其他技术中的应用

3.1秸秆基料化利用技术

秸秆基料化利用技术主要应用在食用菌种植和作物栽培基质生产两个方面。

第一个方面,食用菌种植技术。食用菌是一种营养丰富、低热量、易于消化的食品,可以很好地在玉米秸秆技术的使用下提升产量。农户在栽培工作中,需要通过对基质、温度、湿度、通风情况、光照等进行细致的分析。而玉米秸秆作为食用菌种植技术中的主要原料,在机械化设备的合理帮助下,将玉米秸秆粉碎成小段并碾碎,将牛粪、麦麸、豆饼或米糠等氮源原料按照相关的比例混合,这样就可以将秸秆的基料化利用价值与优势展现出来。农户在具体的工作中,按照原料准备、辅料添加、拌料、装袋、灭菌、接种、发菌和出菇管理等生产流程,进行草腐生菌类食用菌种植生产,更是提升现阶段秸秆基料化利用的主要方式。

第二个方面,作物栽培基质生产技术。用固体基质固定植物根系,通过基质吸收营养液和氧的无土栽培方式,是现阶段比较常见的一种生产技术。到目前为止,比较常见的无机基质有蛭石、珍珠岩、岩棉、沙、聚氨酯等;有机基质有泥炭、稻壳炭、树皮等。秸秆基料化技术的使用需要农户针对农作物种植与栽培的实际情况展开后续工作。将秸秆作为栽培基质中的主要组成部分,并向其中添加适量的有机废弃物来调节碳氮比、物理性状,调节水分的方式能够保证混合后物料的含水量在60%—70%,进而为之后栽培工作稳定有效发展提供相对完善的基础保障。

3.2秸秆燃料化利用技术

为加快推进秸秆绿色转化与高值利用,助力农业农村固碳减排和黄河流域生态保护与高质量发展,山西省农村能源环保产业提升了秸秆燃料化技术的使用频率。秸秆燃料化利用技术的充分利用,主要强调的就是通过燃烧的方式让秸秆提供更多的热量。通过将松散的玉米秸秆挤压成为颗粒、块状结构,使其具有明显的成型燃烧特性。这对于之后田地种植工作中,种植工作的顺利开展是有着一定层面帮助作用的。具有固定形状秸秆的燃烧方式,不仅能够降低污染的过度排放,更能够提升秸秆的运输、贮存等能力。

秸秆沼气生产技术在农作物的种植过程中,也可以被进一步地划分成为户用秸秆沼气生产技术、大中型秸秆沼气生产技术两种。每一种沼气生产技术的使用,都提升了秸秆燃烧的稳定性,秸秆沼气生产技术作为现阶段应用比较广泛的是农村户用沼气池为发酵载体,以秸秆作为主要发酵原料,可以提炼出大量的厌氧发酵沼气。秸秆沼气生产技术不仅能解决农村能源问题,而且能增加有机肥料资源,提高质量和增加肥效,从而提高农作物产量,改良土壤。秸秆炭化生产技术主要是将玉米秸秆经烘干或晒干、粉碎,加大秸秆在后续炭化中与反应环境的相互接触面积,再通过干燥、蒸馏、冷却等工艺技术手段,制成木炭。这种炭化生产技术生产的木炭可称之为秸秆木炭或秸秆炭[4]。

3.3秸秆原料化利用与收储运技术

秸秆原料化利用在农作物种植中的运用,需要农户加强对秸秆的合理利用。主要就是加强对以玉米秸秆为主要原料的草席、草料、草绳等制作,这对于之后农户在畜牧养殖工作中的供暖提供了非常全面的帮助。玉米秸秆也能够代替工业制品,被应用于农作物的过冬防寒工作中。

秸秆收储运技术主要就是通过收集的方式对秸秆展开系统化的管理。田间晾晒后收集—农用车装载—利用;田间收集—收储点晾晒储存—利用;田间移动式打捆—收储点储存—利用,都是现阶段收储运工作中比较常见的工作步骤。不同收储运的方式,都能够促进第二年农作物种植工作效率的提升,更是为之后农村地区农业种植工作质量的提升提供了基础保障。

4玉米秸秆在农作物种植中的优势与缺陷

4.1种植中的优势

玉米秸秆在农作物种植中,一直都发挥着重要作用。我国农村地区在玉米的生产与种植过程中,各种类型的秸秆数量已经高达7亿多吨。相关的专业技术人员为了能够将玉米秸秆的价值与优势展现出来,已经开始通过低成本、高效率的方式,对秸秆展开了更为深入的研究,并将其生物质资源的利用价值展现了出来。在对生物能源的研究与探索过程中,通过对木质素合成途径偶联的甲基供体代谢分析,可以通过提高细胞壁的转化利用效率,很好地改善以往木质素的合成方式。只有保证玉米秸秆次年耕种肥料的科学性、动物饲料的有效性、生物质能源的高效性,才能够为之后农作物种植的优势与价值体现,提供更加良好的基础保障[5]。

由于玉米秸秆含有作物生长所必需的氮、磷、钾诸元素,将玉米秸秆放在田地中,可以很好地提升土壤的养分。也有大量研究表明玉米秸秆还田能够增加土壤有机质。1000—1500kg的鲜玉米秸秆含有纯氮3.65kg、五氧化二磷1.85kg,这些营养元素和物质可以改善土壤结构,持久地培肥地力,提高土壤的保水保肥性能,这展现了玉米秸秆在农作物种植中的优势。土壤有机质含量的增加是农作物种植的优势之一,通过利用秸秆还田增加土壤中的碳源,秸秆中的碳经过土壤微生物腐解后,形成大量的有機碳存储在土壤中,进而提升土壤肥力。此外,提高土壤酶活性是秸秆还田中耕层土壤物理性质改变的主要方式,土壤中生化反应的改变,进一步提高了耕层中土壤酶活性。

4.2种植中的缺陷

玉米秸秆经常会因为具有燃料化的使用价值,使得其很容易造成环境污染问题。“秸秆焚烧”和“燃煤烟气”造成的污染,一直以来都是困扰全国大气环境的污染问题。秸秆燃烧产生的二氧化硫和氮氧化物,是形成酸雨和光化学烟雾的主要来源。秸秆焚烧环境下的高温对土壤有危害,主要体现在土壤的沙化、细化等,严重的甚至会造成土壤不透气,不透水;秸秆的燃烧会影响到第二年的气候状况,玉米就会出苗不齐,中午高温出现萎蔫、打绺,致使后期玉米严重减产;秸秆焚烧还会严重污染大气环境,危害人类健康,还会造成严重的火灾隐患。总之,秸秆的过度燃烧,对于现阶段土壤营养物质的供给,有着极大的阻碍作用,并且对于农户的身体健康也是有着极大危害的。

综上所述,玉米秸秆资源的开发与利用主要是在新时代科学技术手段飞速发展的基础上展开的。为了能够更加全面地促进我国农村地区农业经济的可持续健康发展,农户在农作物种植工作中,应该不断地提高对玉米秸秆技术管理与进步的重视。在上述文章的论述当中,更是有针对性的从秸秆肥料化利用技术、秸秆基料化利用技术、秸秆燃料化利用技术、秸秆原料化利用与收储运技术,几个角度展开了更为细致的分析。只有在这种完善的技术手段应用下,才能够提升农村地区的经济效益。

参考文献:

[1]陆发廷,姚红燕,梁纪涛.玉米秸秆还田丰产增效栽培技术初探.农业开发与装备,2022.

[2]王小惠.浅谈玉米秸秆还田存在的问题及对策.山西农经,2022.

[3]汪冬至,董思奇,吴梦娜,冯国忠,高强,王少杰,周雪. 秸秆还田配施氮肥对黑土区玉米连作体系土壤细菌群落结构的影响[J]. 吉林农业大学学报:1-13.

[4]周健颖,窦森,任超,张一枫. 玉米秸秆腐化及炭化材料对土壤有机质转化率和胡敏酸结构的影响[J]. 吉林农业大学学报:1-7.

[5]韩磊. 微生物菌剂高温闷棚对秸秆腐熟及农作物种植的影响[J]. 农业工程技术,2021,41(08):22-24.

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