浅谈玉米秸秆资源综合利用现状及发展对策

2024-11-20 00:00:00张洁
新农民 2024年29期

摘要:秸秆是农业生产中的副产物,主要由粗纤维、碳水化合物等组成,包含大量能够满足农作物生长所需要的营养元素、有机质等。为促进农业可持续发展,本文对玉米秸秆焚烧问题进行分析,在了解当地秸秆资源使用情况的基础上提出适合当地发展的玉米秸秆资源综合利用方法,实现对资源的合理化利用。

关键词:玉米秸秆资源;综合利用;现状;发展对策

在农业生产中秸秆作为比较重要的有机肥料资源,具有极高的利用价值。随着社会的不断发展,资源短缺问题不断出现,为秸秆资源循环利用提供了充足的发展空间。我国作为农业大国,秸秆资源的合理开发与利用不仅可以增加当地农民经济收入,同时也可以减轻环境污染等问题,为农业产业结构完善、经济全面可持续发展提供支持。

1 玉米秸秆资源综合利用现状

1.1 机械化程度不高

因还田农机具相对较多,如联合整地机等,所以在使用中需要根据农田实际情况进行选择使用,但是在实际运用中存在机械化程度不高现象。一是在收获后因作业期相对较短,许多机械设备处于满负荷运转状态,想要达到预期的目标,还存在着较大的差距。二是部分地区所采购的机械设备与农田实际情况存在匹配度不高现象,使得机械化发展受到了影响。三是一些地区因地形比较特殊,存在难以实现秸秆还田作业现象,尤其是对于零散田块中的秸秆来讲,存在秸秆还田难度较大等问题[1]。

1.2 饲料化程度不高

在我国某些地区主要以畜牧业为主,其中秸秆大多运用在养殖中,如秸秆饲料化秸秆揉搓技术等。但是在实际中虽然机械购买比较便捷,却存在秸秆微贮问题,甚至专门针对当地的加工技术、设备等存在不足,使得秸秆饲料化发展速度相对较慢。

1.3 主导作用不强

在研究中发现,我国某些地区相关部门并未在秸秆综合利用方面展现出主导作用,使得秸秆利用效果受到影响。一是资金问题。想要完全发挥秸秆作用,对资金的需求量较大,且整体见效相对较慢,在收益方面相对较低,受这一特点的影响,社会各企业很少将注意力转移到秸秆利用中,所以想要促进秸秆综合利用,需要发挥相关部门支持作用,投入相应的资金扶持相关产业,依靠自身优势吸引社会各界投入资金。然而在实际中受到财政投入不足的影响,如补贴范围相对比较狭窄、整体补贴力度相对较小等,使得秸秆还田效果并不理想。二是投入机制问题。在研究中发现,一些地区相关部门并未将在制定财政预算中加入秸秆综合利用资金,使得在此方面资金投入上主要以临时调度等为主,在是否能够持续投入且呈现逐年递增趋势方面存在稳定性不足现象。

2 玉米秸秆资源综合利用技术

2.1 秸秆能源化利用技术

2.1.1 秸秆燃料转化技术

借助高效燃烧与混合发电等技术,能够有效提升能源利用效率。一是通过燃烧可以实现对秸秆的合理利用,满足能源节约要求,发挥秸秆便于燃烧优势。但是在实际运用中却存在整体利用效率不高现象,难以达到提升经济与生态效益目标。目前在我国部分地区依然使用此项技术,随着农业的不断发展,建设社会主义新农村的大力推行,秸秆燃烧技术的使用量不断减少,开始实行秸秆成型燃料锅炉供热等。二是进行固化成型处理就是利用温度、压力作用,在专业设备的使用下进行处理,最终形成块状、颗粒等。经过固化成型以后,秸秆原有体积发生变化,热效率明显提升,便于运输与存储。通过转变秸秆燃烧性能,能够进一步推广秸秆利用。一般情况下配套机具主要以玉米秸秆为主,在设备方面包含活塞冲压式成型机等。在技术创新方面主要以秸秆固化成型技术理论、相关机具等为主。三是在燃烧发电过程中就是借助专业技术进行燃烧处理,同时混合化石燃料等,生成具有可燃性的气体,且在蒸汽轮机等的支持下,能够满足发电要求。在发电技术的支持下,能够减少化石燃料的使用量,实现对能源的合理化利用。目前我国许多地区已经形成了比较完善的技术路线,建设了大型秸秆发电厂等,使得秸秆资源收集工作得以高效开展。另外在未来建设规划中还需要从当地资源现有情况出发,确保布局的合理性。加大核心技术等的研发力度[2]。

2.1.2 秸秆气化技术

对于秸秆气化来讲,主要是将秸秆资源转变成为清洁型气态资源的技术。一是热解气化技术。在控制好氧含量的基础上借助高温干燥等步骤,将秸秆资源转变成为混合可燃气体,随后利用专业处理技术完成输送。目前此技术主要运用于小型集中供气等方面,但是在整体效率方面相对较低,所需要的成本相对较大。二是生物气化。生物气化也被称为秸秆沼气,借助微生物厌氧消化作业可以将其转变成为沼气、固态有机肥料技术等,能够保障原材料的充足性,为沼气推行等工作开展提供支持。对于气化阶段中所形成的副产品来讲,可以与有机肥料结合,不仅能够降低能耗,同时也可以避免出现污染等问题。但是在我国冬季比较寒冷的区域,秸秆沼气生产质量、利用效率等容易受到影响,具有局限性。

2.1.3 秸秆液化技术

借助物理、化学等技术,通过温度压力等的影响,可以将秸秆木质生物质高分子结构裂解成为小分子液态产物,能够将秸秆转变成为液态燃料、化工原料等。因技术中所涉及的环节相对较多,所以在推行中需要从当地经济发展情况出发,综合各类影响因素,确定发展重点。但是也应当要明确的是,虽然秸秆资源在成本方面比较低廉,然而在液化技术方面所涉及的工艺复杂程度较高,对能源的需求量较大,市场优势不大。所以在未来发展中需要加大研究力度,不断提升秸秆地物各组分的经济价值,为液态技术推广提供支持。

2.2 秸秆饲料化利用技术

目前玉米秸秆已经成为我国畜牧养殖过程中比较重要的饲料之一,但是由于其中包含部分粗纤维素等,未经处理容易出现畜牧采食量相对较小、适口性不足等,对我国畜牧产业发展产生不良影响。随着我国对玉米秸秆综合利用关注度的不断提升,出台了相应的政策,以此来助力秸秆饲料化利用与发展,最大限度解决人畜争粮问题。现如今我国许多地区已经成为秸秆饲料化利用的重要区域,在利用率方面呈现逐年递增趋势,但是从有效利用率层面来讲却存在不足。因秸秆饲料化利用中所涉及的流程相对较多,所以在技术推广中需要从目的统一、整体优化等层面出发,提升转化利用有效性。在技术运用中主要借助物理、化学、微生物处理等方式,将原有的粗质秸秆转变成为优质饲料[3]。

一是物理转化技术。在我国部分地区中主要使用秸秆拉丝揉搓、压块加工等处理方式,其中拉丝揉搓就是进行精加工处理,将其转变成为柔软的丝状物,以此来提升适口性与消化率。在专业设备的支持下,能够将秸秆与相应的添加剂等进行混合,不仅可以解决部分地区冬季饲料供给问题,同时也可以达到提升经济效益效果。

二是化学转化技术。在技术运用中需要利用酸碱等试剂转变秸秆细胞壁结构,以增加纤维素孔隙度为主,进一步提升秸秆适口性,同时还需要加入新的营养元素。然而在使用转化技术时,又容易出现污染、生产成本较高等问题,所以在现阶段发展中,开始大力发展氨碱复合处理等。在技术运用中借助尿素、氢氧化钙溶液等,可以解决秸秆消化率不高等问题,在成本方面相对较低,具有操作便捷、安全系数较高等特点。

三是生物转化技术。由于物理、化学技术的适用范围有限,所以在秸秆资源利用中需要针对牲畜实际情况选择不同的转化技术,如面对单胃动物时,需要使用微生物处理技术,通过降解与处理,能够提升利用效率,如微贮等。但是在运用生物转化技术时,需要结合不同区域中的玉米种植结构等特点,最大限度发挥技术优势,为玉米秸秆饲料化发展提供支持。

2.3 秸秆肥料化利用技术

2.3.1 直接还田技术

对于直接还田技术来讲,借助专业设备与机械可以将收获后的玉米秸秆进行粉碎处理,同时直接抛洒在农田中,借助专业设备进行耕翻与掩埋,也可以采取直接覆盖等方法,满足蓄水保墒要求,在原有基础上提升土壤肥力。因直接还田技术具有便捷程度较高、效果高能耗低等特点,已经成为重点发展技术之一。在我国部分地区中,由于冬季温度较低,土壤出现封冻现象,造成秸秆分解速度受到影响,难以达到预期的还田效果。所以在使用直接还田技术时,需要结合当地实际情况,选择适合的机械设备,制定出具体可行的方案,提升还田率。

2.3.2 间接还田技术

进行间接还田时,需要从发酵等方面入手,生成可以使用的沼气等。同时在完成饲喂以后,还可以将沼渣、粪便等运用到种田中,进一步提升土壤肥力,可以说这一技术属于比较高效的技术之一,能够解决因充分分解不足而对次年耕播作业产生影响的问题,同时也可以满足能源转化要求。一是经过堆沤、自然发酵以后可以将所形成的产物直接运用到农田中。二是经由生物技术进行发酵处理,形成有机肥等。借助专业的处理技术能够发挥微生物优势,将难以充分利用的高分子有机物转变成为氨基酸等,可以满足作物生长需求,达到杀灭病原菌、虫卵等效果,为肥料转化等工作开展提供支持。在推广间接还田技术时,还需要综合分析当地环境实际情况,确定出适合的混合比例,提升资源转化速度,形成完善的生态农业发展模式,促进我国能源、畜牧养殖业的发展。

2.3.3 秸秆制糖联产黄腐酸有机肥技术

玉米秸秆不仅可以生产聚乳酸,还可以发挥在秸秆糖联产黄腐酸有机肥技术,依靠新化菌种,实现对秸秆混合糖的充分利用,能够替代原有的粮食、化石资源等,形成生物能源燃料乙醇等。且在生产过程中所形成的有机肥可以满足还田要求,不仅达到改善土壤有机质效果,同时也可以实现高标准农田建设目标,保护土地资源,减少化学肥料等的使用量,形成多样化的土壤层微生物种群,实现可持续发展目标。

2.4 秸秆原料化利用技术

秸秆中存在大量天然纤维素,具有较强的生物降解性能,能够有效提升秸秆产业化利用效率。尤其是在新时期发展下,我国许多地区开始利用当地秸秆资源丰富优势,在原有基础上提升了利用效率,大力发展秸秆造纸、复合人工造板等工程。

一是清洁制浆技术。借助有机溶剂、微生物等,依靠机械作用可以将秸秆中所包含的木质素等进行分离,能够在一定程度上缓解造纸原材料不足等问题。如我国许多地区已经建设了秸秆综合利用造纸工程项目,进一步提升经济发展优势,满足绿色可持续发展要求。

二是复合材料生产技术。在复合材料使用中,需要提升对秸秆纤维的重视度,及时补充高分子组聚合基料等,在生物与物理等基础的支持下,借助专业的处理过程能够将其转变成为具备较强降解优势的绿色循环新材料技术。

三是农用材料配置技术。在材料配置过程中需要充分利用秸秆资源,将其转变成植物纤维,在生物基质等的使用下,能够满足材料二次转化要求,实现对秸秆的合理化利用。在农用材料配置技术的支持下,能够满足可再生资源循环使用等需求,但是在实际运用中又会受到经济成本等因素的限制,使得其推广运用受到了限制。

四是玉米秸秆聚乳酸。聚乳酸属于一种以乳酸为主的聚酯类聚合物,属于新型生物降解材料,具有较强的机械性能、物理性能,已经成为效果较好的、能够替代原有塑料的新型材料。目前聚乳酸已经得到了广泛的运用,尤其是对于我国工业领域来讲,已经广泛运用到各类包装材料、民用布等方面。甚至在我国医疗领域方面,不仅可以运用于生产一次性输液工具方面,同时也可以降低医疗废物的处理压力,减少对环境的不良影响。

3 玉米秸秆资源综合利用发展对策

3.1 加大机械化推广力度

将秸秆与粪便还田、用地与养地结合已经成为我国农业发展的重点,由于我国部分地区温度相对较低,所以为了提升秸秆腐化速度、满足春播要求等,可以从当地实际情况出发,构建出完善的粉碎还田标准与要求,积极开展试验等,确保粉碎长度的合理性。同时需要针对所收集的资料进行整理,制定改造方案,并组织专业人员针对当地玉米实际种植情况、生产现状等进行调查,选择配套的机械设备,最大限度延伸秸秆还田范围,在设立专项资金的基础上向着自动化、智能化方向发展。同时还需要针对科技资源等进行整合,发挥技术指导作用,制定出专门的技术路线,为农业机械化发展提供支持。

3.2 重视发展秸秆饲料

在玉米秸秆综合利用中需要发挥科研单位专业优势,针对微生物添加剂等进行深入研究,构建出完善的工艺流程,在解决实际问题的基础上增加农机补贴等。另外还需要组织养殖户参与学习活动,正确认识到机械化发展的重要性,在提升作业效率的基础上形成专业化的生产线,完成精细化分工,为市场化稳定运行提供支持。

3.3 发挥政策引导作用

各级政府需要从保障粮食安全目标出发,鼓励社会各界共同参与秸秆综合利用研究工作,同时政府还应当发挥宏观指导作用,坚持因地制宜原则,掌握秸秆实际使用情况,提出针对性的指导方法。只有掌握当地实际情况,才能实现合理利用目标。另外需要提升从事公益性质的秸秆综合利用企业的关注度,需要从增加扶持力度入手,从不同层面给予优惠,结合秸秆实际利用情况增加相应的补贴,为产业发展提供支持。

4 结语

综上所述,目前许多地区已经认识到玉米秸秆资源转化与利用的重要性,并取得了较好的成效,积累了丰富的经验,但是在实际发展中还存在许多问题。所以在玉米秸秆资源综合利用发展中,还需要从引进先进技术入手,加大机械化推广力度,针对秸秆饲料化等进行研究,展现政策指导作用,坚持因地制宜原则,在缓解资源紧张与环境压力的基础上实现可持续发展目标。

参考文献

[1] 王红蕾.黑龙江省玉米秸秆资源综合利用现状及发展对策[J].黑龙江农业科学,2017(6):3.

[2] 梁武.聂英.产粮大省玉米秸秆综合利用的困局与对策研究[J].玉米科学,2017(4):105-110.

[3] 王旭一.辽宁省秸秆综合利用现状及对策研究[J].新农业,2017(19):3.