秸稈綜合利用對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的實(shí)施途徑綜述

秸稈綜合利用以可持續(xù)發(fā)展理念為基礎(chǔ)，以循環(huán)經(jīng)濟(jì)為導(dǎo)向，以生態(tài)環(huán)境建設(shè)為保障，使秸稈向可利用資源轉(zhuǎn)化，達(dá)到秸稈循環(huán)利用、節(jié)能減排的目的。通過(guò)論述秸稈綜合利用和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的聯(lián)系，對(duì)秸稈綜合利用的重要意義，方式及目前存在問(wèn)題進(jìn)行分析，提出解決對(duì)策。秸稈這一珍貴的可再生資源的綜合利用對(duì)提高農(nóng)業(yè)資源利用效率，改善農(nóng)村環(huán)境和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面都有著十分重要的作用。文章對(duì)秸稈機(jī)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(jìn)行了綜述，旨在為保護(hù)與改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境提供參考。

農(nóng)作物秸稈作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可缺少的副產(chǎn)品，但長(zhǎng)期以來(lái)大量秸稈直接燒掉或者丟棄，既浪費(fèi)寶貴資源又對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染。焚燒秸稈所排放的大量煙塵及有害氣體嚴(yán)重污染空氣、影響人民群眾身體健康及生活質(zhì)量。同時(shí)焚燒秸稈也會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)、降低土壤肥力、嚴(yán)重威脅農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。所以秸稈綜合利用成了現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的一項(xiàng)重要任務(wù)。文章將對(duì)秸稈綜合利用的重要性、利用方式、存在問(wèn)題及解決對(duì)策展開(kāi)論述，旨在為農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作提供一些有益借鑒。

一、秸稈綜合利用與農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的關(guān)系

秸稈綜合利用和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)有著密切而又深刻的聯(lián)系，這一聯(lián)系不僅表現(xiàn)在資源循環(huán)利用層面上，而且深刻影響到農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展未來(lái)趨勢(shì)。

從資源循環(huán)利用角度看，秸稈是一種大量而又含有豐富有機(jī)質(zhì)及各種營(yíng)養(yǎng)元素的重要農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品。傳統(tǒng)處理方式如焚燒或者任意拋棄等既浪費(fèi)這些珍貴資源又對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染。焚燒農(nóng)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(duì)人體健康構(gòu)成威脅，還進(jìn)一步加劇了溫室效應(yīng)和空氣質(zhì)量的惡化。而綜合利用秸稈，可以通過(guò)一系列科學(xué)合理的技術(shù)手段把這些廢棄物變成寶貴的資源。如秸稈經(jīng)發(fā)酵處理后可作為生物飼料應(yīng)用于畜牧業(yè)；通過(guò)氣化和熱解等多種技術(shù)手段，可以將其轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵉哪茉葱问?，例如生物質(zhì)氣和生物油，這些都是用于農(nóng)村地區(qū)能源供應(yīng)的；也可用作有機(jī)肥料還田以增加土壤肥力和促進(jìn)作物的生長(zhǎng)。這些綜合利用方式在使秸稈資源化利用的同時(shí)，也降低了對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)起到了積極的促進(jìn)作用。

秸稈的綜合利用對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的改善有重大意義。秸稈還田一方面能增加土壤有機(jī)質(zhì)含量、改善土壤結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)土壤保水保肥性能，使農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)更加穩(wěn)定、更具抵抗力。它對(duì)減少水土流失，防治土地荒漠化，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量與質(zhì)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(nóng)藥用量?；省⑥r(nóng)藥的超量施用是目前農(nóng)業(yè)面源污染中最重要的一個(gè)來(lái)源，給水體、土壤及大氣環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的污染。秸稈用作有機(jī)肥料還田時(shí)，可在一定程度上代替化肥使用，減少化肥使用量，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。同時(shí)秸稈還田也能增加土壤微生物活性和土壤抗病蟲(chóng)害能力以降低農(nóng)藥用量。這對(duì)緩解農(nóng)業(yè)面源污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境有著十分重要的意義。

二、秸稈綜合利用和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的實(shí)施途徑

1、秸稈機(jī)械化還田

秸稈機(jī)械化還田是秸稈綜合利用最重要的方式，對(duì)推動(dòng)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和實(shí)現(xiàn)綠色循環(huán)發(fā)展有著難以估量的價(jià)值，這一方法不僅能夠有效解決秸稈焚燒帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，還能顯著提升土壤質(zhì)量，為農(nóng)作物的持續(xù)高產(chǎn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

具體而言，秸稈機(jī)械化還田是指利用先進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械直接把收割過(guò)的秸稈進(jìn)行破碎，均勻地拋撒到農(nóng)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(guò)程中秸稈內(nèi)有機(jī)質(zhì)及養(yǎng)分被逐步分解釋放至土壤，從而有效地提高土壤有機(jī)質(zhì)含量、改良土壤結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)土壤保水保肥性能。研究發(fā)現(xiàn)，在連續(xù)多年采用秸稈機(jī)械化還田技術(shù)的農(nóng)田中，土壤中的有機(jī)質(zhì)含量能夠提升大約0.5%～1%，同時(shí)土壤的容重有所下降，孔隙度有所增加，土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)也得到了顯著的優(yōu)化。另外秸稈機(jī)械化還田有利于降低化肥用量，在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，農(nóng)戶通?？看罅渴褂没室垣@得較高產(chǎn)量，然而這一方式在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本的同時(shí)也易造成土壤板結(jié)、肥力降低、水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重等一系列環(huán)境問(wèn)題。秸稈還田以后，分解出來(lái)的營(yíng)養(yǎng)可以滿足農(nóng)作物一部分生長(zhǎng)所需，因此降低了人們對(duì)于化肥的依賴性。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，將農(nóng)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(shí)還能增加農(nóng)作物的產(chǎn)出5%～10%。為使秸稈機(jī)械化還田技術(shù)得到較好的推廣應(yīng)用，各地方政府相繼出臺(tái)多項(xiàng)政策和措施。比如為購(gòu)買秸稈還田機(jī)械農(nóng)戶提供補(bǔ)助；組織專業(yè)技術(shù)人員到田間地頭開(kāi)展技術(shù)指導(dǎo)與服務(wù)工作；通過(guò)組織培訓(xùn)班，現(xiàn)場(chǎng)演示會(huì)，增強(qiáng)農(nóng)民認(rèn)知度，提高操作技能。這些舉措的落實(shí)，大大推動(dòng)了秸稈機(jī)械化還田技術(shù)在我國(guó)的推廣應(yīng)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(yōu)化農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)、改善生態(tài)環(huán)境開(kāi)辟了一條新途徑。這一方法通過(guò)氣化裝置將秸稈轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w（主要是生物質(zhì)氣），再通過(guò)管道輸送至農(nóng)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(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題，又降低農(nóng)民能源消費(fèi)成本。

具體地說(shuō)，秸稈氣化集中供氣系統(tǒng)包括氣化爐，凈化裝置，儲(chǔ)氣柜及輸送管道。氣化爐高溫條件驅(qū)動(dòng)秸稈熱解氣化反應(yīng)產(chǎn)生含一氧化碳、氫氣、甲烷等可燃成分生物質(zhì)氣。然后，對(duì)這些氣體進(jìn)行凈化處理，除去雜質(zhì)及有害物質(zhì)，再將其存儲(chǔ)在儲(chǔ)氣柜內(nèi)，通過(guò)管道傳輸?shù)接脩舳?。根?jù)估算，一個(gè)具有每日處理10t秸稈能力的氣化設(shè)施，能夠滿足大約500戶農(nóng)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(nóng)村能源短缺，又有利于農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用。傳統(tǒng)農(nóng)村能源消費(fèi)多依靠薪柴，秸稈等生物質(zhì)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(shù)使生物質(zhì)能源得到高效轉(zhuǎn)化與清潔利用，對(duì)農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)具有強(qiáng)大支持。與此同時(shí)，秸稈氣化集中供氣也拉動(dòng)了相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，以氣化設(shè)備為例，氣化設(shè)備在制造，安裝及維修過(guò)程中都需要得到專業(yè)技術(shù)支持與服務(wù)；氣化后的灰渣和其他廢棄物可用作有機(jī)肥料，也可用作建材原料，實(shí)現(xiàn)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(chuàng)新模式之一，既豐富農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)又有利于農(nóng)業(yè)資源循環(huán)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)。這一方法通過(guò)將秸稈作為食用菌的栽培基質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用和增值轉(zhuǎn)化。

秸稈富含纖維素和半纖維素，這些營(yíng)養(yǎng)成分非常適合食用菌的生長(zhǎng)。在栽培過(guò)程中，經(jīng)過(guò)預(yù)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(jìn)行培養(yǎng)。在食用菌生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，秸稈所含營(yíng)養(yǎng)成分被逐步吸收利用，轉(zhuǎn)化成食用菌菌絲體及子實(shí)體。該工藝不僅使秸稈減量化、資源化，而且生產(chǎn)出高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值食用菌制品。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明，每產(chǎn)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(shù)可使大量農(nóng)業(yè)廢棄物變成寶貴農(nóng)產(chǎn)品。同時(shí)，食用菌的生長(zhǎng)過(guò)程還能產(chǎn)生大量的菌絲體和子實(shí)體殘基（菌渣），這些菌渣經(jīng)過(guò)處理后還可以作為有機(jī)肥料或飼料進(jìn)行再利用。該循環(huán)利用方式既降低環(huán)境污染與資源浪費(fèi)，又有利于農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)與可持續(xù)發(fā)展。另外，秸稈種植食用菌經(jīng)濟(jì)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(zhì)的健康食品已被越來(lái)越多的消費(fèi)者所喜愛(ài)。利用秸稈栽培食用菌技術(shù)制成的食用菌產(chǎn)品，不但質(zhì)量好，而且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，給農(nóng)民增收開(kāi)辟了一條新路。同時(shí)，食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)（比如菌種的生產(chǎn)，加工包裝，銷售物流）的協(xié)同發(fā)展，促進(jìn)了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的繁榮和可持續(xù)發(fā)展。

4、秸稈發(fā)電改善農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)

秸稈發(fā)電是秸稈綜合利用過(guò)程中的另一大亮點(diǎn)，顯示出農(nóng)業(yè)廢棄物向清潔能源轉(zhuǎn)化的廣闊前景。本實(shí)用新型通過(guò)秸稈進(jìn)入生物質(zhì)發(fā)電廠后，經(jīng)預(yù)處理，燃燒等工序，可高效地轉(zhuǎn)化成電能并提供給周邊區(qū)域。該發(fā)電方式在降低秸稈焚燒對(duì)環(huán)境造成污染的同時(shí)，也使農(nóng)業(yè)廢棄物資源化，對(duì)改善農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)，達(dá)到節(jié)能減排的目的起到積極作用。秸稈發(fā)電項(xiàng)目在實(shí)施過(guò)程中，既給農(nóng)戶提供了一種新的秸稈處理方式，又推動(dòng)了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)向多元化方向發(fā)展，同時(shí)也是我國(guó)農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一次重大實(shí)踐。

5、秸稈肥料化

在討論秸稈綜合利用和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題時(shí)，秸稈肥料化毫無(wú)疑問(wèn)是關(guān)鍵一環(huán)+這一方法不僅能夠有效減少秸稈焚燒帶來(lái)的環(huán)境污染，還能為農(nóng)田提供寶貴的有機(jī)養(yǎng)分，促進(jìn)土壤健康與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。要使秸稈肥料化，關(guān)鍵是要把秸稈變成土壤中容易吸收和利用的有機(jī)肥料，機(jī)械粉碎是秸稈肥料化生產(chǎn)的首要環(huán)節(jié)，農(nóng)作物收獲季節(jié)采用專用秸稈粉碎機(jī)械將田間殘留秸稈就地粉碎，使得秸稈長(zhǎng)度變短，體積變小，方便后續(xù)加工還田，粉碎秸稈更容易混入土壤并加快土壤分解進(jìn)程，在粉碎秸稈中摻入適量農(nóng)家肥或者化肥，經(jīng)堆肥發(fā)酵進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成高效有機(jī)肥料，堆肥時(shí)溫度、濕度及通氣條件的控制是關(guān)鍵，合適的環(huán)境條件可促進(jìn)微生物繁殖與活動(dòng)，加速秸稈分解。發(fā)酵一定時(shí)間后，秸稈的難降解成分如纖維素和半纖維素，逐步轉(zhuǎn)化成腐殖質(zhì)等植物易于吸收和利用的形式，同時(shí)堆肥所產(chǎn)生的熱也可有效地殺死秸稈所帶有的病原菌及蟲(chóng)卵，降低病蟲(chóng)害發(fā)生率，以此來(lái)為實(shí)際工作提供一定的支持，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的良好發(fā)展。最后將發(fā)酵后的秸稈有機(jī)肥料勻速撒在農(nóng)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(jié)構(gòu)和增強(qiáng)土壤的保水保肥性能。當(dāng)秸稈在土壤里逐步分解時(shí)，它的營(yíng)養(yǎng)就會(huì)慢慢釋放出來(lái)，被作物根系所吸收和利用，從而給作物生長(zhǎng)帶來(lái)源源不斷的營(yíng)養(yǎng)支撐。

6、秸稈飼料化

秸稈是農(nóng)作物生產(chǎn)的副產(chǎn)品，富含纖維素與半纖維素，是畜牧業(yè)很有前途的飼料資源之一。經(jīng)過(guò)科學(xué)加工處理及技術(shù)創(chuàng)新可使秸稈變成優(yōu)質(zhì)畜禽飼料以促進(jìn)畜牧業(yè)生產(chǎn)效率和資源利用率。物理處理在秸稈飼料化過(guò)程中占有基本地位，秸稈經(jīng)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(guò)程可破壞秸稈纖維結(jié)構(gòu)、增大秸稈表面積、提高秸稈孔隙度、方便畜禽咀嚼消化。同時(shí)，物理處理也可降低秸稈中塵土及雜質(zhì)，改善飼料衛(wèi)生質(zhì)量。同時(shí)，要以化學(xué)處理為重點(diǎn)促進(jìn)秸稈飼料品質(zhì)改善。通過(guò)添加適量的化學(xué)試劑（例如，堿液、酸液、酶制劑）對(duì)秸稈進(jìn)行浸泡或噴灑處理，可以破壞秸稈中的纖維素和木質(zhì)素之間的結(jié)合鍵，使其變得更為柔軟和易于消化。化學(xué)處理也可提高秸稈營(yíng)養(yǎng)成分含量及可利用性、改善飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。但在化學(xué)試劑的應(yīng)用過(guò)程中，需注意用量及處理時(shí)間的控制，以免給環(huán)境及畜禽健康帶來(lái)不利影響。

生物發(fā)酵處理是秸稈飼料化中的新技術(shù)，通過(guò)微生物發(fā)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(zhì)。生物發(fā)酵處理不僅能夠提高秸稈飼料的適口性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，還能產(chǎn)生一些有益的生物活性物質(zhì)（如益生菌、酶等），對(duì)畜禽健康具有積極的促進(jìn)作用。同時(shí)生物發(fā)酵處理具有環(huán)保和節(jié)能的優(yōu)勢(shì)，也是今后秸稈飼料化的一個(gè)主要發(fā)展方向。

7、秸稈原料化

秸稈原料化過(guò)程本質(zhì)上就是自然資源深度挖掘和高效利用過(guò)程，既要從技術(shù)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(guò)渡。在這種思想指導(dǎo)下，秸稈在許多工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用并顯示出特有的魅力與潛能。

①秸稈越來(lái)越多地被用于造紙工業(yè)。傳統(tǒng)造紙業(yè)對(duì)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(chǎn)業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。秸稈具有纖維素含量豐富等優(yōu)點(diǎn)，是一種較為理想的造紙?jiān)稀＠锰囟ɑ瘜W(xué)或者生物處理方法可從秸稈中提取纖維素加工優(yōu)質(zhì)紙漿。該秸稈基紙張不僅物理性能好，印刷適應(yīng)性強(qiáng)，而且環(huán)?？稍偕?，順應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)綠色消費(fèi)潮流。

②將秸稈用于建筑材料領(lǐng)域亦有明顯進(jìn)步。隨著環(huán)保和節(jié)能建筑材料要求的日益提高，秸稈復(fù)合材料被提出。該原料是利用秸稈作為基材，加入適量樹(shù)脂、膠黏劑和其他輔料經(jīng)混合，成型和固化而成。秸稈復(fù)合材料不但質(zhì)量輕，強(qiáng)度大，耐腐蝕，保溫隔熱，而且環(huán)保性能好，可降解。在建筑領(lǐng)域中，可應(yīng)用于制造墻體、屋頂和地板等構(gòu)件，對(duì)綠色建筑發(fā)展起到強(qiáng)大的支撐作用。

③秸稈在生物化工和環(huán)保治理方面也具有舉足輕重的地位。比如，用秸稈的木質(zhì)素和其他組分可制造各種生物化學(xué)品，比如香料，染料和藥物中間體。這類產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣、附加值高，給秸稈原料化深度開(kāi)發(fā)帶來(lái)更多的可能。同時(shí)，秸稈也可作為生物吸附劑和生物膜的原料應(yīng)用于廢水處理和空氣凈化等環(huán)保領(lǐng)域中，對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的提高起到促進(jìn)作用。

值得關(guān)注的是秸稈原料化進(jìn)程也遇到了挑戰(zhàn)與問(wèn)題。如秸稈收集，貯存及運(yùn)輸成本高等；秸稈原料質(zhì)量及其穩(wěn)定性受到很多因素的影響；秸稈原料化產(chǎn)品市場(chǎng)認(rèn)知度與接受度亟待提升等。為解決上述問(wèn)題，必須強(qiáng)化科技創(chuàng)新與政策引導(dǎo)以促進(jìn)秸稈原料化技術(shù)日趨成熟與完善，在加大宣傳與推廣力度的同時(shí)，增強(qiáng)群眾對(duì)秸稈原料化產(chǎn)品認(rèn)知與接受程度，另外，必須建立完善的市場(chǎng)機(jī)制與產(chǎn)業(yè)鏈體系，才能為秸稈原料化產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展提供強(qiáng)有力的保障。

隨著世界范圍內(nèi)對(duì)于可持續(xù)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)關(guān)注程度的不斷提高，秸稈綜合利用在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的關(guān)鍵一環(huán)顯得越來(lái)越重要。通過(guò)文章的論述，使大家深深體會(huì)到秸稈既是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)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(duì)環(huán)境造成的污染，又增強(qiáng)了土壤肥力，推動(dòng)了農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時(shí)也為農(nóng)村能源供應(yīng)開(kāi)辟了一條新的途徑。

（作者單位：723100 陜西省漢中市南鄭區(qū)生態(tài)資源統(tǒng)籌發(fā)展中心；465400 河南省光山縣農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護(hù)站）