北方偉業(yè)計量集團有限公司
本文闡釋了秸稈資源化利用對于發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)的意義,介紹了有效利用秸稈的主要途徑以及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展狀況,進而探討了如何基于實現(xiàn)閉環(huán)能量和物質(zhì)循環(huán)的原則,實現(xiàn)對秸稈資源的循環(huán)利用,提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的資源環(huán)境效益。
秸稈是農(nóng)作物種植的副產(chǎn)品,在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活方式下被直接當作燃料、飼料或者返田降解為肥料。但隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的改變,秸稈的利用率持續(xù)下降,農(nóng)民為了提高生產(chǎn)效率而更多的選擇以就地焚燒、粉碎還田的方式處理秸稈。從生態(tài)學(xué)視角來看,不僅破壞了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化的鏈條,影響水土保持和農(nóng)田的墑情,而且還由于煙塵等污染物的生成,劣化了農(nóng)村的生活和生產(chǎn)環(huán)境。所以,在倡導(dǎo)循環(huán)農(nóng)業(yè)和致力于實現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的背景下,有必要探索有效的秸稈資源化利用模式,優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈并且維持農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的平衡。
1循環(huán)農(nóng)業(yè)視角下秸稈資源化利用的意義
1.1循環(huán)農(nóng)業(yè)概述
糧食、果蔬等農(nóng)作物的種植是最基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動,在投入人力、物力并利用土地等資源從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中,得到種子等農(nóng)產(chǎn)品的同時,也會產(chǎn)生作物的莖葉、藤蔓等經(jīng)濟價值較低的副產(chǎn)品。而理論上農(nóng)作物的各個部分都是基于光合作用生產(chǎn)出來的生物資源,在生態(tài)學(xué)視角上來看都是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能量與物質(zhì)轉(zhuǎn)化的成果。所以,實現(xiàn)所有產(chǎn)物循環(huán)利用,是維持農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的長期發(fā)展的基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式下,由于農(nóng)民大多同時從事農(nóng)作物種植和禽畜的養(yǎng)殖,在規(guī)劃生產(chǎn)活動的過程中,可以充分挖掘所有資源的利用價值,使得農(nóng)作物的不同部分都能夠得到有效利用,從作物依托水土資源生長到最終以有機質(zhì)的形式還田,能夠形成相對完整的資源循環(huán)利用鏈條。但在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械化和工業(yè)化的生產(chǎn)模式下,要想貫徹循環(huán)農(nóng)業(yè)的理念,必須依據(jù)生態(tài)學(xué)原理輔以技術(shù)性手段,探索重構(gòu)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的資源利用模式,優(yōu)化農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)化鏈條,使之形成閉環(huán)循環(huán),從而實現(xiàn)資源環(huán)境效益的最大化。
1.2秸稈在循環(huán)農(nóng)業(yè)視角下的利用
秸稈主要是糧食作物的莖葉,包含了大量源自于土壤的有機物和礦物質(zhì),所以,只有基于物理學(xué)、生物學(xué)或化學(xué)原理使之回歸農(nóng)田,才能夠遵循農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)與能量守恒原則,保障環(huán)境安全和實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源的循環(huán)利用。但在目前的農(nóng)村生產(chǎn)生活方式下,傳統(tǒng)的基于養(yǎng)殖業(yè)將秸稈轉(zhuǎn)化為肥料的模式已經(jīng)不具可行性;而直接利用秸稈作為生活燃料只能達到利用其能量的目的,無法讓其中有利于改善土壤結(jié)構(gòu)、增加肥力的部分回歸農(nóng)田,而且還會對環(huán)境產(chǎn)生不利影響。因此,在循環(huán)農(nóng)業(yè)視角下,必須創(chuàng)新秸稈的利用模式,才能夠合理開發(fā)其利用價值。
2秸稈的資源化利用途徑及相關(guān)技術(shù)發(fā)展狀況
2.1秸稈的資源化利用途徑
將秸稈視為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的重要資源并加以利用,有助于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益,而在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、種植養(yǎng)殖等技術(shù)的支持下,秸稈的利用途徑和方式更加多樣化。首先,可以利用機械化的生產(chǎn)設(shè)備將農(nóng)作物的莖葉、種皮等粉碎覆蓋或翻耕深埋,使其借助物理學(xué)和生物化學(xué)原理腐熟和融入土壤中,起到改善墑情和提升土壤肥力的作用;其次,可以以秸稈為原材料生產(chǎn)清潔能源或建筑材料、工業(yè)產(chǎn)品,例如使用秸稈生產(chǎn)固體、液體或氣體燃料,或者加工成工藝品;再次,將秸稈粉碎或者利用生物技術(shù)發(fā)酵后,可以作為畜牧養(yǎng)殖業(yè)的禽畜飼料,用以替代糧食或牧草,進而以有機肥料的形式還田。此外,在菌類和中草藥等作物的種植行業(yè),成本低廉易得的秸稈是基料的首選,在相關(guān)技術(shù)日益成熟的背景下,對秸稈的需求量也在逐年增長。
2.2秸稈利用技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用
秸稈利用技術(shù)的研究大致有三個方向,其中生物學(xué)技術(shù)主要研究利用微生物和生物化學(xué)技術(shù)促進秸稈中的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化,以發(fā)酵腐熟等方式生產(chǎn)沼氣、生物肥料,在不增加環(huán)境負擔(dān)的前提下,使得秸稈中的能量和營養(yǎng)物質(zhì)能夠得到有效利用;基于物理學(xué)原理的秸稈利用技術(shù)主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,通常采樣粉碎、壓縮等方式加工秸稈,使其成為建筑工程等領(lǐng)域有利用價值的原材料;而化學(xué)技術(shù)則主要是通過研制催化劑、添加劑,用于促進秸稈的降解,從中分離出有利用價值的物質(zhì),例如在利用熱解反應(yīng)生產(chǎn)燃料的過程可以利用化學(xué)原理,讓秸稈在特定條件下反應(yīng)和生成肥料緩釋控制劑等產(chǎn)品。
聲明:參考《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究研究》第26卷,如涉及版權(quán)問題,請聯(lián)系刪除。
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