秸秆综合利用与农业生态环境保护分析

包明忠

（山东省济宁生态环境监测中心 山东 济宁 272000）

引言

秸秆是农业生产过程中大量产生的废弃物，通常以传统的焚烧、露天堆放或者直接留在农田中等方式处理，但这些传统处理方式存在诸多问题。首先，秸秆焚烧会产生大量有害气体和颗粒物，对空气质量和人类健康构成威胁。其次，露天堆放或者直接留在农田中的秸秆容易引发火灾，给农田和周边环境带来严重破坏，同时秸秆的长时间堆积会导致土壤质量下降，增加土地退化和农作物生长的障碍。因此，秸秆综合利用成为解决这些问题的重要途径。

秸秆综合利用是指将秸秆作为资源进行回收和再利用的过程，利用秸秆潜在的能源和营养价值，实现废弃物向资源的转化。秸秆综合利用不仅可以解决废弃物处理难题，还可以为农业生态环境保护提供多重效益。首先，秸秆能源利用技术（秸秆发电和秸秆制热）可以替代化石燃料的使用，减少对有限能源资源的依赖，同时降低温室气体排放和空气污染。其次，将秸秆制成有机肥料可以改善土壤结构，提高土壤肥力，促进农作物生长，同时减少化肥的使用，有利于农业可持续发展。另外，秸秆综合利用还可以促进生态系统的稳定性和保护生物多样性，并提供生态服务。因此，秸秆综合利用具有重要的背景和挑战，但通过开发和推广秸秆综合利用技术，不仅可实现资源的循环利用、环境污染的减少，还可保护农业生态环境与促进农业可持续发展。

1 秸秆综合利用的背景与挑战

1.1 秸秆产生与管理的现状

在现代农业生产中，秸秆作为废弃物大量产生，如稻谷、小麦、玉米等作物的秸秆都会在农作物收获后留下[1]。目前，全球每年产生的秸秆数量非常庞大且不断增加，秸秆管理面临一系列挑战。首先，秸秆的大规模产生导致了其有效处理和储存的难题，如秸秆焚烧会释放大量有害气体和颗粒物，对空气质量和人体健康产生负面影响；露天堆放或直接留在农田中会导致火灾风险、土地退化以及病虫害的滋生。其次，传统处理方式带来的环境问题也不容忽视，如焚烧秸秆会增加大气中的温室气体排放，加剧气候变化问题；秸秆露天堆放或直接留在农田中会导致土壤质量下降，降低土壤肥力，影响农作物的生长发育，甚至引发土壤侵蚀和水体污染。

秸秆综合利用的背景在于解决这些挑战，实现秸秆的资源化利用，减少环境污染和资源浪费，同时推动农业生态环境的保护和可持续发展。因此，采用先进的秸秆综合利用技术，可将秸秆转化为能源、有机肥料等有价值的产品，为农业生态环境保护提供多重效益。

1.2 秸秆综合利用的潜力与重要性

1.2.1 可有效回收和再利用农业废弃物资源

秸秆本身蕴含丰富的能源和养分，通过适当的处理和转化，可以将其转变为有价值的能源和有机肥料等产品。秸秆能源利用技术（秸秆发电和秸秆制热）可提供清洁、可再生的能源替代传统化石燃料，减少对有限能源资源的依赖。同时，将秸秆制成有机肥料可以补充土壤养分，提高土壤肥力，促进农作物的健康生长。因此，秸秆综合利用不仅可以有效回收资源，还可减少环境污染和资源浪费。

1.2.2 对农业生态环境保护具有重要意义

通过秸秆综合利用，可减少传统处理方式带来的环境问题，秸秆焚烧释放的有害气体和颗粒物都可以得到有效控制，同时减少露天堆放和直接留在农田中的做法，避免火灾风险和土地退化，保护土壤质量和生态系统的稳定性。另外，秸秆综合利用可以减少化肥的使用，降低农业对化学农药和化学肥料的依赖，有利于生态农业和农业可持续发展。因此，秸秆综合利用作为资源回收和再利用的重要途径，对农业生态环境保护具有重要意义。

2 秸秆综合利用的技术与应用

2.1 秸秆综合利用的概念和定义

秸秆综合利用指的是将农作物收获后剩余的秸秆，通过适当的处理和转化，转变为有价值的能源、有机肥料或其他可利用的产品的过程。这一概念强调了将秸秆视为资源而非废弃物，并进行回收、转化和再利用的综合利用方式。

秸秆综合利用涵盖了多种技术与方法，其中能源利用技术是一个重要方面。如，秸秆发电通过将秸秆燃烧产生蒸汽，驱动发电机发电，是一种常见的能源利用方式；秸秆制热技术将秸秆燃烧用于供暖或工业用途。因此，秸秆综合利用中的能源利用技术，不仅可以提供清洁的可再生能源，减少对传统化石燃料的依赖，还能减少温室气体排放和空气污染。此外，秸秆制成有机肥料也是秸秆综合利用的重要方面。通过将秸秆进行压块、堆肥或发酵等处理制成有机肥料，不仅可用于改善土壤质量、提高土壤肥力和保护农作物健康生长，还有助于减少对化学肥料的依赖，降低农业对环境的负面影响，并促进土壤生态系统的健康发展。

秸秆综合利用的优势在于其在资源回收和环境保护方面的效益，通过将秸秆转化为能源或有机肥料等有价值的产品，可以最大限度地回收和利用农业废弃物，减少环境污染。因此，秸秆综合利用作为一种环保技术与方法，具有广阔的应用前景和重要的环境效益。

2.2 秸秆能源利用技术

在秸秆综合利用中，能源利用技术是一个重要的发展方向，秸秆发电和秸秆制热是2 种常见的能源利用技术。秸秆发电是通过将秸秆燃烧产生的热能转化为电能的过程，秸秆被燃烧后释放出的热能可以用来产生蒸汽，然后驱动涡轮发电机发电，将农作物秸秆转化为清洁的可再生能源，用于供应农村地区或城市的电力需求，不仅可以减少对传统化石燃料的依赖，还能降低温室气体排放，对于应对气候变化具有积极意义。秸秆制热是将秸秆燃烧用于供暖或工业用途，通常采用锅炉或热风炉等设备，将秸秆燃烧产生的热能用于加热建筑、加工过程或其他热能需求，可以提供清洁、可再生的热能替代传统的化石燃料，减少对化石能源的依赖。

秸秆能源利用技术能充分利用秸秆这一丰富的生物质资源，并将其转化为有价值的能源，提供清洁、可再生的替代能源供应；秸秆能源利用可减少对化石燃料的依赖，降低能源供应的成本，并促进能源结构的多样化和可持续发展；秸秆能源利用能减少温室气体的排放，对应对气候变化和改善空气质量具有显著作用。因此，秸秆能源利用技术的推广和应用不仅有助于减少农作物废弃物的处理难题，还能为可持续能源发展和环境保护做出重要贡献。

2.3 秸秆有机肥料利用技术

秸秆制成有机肥料也是秸秆综合利用的重要方向之一。通过适当的处理和转化，将秸秆转化为有机肥料，可以为土壤提供养分和改善土壤结构，促进植物生长和农作物产量的提高。秸秆制成有机肥料的技术包括压块、堆肥和发酵等处理过程。其中，压块是将秸秆压制成块状，提高其密度和便于储存与运输；堆肥是将秸秆与其他有机废弃物一起进行分层堆放，通过微生物的分解作用，使其逐渐转化为有机肥料；发酵则利用微生物的发酵过程，对秸秆进行处理，转化为有机肥料。

秸秆制成有机肥料具有诸多优势且应用广泛。首先，有机肥料能够为土壤提供丰富的有机质和营养元素，改善土壤质量增加土壤保水保肥能力，改善土壤结构增加土壤通气性和保持性，有利于根系生长和植物栽培；其次，有机肥料能够促进土壤微生物活动和生物多样性，维持土壤生态系统的稳定性和健康状态。秸秆有机肥料广泛应用于农业生产中，有机肥料可直接施用于农田或与化肥混合使用，并提高土壤肥力和农作物产量；有机肥料也被广泛应用于果园、蔬菜种植、花卉养殖等农业领域，为植物的生长提供养分和营养素。因此，秸秆制成有机肥料对于土壤保护和农业可持续发展具有积极的影响。

3 秸秆综合利用与农业生态环境保护的关系

3.1 土壤保护与秸秆综合利用

秸秆综合利用对土壤保护具有重要意义，如将秸秆还田作为一种常见的利用方式，不仅能够改善土壤结构、增加土壤有机质含量，还能提供养分和微生物活性，促进土壤生态系统的健康发展。另外，秸秆还田可以改善土壤结构，增加土壤的通气性和保水性，有助于防止土壤侵蚀和水土流失。同时，秸秆在分解过程中释放出的有机物质也可作为土壤养分，为植物生长提供所需的营养元素。这种循环利用的方式能够减少对化肥的依赖，降低化学肥料对土壤的负面影响。

秸秆综合利用还能促进土壤微生物的活动和多样性，秸秆中的有机物质可为微生物生长和繁殖提供营养源，增加了土壤微生物的数量和多样性。微生物在土壤生态系统中发挥着重要的作用，参与有机物质的分解、养分的循环和植物病害的防治，因此秸秆综合利用可增加土壤微生物的活性，提高土壤的生物学活性，有助于维持土壤的健康和生态功能。

3.2 空气质量与秸秆综合利用

秸秆焚烧对空气质量具有负面影响，释放出大量的颗粒物和有害气体，对环境和人体健康造成威胁。而秸秆综合利用则提供了一种替代方式，能有效减少秸秆焚烧带来的空气污染和健康风险。通过秸秆能源利用技术，如秸秆发电和秸秆制热，可以将秸秆燃烧产生的热能转化为电力或热能，避免了秸秆焚烧释放的大量污染物。这些技术采用先进的燃烧和过滤设备，能够有效控制燃烧过程中产生的颗粒物和有害气体的排放。与传统的秸秆焚烧相比，秸秆能源利用技术具有更高的燃烧效率和更低的污染排放水平，能够减少大气污染物的释放，改善空气质量。此外，秸秆制成有机肥料的利用方式也能减少秸秆焚烧的需求。将秸秆转化为有机肥料后，不仅能够有效利用秸秆资源，还能提供农业生产所需的养分。通过推广有机肥料的应用，农民可以减少对化肥的使用，减少化肥生产和运输过程中产生的环境污染。这种方式有助于降低秸秆焚烧对空气质量的负面影响，并促进农业的可持续发展。

3.3 生态系统保护与秸秆综合利用

首先，秸秆综合利用可增加生态系统的稳定性，如通过将秸秆还田或制成有机肥料，可以改善土壤质量和保持土壤湿度，促进农田生态系统的稳定运行，而稳定的土壤结构和水分含量有助于维持农作物的健康生长，减少土壤侵蚀和退化的风险，保护农田生态系统的稳定性。其次，秸秆综合利用对生物多样性的保护具有积极的影响，如秸秆覆盖物提供了生物多样性的栖息地，吸引了各种土壤生物、昆虫和微生物的生存和繁殖，而这些生物在农田生态系统中扮演着重要的角色，参与有机物分解、养分循环和害虫控制等生态过程，因此通过秸秆综合利用可提高生物多样性机会，维持生态平衡，并减少对化学农药的依赖，促进农田生态系统的健康发展。最后，秸秆综合利用对农田生态系统的氮循环具有重要影响，秸秆中含有丰富的有机氮，可通过适当的处理和利用，在农田中释放出来，作为农作物重要的养分来源，从而减少农业对合成氮肥的需求，降低化学肥料使用对环境造成的负面影响，进而保护水体质量，减少氮污染对水生生态系统的危害。

综上所述，秸秆综合利用对农业生态环境保护具有重要的整体效益和可持续发展的支持作用。通过促进生态系统稳定性、保护生物多样性和提供生态服务，秸秆综合利用能够为实现可持续农业发展和农田生态环境保护提供创新的解决方案。未来，进一步的研究和实践应该致力于推动秸秆综合利用技术的发展。

结语

综合分析秸秆综合利用与农业生态环境保护之间的密切关系，发现秸秆产生与管理的现状还存在诸多挑战，传统处理方式的不足导致秸秆处理带来的环境问题日益突出。但秸秆综合利用具有巨大的潜力和重要性，可作为资源回收和再利用的方式，不仅能够减少资源浪费，还能提高资源利用效率。同时，秸秆综合利用对农业生态环境保护具有长远效益，有助于改善土壤质量、减少空气污染和促进生态系统的稳定性。

在技术与应用方面，秸秆利用技术包括秸秆发电、秸秆制热等能源利用技术及秸秆制成有机肥料的技术，这些技术的应用虽有助于减少化石燃料依赖，降低温室气体排放，并为农业提供可持续发展的有机肥料，但秸秆综合利用仍面临经济、政策和社会限制，急需政府加强政策制定并大力支持和宣传教育公众深度参与。随着科技的进步，更多高效、可持续的秸秆利用技术出现，将促使秸秆综合利用在农业生态环境保护中发挥更大的作用。因此，目前应通过合理利用秸秆资源，实现资源回收再利用、减少环境污染，并为农业可持续发展和生态健康奠定坚实基础。

此外，秸秆综合利用还可与其他农业生态环境保护措施相结合，形成综合的农业生态系统管理模式。未来的努力方向应在于克服技术、政策和社会因素的限制，推动秸秆综合利用的广泛应用，助力实现人与自然的和谐共生。