循环农业农作物秸秆资源化模式分析

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【摘要】本文阐释了秸秆资源化利用对于发展循环农业的意义，介绍了有效利用秸秆的主要途径以及相关技术的发展状况，进而探讨了如何基于实现闭环能量和物质循环的原则，实现对秸秆资源的循环利用，提升农业产业链的资源环境效益。

【关键词】利用模式；闭环循环；秸秆

秸秆是农作物种植的副产品，在传统的农业生产生活方式下被直接当作燃料、饲料或者返田降解为肥料。但随着农业生产方式和产业结构的改变，秸秆的利用率持续下降，农民为了提高生产效率而更多的选择以就地焚烧、粉碎还田的方式处理秸秆。从生态学视角来看，不仅破坏了农业生态系统中物质与能量转化的链条，影响水土保持和农田的墒情，而且还由于烟尘等污染物的生成，劣化了农村的生活和生产环境。所以，在倡导循环农业和致力于实现农业产业化发展的背景下，有必要探索有效的秸秆资源化利用模式，优化农业产业链并且维持农业生态系统的平衡。

1循环农业视角下秸秆资源化利用的意义

1.1循环农业概述

粮食、果蔬等农作物的种植是最基础的农业生产活动，在投入人力、物力并利用土地等资源从事农业生产的过程中，得到种子等农产品的同时，也会产生作物的茎叶、藤蔓等经济价值较低的副产品。而理论上农作物的各个部分都是基于光合作用生产出来的生物资源，在生态学视角上来看都是农业生态系统能量与物质转化的成果。所以，实现所有产物循环利用，是维持农业经济的长期发展的基础。在传统的农业生产模式下，由于农民大多同时从事农作物种植和禽畜的养殖，在规划生产活动的过程中，可以充分挖掘所有资源的利用价值，使得农作物的不同部分都能够得到有效利用，从作物依托水土资源生长到最终以有机质的形式还田，能够形成相对完整的资源循环利用链条。但在现代农业机械化和工业化的生产模式下，要想贯彻循环农业的理念，必须依据生态学原理辅以技术性手段，探索重构农业生产领域的资源利用模式，优化农业生态系统中的能量和物质转化链条，使之形成闭环循环，从而实现资源环境效益的最大化。

1.2秸秆在循环农业视角下的利用

秸秆主要是粮食作物的茎叶，包含了大量源自于土壤的有机物和矿物质，所以，只有基于物理学、生物学或化学原理使之回归农田，才能够遵循农业生态系统的物质与能量守恒原则，保障环境安全和实现农业生产资源的循环利用。但在目前的农村生产生活方式下，传统的基于养殖业将秸秆转化为肥料的模式已经不具可行性；而直接利用秸秆作为生活燃料只能达到利用其能量的目的，无法让其中有利于改善土壤结构、增加肥力的部分回归农田，而且还会对环境产生不利影响[1]。因此，在循环农业视角下，必须创新秸秆的利用模式，才能够合理开发其利用价值。

2秸秆的资源化利用途径及相关技术发展状况

2.1秸秆的资源化利用途径

将秸秆视为农业生产领域的重要资源并加以利用，有助于提高农业生产效益，而在现代工业生产、种植养殖等技术的支持下，秸秆的利用途径和方式更加多样化。首先，可以利用机械化的生产设备将农作物的茎叶、种皮等粉碎覆盖或翻耕深埋，使其借助物理学和生物化学原理腐熟和融入土壤中，起到改善墒情和提升土壤肥力的作用[2]；其次，可以以秸秆为原材料生产清洁能源或建筑材料、工业产品，例如使用秸秆生产固体、液体或气体燃料，或者加工成工艺品；再次，将秸秆粉碎或者利用生物技术发酵后，可以作为畜牧养殖业的禽畜饲料，用以替代粮食或牧草，进而以有机肥料的形式还田。此外，在菌类和中草药等作物的种植行业，成本低廉易得的秸秆是基料的首选，在相关技术日益成熟的背景下，对秸秆的需求量也在逐年增长。

2.2秸秆利用技术的发展和应用

秸秆利用技术的研究大致有三个方向，其中生物学技术主要研究利用微生物和生物化学技术促进秸秆中的物质和能量转化，以发酵腐熟等方式生产沼气、生物肥料，在不增加环境负担的前提下，使得秸秆中的能量和营养物质能够得到有效利用；基于物理学原理的秸秆利用技术主要应用于工业生产领域，通常采样粉碎、压缩等方式加工秸秆，使其成为建筑工程等领域有利用价值的原材料[3]；而化学技术则主要是通过研制催化剂、添加剂，用于促进秸秆的降解，从中分离出有利用价值的物质，例如在利用热解反应生产燃料的过程可以利用化学原理，让秸秆在特定条件下反应和生成肥料缓释控制剂等产品。

3秸秆资源化利用模式的构建

在循环农业视角下实现对秸秆的资源化利用，必须在不增加环境负担的前提下，以形成物质和能量的闭环循环为原则，在循环利用链条的各个环节发挥秸秆的利用价值，达到优化农业产业链和践行循环农业发展理念的目的。

3.1围绕养殖业发展的利用模式

尽管目前绝大多数农户不再同时从事种植和养殖业，但将秸秆作为禽畜饲料依然是实现且循环利用的最佳模式，既可以延长农业产业链并优化物质和能量转化，又能够让秸秆以有机质的形式还田。首先，应对秸秆进行规模化的回收和加工，利用机械粉碎、压缩、生物发酵等技术将其加工成多种饲料产品，通过市场流通供应给各个地区的养殖户。一方面提高种植户的收益，另一方面则有利于降低养殖业的饲料成本，并且减少因大规模养殖而带来的粮食消耗、草场退化等问题[4]。经过这一环节，可以成功的将秸秆转化为禽畜产品和肥料，前者可以直接供应市场，而后者既可以直接作为肥料还田，也可以作为沼气生产原料进一步的转化和分级利用。除了为农户提供清洁燃料，还可以利用沼气池反应的残留物作为蚯蚓的养殖基质，生产供禽畜食用的蛋白质，而禽畜粪便和沼气池的废液则可以作为种植业的肥料。从而在实现秸秆中物质和能量的多级利用之后使之顺利还田，继续以有机质和矿物质的形式进入下一个农作物种植循环。

3.2利用热解技术实现秸秆的资源化利用

利用热解技术可以将秸秆转化为多种在工农业生产领域有利用价值的物质，通过多种渠道实现对秸秆中的能量和物质的循环利用。首先，在一定的温度和压力下促使秸秆发生热解反应，可以生成气态、液体燃料或者固态生物质碳产品，可直接作为生产和生活所需的燃料[5]；其次，在秸秆热解转化的过程中，还可以通过添加化学制剂提炼有价值的工业原料，用于生产生物农药或者农作物的栽培基质。从而在将相关产品应用于农业生产领域时，起到提升土壤肥力和农产品产量的作用，完成对秸秆的资源化利用。

3.3秸秆的基料化循环利用

以秸秆作为菌类、中药等经济作物的栽培基料，同样可以实现对秸秆中的物质与能量的循环利用。首先，食用菌和中药等经济作物可以吸收和转化秸秆中的营养物质，在使之得到有效利用的同时，拓展了农业产业链，并且提高了资源的利用率；其次，废弃的菌类和农作物栽培基料还可以用于生产沼气，从而进一步完成能量转化并提供燃料、养殖基质，最终以有机质的形式还田，起到改善土壤结构的作用，从而实现对秸秆资源的闭环循环利用。

3.4运用生物技术实现秸秆的资源化利用

运用生物技术可以以最直接的方式实现秸秆资源的循环利用，而生物反应堆是最简单的模式，其原理是利用微生物和催化剂让秸秆腐熟和分解为有机质，从而让秸秆直接还田和进入下一个农作物种植循环。但由于微生物的活性和生化反应速度受到温度等环境条件的影响比较明显，所以这一技术目前受到不同地域气象、环境条件的制约而无法大范围推广。

4结束语

秸秆是农业生态系统的产物，只有根据现代农业生产方式的特点实现对秸秆的循环利用，才能够遵循能量与物质守恒原理，保障农业经济的可持续发展。而围绕养殖业、生态燃料生产和经济作物的栽培利用秸秆，能够让秸秆资源实现闭环循环，有助于优化农业产业链并践行循环农业的发展理念。

参考文献：

[1]曹旭华.基于循环农业的农作物秸秆资源化利用模式研究[J].农技服务,2016,033(016):150.

[2]周凌砚,杨哲.循环农业视角下临沧市农作物秸秆资源化利用模式探究[J].南方农业,2019(21).

[3]臧峥峥.循环经济视角下的农作物秸秆利用资源化[J].农业开发与装备,2019,000(007):56,71.

[4]宋林平.我国机械化秸秆压块饲料技术发展前景与对策(综述)[J].河北科技师范学院学报,2003,(04):72-74+78.

作者：舒蟒 单位：江苏省无锡市宜兴市杨巷镇农业服务中心