- DOI:
10.13738/j.cnki.acc.qklw60536
- 专辑:
科学Ⅰ辑;信息科技
- 专题:
信息、科学;综合科技
- 分类号:
G90;N92
【摘要】随着农业现代化的不断推进,农作物秸秆产量逐年增加,秸秆作为一种宝贵的可再生资源,其综合利用对于削减农业面源污染、促进农业可持续发展、改善生态环境具有重要意义。祥城镇作为祥云县城关镇和农业大镇,秸秆资源丰富,但长期以来面临着秸秆利用率低、处理方式粗放等问题。近年来,随着国家对秸秆禁烧和综合利用方面的重视,祥城镇积极探索秸秆机械化综合利用技术,文章简要对农作物秸秆机械化综合利用进行分析,为推动祥城镇秸秆资源化利用、促进农业绿色可持续发展提供助力。
【关键词】祥城镇;秸秆;机械化;综合利用技术
秸秆机械化综合利用技术是指利用机械设备对农作物秸秆进行收集、处理、转化和利用的一系列技术方法。其目的是通过机械化的手段,高效、环保地处理秸秆,并将其转化为有价值的资源产品,从而实现秸秆的资源化利用,减少环境污染,促进农业绿色可持续发展。
一、祥城镇主要农作物及可利用秸秆
祥城镇作为大理州祥云县政治经济文化中心,地处滇西滇西北的交通咽喉要道,辖区农业资源丰富,气候适宜,土壤肥沃,适宜多种农作物的种植。秸秆是农作物收获后的副产品,祥城镇的主要秸秆类型与其农作物种植结构密切相关,年均种植农作物12万亩,秸秆储量非常丰富。农作物主要包括:玉米作为重要的粮食和饲料作物,玉米在祥城镇的种植面积也较为广泛,是祥城镇的主要粮食作物,玉米秸秆产量高,用途广泛,但由于体积大、运输成本高,利用率较低;水稻也是祥城镇的主要粮食作物之一,种植面积大,是当地农民的重要收入来源,水稻秸秆是祥城镇主要的秸秆类型之一,产量大;部分区域种植小麦,主要用于粮食供应和加工,小麦秸秆产量相对较少,但纤维含量高;祥城镇是油菜的重要种植区,油菜籽用于榨油,秸秆产量较高,质地较硬,处理难度较大,但通过机械化粉碎还田或能源化利用,可以发挥其价值;烟草种植是当地的重要经济作物之一,为农民提供了较高的经济收益,烤烟秸秆含有一定的化学成分,传统上多被废弃,但通过技术处理可综合利用;祥城镇的蔬菜种植种类丰富,包括叶菜类、根茎类、藤蔓类等,部分区域还发展了大棚蔬菜种植,也会产生一些蔬菜秸秆;豆类如蚕豆、豌豆、大豆等,也有上千亩的种植面积,秸秆产量也不容忽视,豆类秸秆营养价值较高;薯类如马铃薯、红薯等,是当地重要的补充作物,薯类秸秆因其含水量高,处理难度较大。
二、祥城镇秸秆机械化利用现状与挑战
祥城镇作为农业大镇,秸秆资源丰富,主要来源于玉米、水稻、蚕桑、大蒜、豆类、油菜、小麦、蔬菜、水果等农作物。近年来,随着国家对秸秆禁烧和资源化利用的重视,祥城镇在秸秆机械化综合利用方面取得了一定进展。例如,推广了秸秆粉碎还田、打捆收集、饲料化处理等技术,部分区域还引入了秸秆能源化利用项目,如生物质燃料生产和沼气发酵,这些技术的应用在一定程度上提高了秸秆的利用率,减少了焚烧带来的环境污染,同时也为农民增加了收入来源。然而,祥城镇在秸秆机械化利用方面仍面临诸多挑战。首先,技术推广力度不足,许多农户对机械化设备的操作和维护缺乏了解,导致机械设备利用率低;其次,秸秆收集、运输和储存成本较高,尤其是对于分散的小规模农户而言,经济性较差;此外,秸秆综合利用的产业链尚未完全形成,缺乏深加工和高附加值利用途径,限制了秸秆资源的最大化利用。政策支持方面,虽然国家和地方政府出台了一些鼓励政策,但资金补贴和技术指导的落实仍需进一步加强。总体来看,祥城镇秸秆机械化利用的潜力巨大,但仍有很长的路要走。
三、祥城镇秸秆机械化综合利用技术应用
1、机械化秸秆粉碎还田技术
机械化秸秆粉碎还田技术是利用机械设备将农作物秸秆粉碎并直接还田的一种高效、环保的秸秆处理方式。机械化秸秆粉碎还田技术操作简便、效率高,能够显著改善土壤结构,增加土壤有机质含量,减少化肥使用,同时避免秸秆焚烧带来的环境污染。注意还田时需控制秸秆量,避免过量还田导致土壤透气性下降。还田后应及时翻耕,防止秸秆堆积影响作物生长。对于病虫害较严重的田块,还田前需进行病虫害防治处理。
在农作物收获后,使用秸秆粉碎机或配备粉碎装置的联合收割机对田间秸秆进行粉碎处理。秸秆粉碎机通过高速旋转的刀片或锤片将秸秆切碎成5—10厘米的小段,确保秸秆长度适中,便于后续还田和分解。粉碎后的秸秆均匀抛撒在田间,覆盖地表。粉碎后的秸秆通过翻耕机或旋耕机进行还田作业。翻耕机将秸秆与表层土壤混合,深度一般为15—20厘米,确保秸秆被充分覆盖并接触土壤,促进其分解。旋耕机则通过高速旋转的刀片将秸秆与土壤充分混合,适用于秸秆量较大的田块。还田后的秸秆在土壤微生物的作用下逐渐分解,转化为有机质和养分。为加速分解过程,可在还田后适量施用氮肥或微生物菌剂,调节碳氮比,促进秸秆腐熟。
2、机械化秸秆饲料化处理技术
机械化饲料化处理是将农作物秸秆通过机械设备加工转化为牲畜饲料的技术,主要适用于玉米、水稻、小麦等秸秆资源。先使用秸秆打捆机或搂草机将田间秸秆收集并压缩成捆,随后通过秸秆粉碎机将秸秆切碎成1—3厘米的小段,便于后续加工和牲畜消化。粉碎后的秸秆可通过青贮、黄贮或氨化等技术进一步处理。青贮是将新鲜秸秆密封发酵,制成高营养的青贮饲料;黄贮是将干燥秸秆加入微生物菌剂发酵;氨化则是利用氨水或尿素处理秸秆,提高其蛋白质含量和适口性。处理后的饲料通过打包机压缩成块或袋装便于储存和运输,减少饲料浪费,可直接投喂牲畜。
3、机械化秸秆能源化利用技术
秸秆是一种可再生的生物资源,可通过一系列机械化手段,将农作物秸秆转化为固体燃料、气体燃料或生物油等形式的能源,为能源产业提供新的发展方向。
(1)秸秆固化成型技术
首先,将收集到的秸秆进行粉碎处理,确保秸秆颗粒大小适中,便于后续的压缩成型。为了提高秸秆的压缩效率和成型质量,需要对粉碎后的秸秆进行干燥处理,去除多余的水分。将干燥后的秸秆送入成型机中,通过机械挤压的方式,将秸秆压缩成高密度、高热值的固体燃料。成型过程中,可以根据需要调整成型机的压力和温度,以获得不同形状和密度的燃料。
(2)秸秆气化技术
可将秸秆在缺氧状态下进行热解气化,产生可燃气体,该气体经过除尘、冷却、除焦等处理后,可用于民用取暖、发电等方面。根据利用方式的不同,秸秆气化发电可分为秸秆气化发电、秸秆/煤混合燃烧发电、秸秆直接燃烧发电。
(3)秸秆沼气生产技术
沼气是一种混合气体,主要由甲烷和二氧化碳组成,秸秆沼气化可用于农村炊事、照明和发电等。以秸秆为主要发酵原料,在隔绝空气并维持一定条件(温度、湿度、酸碱度)下,通过沼气细菌的发酵作用形成沼气。
4、秸秆机械化基料化利用技术
秸秆基料化利用是将农作物秸秆通过机械设备加工转化为食用菌栽培基料或工业原料的技术。使用秸秆打捆机收集田间秸秆,并通过粉碎机将秸秆切碎成2—5厘米的小段, 将粉碎后的秸秆送入高温灭菌设备中进行消毒处理,杀灭有害微生物。随后,根据食用菌栽培需求,将秸秆与辅料(如麸皮、石灰等)按比例混合,利用搅拌机充分搅拌均匀。
使用装袋机将混合好的基料装入栽培袋中,压实后通过接种机接入菌种,完成基料化处理。
秸秆可综合利用的领域很多,除了以上几种,还可用于生产人造丝、人造棉、糠醛、饴糖、酒、木糖醇、纤维板等多种产品,还可以部分代替砖、木等材料,用于建筑行业等。
结语:祥城镇秸秆机械化综合利用技术的应用对于促进农业可持续发展、提高资源利用效率具有重要意义。祥城镇秸秆主要有水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆、油菜秸秆、烤烟秸秆、蔬菜秸秆、豆类秸秆、薯类秸秆,可用于秆粉碎还田、饲料化处理、能源化利用以及基料化利用,祥城镇应继续加大技术研发和推广力度,根据不同秸秆的特点和优势选择相应的机械化综合利用技术,不断优化利用模式,为祥城镇乃至全国的农业现代化发展贡献力量。
参考文献:
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