農作物秸稈綜合利用機械化技術分析

高英華

在農業經濟快速發展的時期，農作物秸稈綜合利用機械化技術備受關注，故本文通過結合實例的方式，分析農作物秸稈機械化粉碎還田技術和農作物秸稈飼草加工機械化技術的應用優勢和應用要點，并得出相應的結論，以望借鑒。

隨著農業豐產豐收，農作物秸稈產量也會日漸增多，如果農戶都隨意將秸稈丟棄在田地中、焚燒或者填埋，都會耗費資源且造成環境污染，嚴重時，還會引發火災，增加社會成本。對此，如果農戶可以妥善利用農作物秸稈中的有效成分，如碳、鉀、硅、氮、鈣、鎂、磷等元素及纖維素、半纖維素木質素、蛋白質、氨基酸等有機質成分，有利于改善人居環境，實現生態平衡和資源可循環利用。

一、寬甸地區農作物秸稈綜合利用現狀分析

1、寬甸地區農作物秸稈資源概況

寬甸地區是糧食生產大縣，蘊含著豐富的農作物秸稈資源，秸稈種類涵蓋小麥、玉米、油菜等，并且糧食種植面積為85.97 萬畝，玉米種植面積43.4 萬畝，年產各類秸稈54.76 萬噸。如果玉米秸稈產量403 公斤/畝計算，寬甸地區年產玉米秸稈15.53 萬噸。沒有將果樹秸稈等其他秸稈資源計算在內，若全部囊括，秸稈總量至少在36 萬噸之上，可見，該地區農作物秸稈綜合利用面積廣闊，并且收集與分類難度較大，工作任務繁重。

2、玉米秸稈機械化綜合利用概況

根據2019 年至2021 年這三年來玉米秸稈機械化綜合利用情況，分別展開分析，見表1。

表1 玉米秸稈機械化綜合利用情況

結合表1 數據可知，在2021 年秋季玉米秸稈機械化綜合利用率達到95.4%。同時在2019 年至2021 年已經連續三年，實現秸稈機械化綜合利用效率在95%以上，可見，該地區在秸稈機械化還田、秸稈撿拾打捆、玉米青貯收獲和飼草加工等利用方式中已經初見成效，但是還需要不斷優化，拓寬綜合利用機械化技術途徑。

3、秸稈機械化綜合利用工作思路

我國一直以來都是農業生產大國，在各種農業資源中，農作物秸稈產量較大，并且分布范圍較廣，類型繁多，長期發展以來，作物秸稈是農民生活與農業發展的可再生寶貴資源。根據2021年國家秸稈行業數據統計，我國秸稈資源較為豐富，可收集資源量占比居高，或將成為生物制造的主要原料。結合2011 年至2020 年近十年的秸稈產量變化情況，發現近十年我國秸稈產量穩定在7 億-8 億噸/年，產量遠遠高于玉米年產量。實行秸稈高值化利用和資源化利用，是我國2030 年碳達峰行動方案的重點內容。根據公開數據可知，秸稈可收集資源量占每年秸稈產生量的84%左右，換言之，我國每年有將近7 億噸的秸稈可以作為原料用于大規模工業生產，若將其轉化為高值化產品，可以作為玉米替代資源，成為合成生物學主要原料來源。與此同時，國家與地方陸續出臺相關政策，以政策為引領，加速推進秸稈產業化進程。如國務院于2021 年10 月26 日出臺了《2030 年前碳達峰行動方案》，明確指出：“要加大固廢綜合利用。”農作物秸稈作為農村重要的固廢資源，根據《行動方案》，嚴格按照行動方案中的指示和要求貫徹落實，完善收儲運體系，加強秸稈焚燒、填埋等不合理、不科學方式的管控。此外，2020 年至2021 年我國還出臺部分秸稈綜合利用相關政策。比如，2021 年3 月，我國發布了《關于“十四五”大宗固體廢棄物綜合利用的指導意見》，《意見》針對如何有效提高大宗固廢資源利用效率，尤其是推進農作物秸稈的綜合利用率，以提質增效為導向，堅持農用為先，有序落實秸稈肥料化、飼料化和基料化利用。此外，還應優化農村能源結構，大力使用和推廣秸稈清潔能源，依靠農作物秸稈的生物質能來滿足農村供暖需求。

二、農作物秸稈綜合利用機械化技術模式

1、農作物秸稈機械化粉碎還田技術

①秸稈機械化還田技術應用及優勢

農作物秸稈是農業生產的生物質副產品，具有潛在的利用價值。由于以往我國農作物秸稈產量偏低，主要用于生活燃料和飼料。但隨著現代農業發展，人民生活水平提高以及化石能源的普及與廣泛應用，農業生產力的增強也帶動了農作物秸稈產量，并且也減少了秸稈在燃料與飼料中的使用。而為了控制成本，很多農戶仍然習慣采用直接焚燒或丟棄的方式處理秸稈，不僅造成土壤有機質和養分降低，還會污染周邊環境。有必要綜合利用機械化技術，提高秸稈利用效率和生態價值。

農作物秸稈機械化粉碎還田是以機械化技術為載體，利用聯合收割機，安裝專門的秸稈粉碎裝置，實行秸稈粉碎、破茬、深耕和耙壓等機械化作業，并將粉碎后的作物秸稈拋灑在土壤中，利用秸稈粉碎還田設備，將秸稈粉碎，長度控制在5-8cm 左右，并將粉碎的秸稈均勻拋灑并覆蓋在地表，再利用鏵式犁或旋耕機將秸稈翻埋或旋耕入土還田，翻深達到30cm 以上，秸稈翻埋地下深度為20cm，并對翻耕地表保持平整，或者不用翻耕土地，第二年采用免耕播種方式，結果并不受影響，直接采用免耕播種機械在未耕地上直接進行貼茬播種，使秸稈覆蓋地表。而秸稈在1-2 年內就會腐爛轉化為肥料。這樣操作不僅有效解決秸稈還田問題，也不會阻礙第二年耕種任務。比如，本地區秸稈還田問題上采用的就是玉米秸稈全覆蓋寬窄行平免耕栽培技術，經過實踐證明，取得顯著效果。實施方法是：利用秸稈分離處理機，將第二年播種帶田面上覆蓋的秸稈分離出來，并分為兩撥，形成寬為50cm 且沒有秸稈覆蓋的播種帶，為將來免耕播種奠定基礎。同時該省還大力支持和推廣秸稈還田項目，對于符合條件和要求的秸稈機械化還田機具全部納入農機補貼范疇。

此外，在秸稈機械化還田基礎上，增加一定量的氮肥，可以促使秸稈腐解，避免出現秸稈腐解與作物爭氮的情況。同時旱田建立與旱田秸稈還田相匹配的鎮壓措施，而在水田秸稈還田中，則需要在水稻插播之前，利用稻田中的水自然落干，加速有害氣體的排放。因此，借助秸稈機械化粉碎還田技術，不僅可以整合土壤中的有機質，提高土壤肥力，蓄水保墑，防止水土流失，保護農業生態環境。還能降低生產成本，確保農作物產量豐收，實現農業可持續發展。此外，還能為秸稈科學處理提供可行性路徑，避免過去農戶只能通過填埋、焚燒或者隨意將其丟棄在農田中的方式，以此減少對環境的污染，緊跟新時代“碳達峰”行動目標和綠色可持續發展理念，將生態效益放在第一位，并將環保理念踐行于行動。

②秸稈還田技術實施要點

自2014 年開始，將秸稈機械化還田作為秸稈綜合利用的先行手段，這樣工作實施以來，并在完善的保護性耕作技術推廣、秸稈焚燒管控以及國家農機購置補貼政策下，秸稈還田機械化應用數量日益增加，已經成為秸稈綜合利用的首選方式。如在2018 年，玉米秸稈粉碎還田面積30.4 萬畝，還田秸稈12.25 萬噸，占全年可利用秸稈總量的71.72%。可見，該地區運用秸稈還田機械化工藝技術已經取得初步成效，結合實況，農作物秸稈還田機械化技術可以分為稻麥兩熟制秸稈還田機械化技術、稻油兩熟制秸稈還田機械化技術兩種，并且按照作物收割、秸稈還田和下茬作物播種統籌細化與全面布局。

技術實施要點如下：一是，在水稻秸稈還田水稻收割后，主要種植的作物是小麥和油菜，根據農時來看，種植兩種作物時間不算緊張。當收割水稻時，農戶可以利用自帶秸稈粉碎裝置半喂入收割機或者加裝秸稈切碎裝置的全喂入收割機，將粉碎后的秸稈均勻覆蓋于田間。需要注意的是，粉碎后的秸稈長度需要控制在10cm 范圍內，以不影響耕整土地質量為最佳割茬高度。二是，小麥秸稈還田技術主要用于小麥收獲后，由于接茬作物水稻受農時短和季節因素，需要利用自帶秸稈切碎裝置的半喂入聯合收割機或加裝秸稈切碎裝置的全喂入聯合收割機收獲小麥，并將粉碎的秸稈均勻撒在稻田間，再用田水將秸稈泡軟后，作用于土壤，利用和拖拉機相配套的水田秸稈還田機械、旋耕機進行土地翻耕，將田地鋪平。三是，在秸稈全量還田中，農戶可以施加氮肥，減少磷鉀肥用量，按照每100kg 秸稈增施純氮1kg 的量來施用，以選用銨態氮或尿素為宜，也可以將有機肥與無機肥混合使用，按照7:3 的施用比例來施肥。施用時間可以選擇在機具作業之前，也可以在秸稈還田之后，嚴格以施用標準為界限，并且還需要向田間噴灑腐蝕劑，用水浸泡一周到半個月為宜，這樣有助于加速秸稈腐爛。

2、農作物秸稈飼草加工機械化技術

秸稈飼草加工機械化技術可以有效去除和清理秸稈中有害物質、有害病原微生物，將不利于動物消化吸收的粗纖維轉化為利于動物吸收的營養物質，滿足動作所需營養成分以及畜牧業發展所需生產原料，有效控制飼料和勞動力支出成本，在滿足效益需求的同時，解決“人畜爭糧”的矛盾。以玉米秸稈為例，經過實驗證明，玉米秸稈含有30%以上的碳水化合物、2%-4%的蛋白質和0.5%-1%的脂肪，既可青貯，又可以直接作為動作飼料，通過秸稈飼草加工機械化技術的處理，將其制作成營養豐富、適口性良好的畜牧飼料，可以降低30%-60%的飼養成本，還可以縮短飼養周期，加速經濟效益轉化，不僅推動畜牧業的發展，還能依托秸稈還田技術，創造良好的生態效益。比如，寬甸地區2021 年生豬存欄70082 萬頭，增長10.88%，牛存欄1.7 萬頭、羊存欄4.5 萬只、禽類存欄75.8 萬只，每年要消耗大量的飼料。但秸稈青貯量僅為10.23 萬噸，氨化量1.2 萬噸，秸稈直接飼喂利用量0.74 萬噸，共計12.17 萬噸。伴隨著畜牧業發展逐漸壯大，飼草加工所需要的秸稈數量也逐漸上升，而依靠傳統人工加工模式，難以及時滿足畜牧產業所需要的發展需求。對此，寬甸地區積極推廣和廣泛應用秸稈飼料加工機械化技術包含秸稈飼料壓塊技術、秸稈飼料顆粒技術、青貯技術三類。分別來說：

①秸稈飼料壓塊技術，這項技術主要是通過較干的秸稈，經過帶有粉碎裝置的機械粉碎加工后，向其添加精飼料，并依托機械壓制成塊狀的飼料。其技術優勢在于具有良好的適口性，能夠滿足牲畜所需的營養成分，并且經過機械壓制后的飼料質地柔軟，適合腸胃功能薄弱的動物食用，而且這種壓制的飼料也便于運輸，不會占據較大的空間，加速了流通率。此外，在加工過程中，還需要滿足以下要求：一是，控制好秸稈的濕度，其濕度值應控制在總水分的20%以下，以16%-18%為宜。二是，瞬時高壓應為20-30t/cm2。三是，加工中物料瞬間溫度應達到90℃-130℃，并在高溫高壓條件下，滯留12-15s。

②顆粒技術：簡言之，就是對難以消化的食物進行加工，使其成為容易消化的食物，具體工序流程如下：首先，使用專業的機械設備，將秸稈粉碎，之后，將粉碎后的秸稈放入到攪拌機之中攪拌，在制成顆粒狀后，將其放入到烘干機中烘干，最后，制成飼料。在查閱資料后得知，采取此項技術，可以使飼草采食率大幅度提高，消化率亦如此。

③青貯技術：將秸稈放入到厭氧環境下，經過一系列的處理后，制作成飼料。工藝流程如下：將添加劑加入秸稈中，在經過均勻攪拌后，使其營養價值增加。比如：可以將適當比例的食鹽加入青鮮秸稈飼料之中，通過這種方式，使細胞葉汁滲出，不僅能減少發酵時間，同時，還能增加乳酸菌含量，飼料的品質和口感也會隨之提升。

三、后續工作開展建議

為促進農作物秸稈綜合利用機械化技術的發展，使其普及應用，建設社會主義新農村和發展生態農業，基于技術發展情況，提出以下幾點發展建議：

1、將機械化粉碎秸稈作為重點

在查閱資料后得知，對秸稈汽化后，使其成為種植食用菌的環境；將秸稈加工為飼料，支持畜牧業發展；對秸稈做粉碎處理后還田，屬于當前秸稈再利用的主要方式。若種植面積較小，則前兩種方式并不適用，此時，需要采取第三種方式，方能發揮秸稈的最大價值，同時，還能避免農民將秸稈焚燒，引發環境問題。為此，建議有關部門在做好堵的同時，還要加強疏，積極推廣秸稈粉碎還田技術，同時出臺相關政策加以落實。

2、加快制定并出臺補貼機制

當地部門應制定并出臺補貼機制，補貼對象是實施秸稈粉碎還田的農戶。以寬甸地區為例，該地區擁有玉米收割機2000臺，如果天氣良好，作業能力為120 萬畝，機器收割率高達70%。為讓農戶認可秸稈粉碎還田，發揮農業機械的作用，杜絕秸稈焚燒現象，建議有關部門對采用農機收割，且實施粉碎還田的地塊給予補貼，將補貼金額定為每畝50 元，共計6000 萬元，該款項由政府部門承擔，并列入財政支出。同時，還要將其作為立足點，構建秸稈粉碎還田技術推廣和發展體系。

此外，各級政府部門還應設置專項資金，負責為當地農機購置和維修提供補貼，比如：免費為農戶更換容易損壞的零部件，以保證農機使用性能和工作效率。對于尚未安裝秸稈粉碎還田機的收割機，由政府部門補貼，爭取在第二年秋收來臨之前，使全部收割機均安裝該設備。

綜上所述，在研究后發現，農作物秸稈綜合利用機械化技術，主要包括農作物秸稈機械化粉碎還田技術和農作物秸稈飼草加工機械化技術，兩種技術各具優勢和適用條件。故建議政府部門結合本地區實際情況，選擇合適的技術，并通過宣傳、補貼等政策的落實，使秸稈綜合利用機械化技術不斷普及應用，以解決秸稈焚燒引發的一系列問題。