机械化技术在秸秆利用中的应用研究
田贵荣
摘 要：农作物种植具有周期性，果实成熟收获后，农田中残留的植物秸秆处理是重要问题。以新疆为例，该地区以棉花为主要农作物，棉花采摘结束后应及时收割处理秸秆。秸秆利用是现代农作物耕作管理先进技术。本文结合新疆棉田情况分析了秸秆利用的必要性，分析秸秆还田中的机械化技术应用方法，并重点探讨当前秸秆利用的常见问题和解决方法。
关键词：秸秆还田;机械化技术;农田管理;现代化耕作
前言：传统种植管理中，田地中残留的秸秆通常需要收割、聚集后作为生活燃料或就地焚烧。当前秸秆作为燃料的价值逐渐降低，就地焚烧秸秆会产生环境污染问题，影响生态文明建设，同时也未充分体现秸秆的价值。机械化秸秆还田是现代种植技术的改革，应用此技术对促进农田高质量耕作具有积极意义，同时环境效益较好。
1秸秆还田的必要性
1.1提高耕作效率
从经济价值角度分析，机械化秸秆还田有效释放了人力，减少了农田管理全周期中人力参与力度。在传统管理模式中，棉花收割后秸秆处理工作量较大，耗费人力物力。采用机械化手段促进秸秆还田，可显著缩短秸秆处理时间，提高效率。
1.2改善土壤质量
此外，秸秆还田可促进田地质量改善。田地土壤状态直接影响未来耕作中农作物生长情况，并最终影响农作物产量与农产品质量，进而影响农户经济利益。技术化秸秆还田后，秸秆在田地中腐烂并与土壤融合，此过程中秸秆被分解后产生大量有机质，提高土壤營养成分。混合了秸秆的土壤可提升涵养水源的能力。吸收秸秆有机质成分后，相关成分可促进土壤容重、pH值等下降，同时改善土壤孔隙度。相关文献显示，棉花秸秆还田后，土壤可吸收秸秆中的营养成分，吸收率高达95%[1]。通过上述过程，土壤中速效氮磷钾占比显著提高，对后续农作物种植有显著作用。
1.3拓宽养分补充渠道
新疆棉区主要为荒漠绿洲灌溉区，该地区田地缺少充足的有机肥源。因为新疆水源供应有限，发展绿肥存在较大难度。在实际种植中通常依靠使用化肥改善农田养分。实施秸秆还田可改善局部生态系统，促进系统内有效养分进行良性循环，也可丰富农田获取养分形式，降低化肥依赖造成的诸多消极影响。
2秸秆利用中的机械化技术应用
2.1秸秆粉碎还田
在秸秆还田利用中，通常使用大型机械。利用机械粉碎秸秆，然后将粉碎后的秸秆还田。秸秆中有机物质丰富，氮磷钾含量较高，这些有机物是农作物生长所需的重要营养物质，利用科学方法促使秸秆还田，可显著改善农田土壤有机物含量。通过秸秆还田，不仅可以改善土壤肥力，促进氮素化肥等得到有效应用，而且可以缓解农作物生长过程土壤营养成分耗损。相关实验显示，在秸秆粉碎还田后，农田获得的有机物补给量相当于增加磷肥75kg/亩，钾肥23kg/亩，碳铵32.4kg/亩[2]。秸秆粉碎还田后可改善土壤状态，降低化肥需求量，促进农作物品质提升，提高作物产量，改善农田蓄水、保水能力，提高种植者经济效益。
在秸秆还田中，使用大型机械存在一些不利条件。部分农田地表环境不平整，农田出现较大坡度或出现洼地等，还有部分农田缺少机械可通行道路。上述问题影响机械效能的正常发挥，存在推广难度。除此之外，机械服役全周期需要合理维修养护，否则极易出现性能降低或故障等问题，影响秸秆还田效果。秸秆粉碎还田处理不到位一方面会导致秸秆有机物无法充分回归农田土壤，而且一旦出现切碎效果不符合要求情况，会对后续深耕作业造成影响。
2.2饲草加工
农作物秸秆不仅含有大量有机物和营养元素，而且含有大量粗纤维。研究显示，在农作物秸秆中粗纤维含量超过78%[3]。粗纤维饲草是许多畜禽生长中获取能量的常见方法，在饲养畜禽时保证其粗纤维摄入对提高动物乳脂率有重要作用。粗纤维主要成分为木质素和纤维素，木质素在畜禽消化系统中消化难度较高，大量摄入木质素较易导致消化系统紊乱。纤维素营养成分丰富，消化吸收较好。秸秆内木质素与纤维素同步存在，对秸秆进行机械饲草加工时，应利用挤丝揉搓设备通过初期加工，使秸秆成为偏软丝质草料，然后在该草料中加入微生物菌剂，微生物作用下饲草发酵，柔软度显著提升，可改善秸秆饲草适口性，并且可降低秸秆饲草在畜禽食用后的消化难度。
2.3沼气发酵
发酵秸秆后，可产生沼气，成为新型能源加以利用。采用秸秆发酵形式获取沼气，产气率比较理想，对环境友好度较高，同时因为农田占地面积较广，所以原材料供应相对充足。此种能源具有无污染优势。秸秆生物质能是国内大部分农村的常见耗能方法，焚烧秸秆作为能源时属于低效率能量转换，同时污染大气环境，与生态文明建设要求不一致。基于上述原因，可针对农村基础环境开发沼气发酵系统，利用微生物分解促进秸秆内碳元素、氢元素发挥应用价值，促进秸秆利用。
3秸秆利用中应落实的管理措施
3.1加强机械化秸秆利用宣传
在机械化秸秆处理与利用中，常见问题是农民缺少专业机械应用技术，在使用机械处理秸秆时存在不规范操作和处理不到位问题。针对此问题，应开展多样化宣传，通过媒体宣传、设置宣传板、开展秸秆利用讲座等，提高农户对秸秆利用的重视度。在推广秸秆处理机械化设备中，应基于农户特点规划科学的宣传方案，促进有效宣传。在此过程中，应由农业部门总领，发动媒体力量，加强秸秆价值宣传，普及秸秆处理和利用知识。说明秸秆沼气的能源清洁性和应用经济效益，转变落后的秸秆处理观念，引导和推动农户积极开展机械化秸秆处理。应开展秸秆利用实验，组织农户参观示范基地。
3.2促进机械化技术培训
在技术应用中，应由专业技术人员指导农户选择适用的机械设备，促进高质量应用。例如，在秸秆粉碎还田中，应综合了解目标田地具体情况，明确地质条件，分析待粉碎秸秆的类型的特点，科学进行设备选型。农机部门应加强售后服务，做好机械检修维护，在农忙季节到来前提前做好检修工作，确保农忙阶段设备良好运转。应组织农机培训，提高农户农业机械设备操作技术水平，促进秸秆再利用高质量落实。
3.3提高引导、监管力度
政府方面，应加强行政手段管理，对焚烧秸秆行为提高监管力度，促进农户采用技术化方法处理秸秆。在秸秆利用工作中，应加强技术秸秆利用优质宣传和技术宣传。在处理无须离田的秸秆时，应在收割阶段利用切碎机械进行处理，明确留茬规格。发挥政策影响，对于积极还田的农户给予一定补贴。在组织技术培训时，从耕作大户与农机大户开始，逐步普及秸秆还田技术。在推广中，应树立宣传典型，组织农户参观，指派专业技术人员入村、入户实施技术指导。围绕禁止焚烧秸秆制定明确的规章制度，成立监管小组，在秸秆收割季节实地巡逻，对违规焚烧秸秆的农户进行处罚教育。加强秸秆利用项目研究，积极成立示范点，监督推广进度。开展作业示范活动，组织农户参观学习，提高机械化利用秸秆的积极性。在此过程中，也应加强配套病虫害防治宣传，科学控制耕作成本，指导科学还田，努力降低次污染，避免影响后续耕作农作物发芽。
结论：总而言之，秸秆还田具有良好的经济效益、环境效益，对农业现代化发展具有积极意义。应用机械化技术，可促进秸秆粉碎还田、沼气发酵或者加工为饲草，提高秸秆利用价值，增加农户收入，减少农业活动造成的环境污染。在秸秆利用中应加强机械化技术应用，重点改善秸秆还田处理质量，促进农业高质量发展。
参考文献：
[1]王静，陈兵，王吉亮等.不同机械化秸秆还田方式对棉花生长、产量和品质的影响[J].干旱地区农业研究，2021，39（01）：18-24+56.
[2]周颖，王立刚，张彦东等.农户采纳秸秆还田技术支付意愿研究——以河北省徐水区为例[J].农业现代化研究，2021，42（03）：486-495.
[3]热比亚·艾米都.棉花秸秆机械化处理与残膜同步回收技术与应用优势[J].农机使用与维修，2021（06）：11-12.
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