農(nóng)作物秸稈綜合利用

1、 秸稈是由大量的有機(jī)物、少量的無機(jī)物及水 組成，是農(nóng)作物的副產(chǎn)品，是籽實收獲后剩 下的作物殘留物, 包括禾谷類、豆類、薯類、 油料類、麻類, 以及棉花、甘蔗、煙草、瓜 果等多種作物的秸稈, 我國每年農(nóng)作物秸稈 產(chǎn)量在6億t以上。多年來, 稻草、玉米秸、 麥秸種秸稈數(shù)量一般占秸稈總量的75%以上, 隨著農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整, 經(jīng)濟(jì)作物秸稈的 比例也有所增加。 隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村能源事 業(yè)的發(fā)展, 農(nóng)作物秸稈資源 出現(xiàn)了大量剩余, 剩余秸稈 的處理問題日漸凸顯。部分 農(nóng)民采取了簡單焚燒或隨意 堆積, 這種處理方式不但浪 費了寶貴的自然資源, 還帶 來了各種危害, 造成大氣污 染、土壤結(jié)構(gòu)惡化和交通事

2、 故頻發(fā)等, 對人類健康和周 圍動植物的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán) 重影響。 秸稈綜合利用的現(xiàn)狀 秸稈還田 秸稈的飼料化處理 秸稈用于農(nóng)村能源 秸稈的工業(yè)應(yīng)用 1、1 直接還田 秸稈直接還田, 是把一定數(shù)量的秸稈直接耕翻入土。該技術(shù)又可分為粉碎 還田、整稈還田及覆蓋栽培還田。 秸稈粉碎還田機(jī)還能集粉碎與旋耕為一體, 加速秸稈在土壤中的腐解、 吸收, 改善土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和理化性能, 提高土壤肥力, 促進(jìn)農(nóng)作物持續(xù)增 產(chǎn)增收。 機(jī)械還田是一項高效、省時省工的有效措施, 易于被農(nóng)民接受和推廣。 但也還存在一些問題, 一是耗能大, 成本高,難以推廣;二是山區(qū)、丘陵地區(qū) 地塊面積小, 機(jī)械使用受限制;三是未經(jīng)高溫發(fā)

3、酵直接還田的秸稈, 可能導(dǎo)致 病害蔓延 。 秸稈覆蓋栽培中, 秸稈腐解后能夠提高土壤有機(jī)質(zhì)含量, 補(bǔ)充土壤氮、 磷、鉀和微量元素, 使土壤理化性能改善, 土壤中物質(zhì)的生物循環(huán)加速 。而 且秸稈覆蓋能提高土壤飽和導(dǎo)水率, 增加土壤蓄水能力, 調(diào)控土壤供水, 提 高水分利用率 , 促進(jìn)植株地上部分生長。 秸稈直接還田 間接還田技術(shù)包括堆漚還田、燒灰還田、過腹還田、菇渣還田和沼渣 還田。 秸稈堆漚還田也稱高溫堆肥, 是解決我國當(dāng)前有機(jī)肥源短缺的主要途 徑。它是利用夏季高溫季節(jié)把秸稈堆積, 采用厭氧發(fā)酵漚制, 其特點是時 間長、受環(huán)境影響大, 勞動強(qiáng)度高, 但成本低廉。現(xiàn)已發(fā)展到推廣應(yīng)用催 腐劑、酵素

4、劑等堆漚秸稈, 縮短了漚制時間。 燒灰還田是將秸稈焚燒成灰而還田, 操作簡單方便, 碳酸鉀含量豐富, 但易污染空氣, 損失大量能源和碳、氮、磷, 故一般很少采用。 過腹還田是一種效益很高的秸稈利用方式。秸稈經(jīng)過青貯、氨化、微 貯處理, 飼喂畜禽, 過腹排糞還田, 提高秸稈的經(jīng)濟(jì)價值, 形成糧食秸 稈飼料牲畜肥料糧食的良性循環(huán)。 菇渣還田是指秸稈可作為菇類的培養(yǎng)料, 故將秸稈生產(chǎn)菇類后剩下的 菇渣還田, 其營養(yǎng)豐富, 可減少化肥用量, 但菇渣產(chǎn)量小, 所消耗的秸稈 量有限。 沼渣還田是因為秸稈可以發(fā)酵制沼, 故沼渣還田是優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥;但 因沼渣產(chǎn)量小, 生產(chǎn)周期長, 勞動強(qiáng)度大, 也不常用 。

5、該技術(shù)有3種還田方式, 即催腐堆肥技術(shù)、 速腐堆肥技術(shù)和酵腐堆肥技術(shù)。其特點是用高新 技術(shù)進(jìn)行菌種的培養(yǎng)和生產(chǎn), 用現(xiàn)代化設(shè)備控制 溫度、濕度、數(shù)量、質(zhì)量和時間, 經(jīng)機(jī)械翻拋、 高溫堆腐、生物發(fā)酵等過程, 將秸稈轉(zhuǎn)化成優(yōu)質(zhì) 的有機(jī)肥, 具有自動化程度高、腐熟周期短、產(chǎn) 量高、采用好氧發(fā)酵環(huán)境無污染, 肥效高等優(yōu)點。 但優(yōu)良微生物復(fù)合菌種和化學(xué)制劑篩選困難;操 作條件需嚴(yán)格控制;秸稈需嚴(yán)格預(yù)處理且設(shè)備成 本和運行費用較高。 秸稈中含有較高的粗纖維, 限制了瘤胃中微生物和消化 酶對細(xì)胞壁內(nèi)溶物的消化作用, 致使秸稈適口性和營養(yǎng)性差, 無法被動物高效地吸收利用。因此, 開發(fā)和利用秸稈飼料資 源, 提

6、高其利用率和營養(yǎng)價值勢在必行。 2、1 物理處理 （1）粉碎軟化 （2）壓塊制粒 (3) 熱噴處理 (4) 擠壓膨化 2、2 化學(xué)處理 （1）堿化處理 通過堿化作用打破粗纖維中的醚鍵或酯鍵, 以溶去大部分木質(zhì)素和硅酸鹽, 從而提高秸稈飼料的營養(yǎng)價值, 此 處理用堿量太大, 需要大量水沖洗, 易對周圍環(huán)境造成污染。 （2）氧化劑處理 用氧化劑破壞木質(zhì)素, 溶解半纖維素, 從 而增加纖維素酶和細(xì)胞壁的接觸面積, 提高飼料消化率。強(qiáng)氧化劑 如二氧化硫、臭氧和雙氧水提高了消化率, 但成本太高。 （3）氨化處理 在密封厭氧條件下, 用尿素或氨水等溶液 按一定的比例均勻噴灑秸稈, 在常溫下保存一定時間,

7、使氨與秸稈 發(fā)生氨解反應(yīng), 破壞連接木質(zhì)素與多糖之間的酯鍵, 也可提高秸稈 消化率。制作氨化秸稈方法簡單, 成功率高, 但氨利用率低、有污 染, 且尿素市價較貴、成本高. （4）復(fù)合化學(xué)處理 此處理融合了堿化和氨化處理, 即一種堿(根據(jù)不同作物和牲畜來選堿化劑)與尿素復(fù)合處理, 克服 了殘堿量高和木質(zhì)素軟化差的缺點, 復(fù)合劑價格低, 故應(yīng)用前景良 好。 2、3 生物處理 （1）青貯 青貯秸稈是牲畜冬春的主要青綠多汁飼料。它是將乳熟 期全株秸稈鍘短,每節(jié)3 -5 cm, 青貯秸稈含水量70%為佳。主要利用微生物 的乳酸發(fā)酵作用, 對青綠秸稈無雜菌密封貯藏, 得到青綠多汁、適口性好、 營養(yǎng)豐富的“

8、草罐頭” 。此技術(shù)簡單, 且制作成本低, 但因青貯對纖維素 消化率提高甚微, 只適用于反芻動物。 （2）微貯 在農(nóng)作物秸稈中加入微生物發(fā)酵菌劑及輔料, 在密閉設(shè) 施中, 經(jīng)一定發(fā)酵過程, 將秸稈轉(zhuǎn)化為濕潤膨脹、柔軟酸香的飼料。微貯 消化率高、原料來源廣泛, 無季節(jié)限制。 （3）雞糞調(diào)制 用相當(dāng)于秸稈粉重量5% -6%的新鮮雞糞, 溶于與干 秸稈粉同等重量的水中成雞糞液后, 均勻灑在秸稈粉上拌勻, 使秸稈粉含 水量達(dá)60%左右, 裝入池內(nèi)壓緊, 用塑料薄膜覆蓋, 排盡氣體, 壓實密封, 待1個月左右開封飼喂。用雞糞調(diào)制的秸稈飼料, 開封后酸味很濃, 完全消 除雞糞原有的惡臭。因其成本低, 所以應(yīng)

9、用前景好、易于推廣。 （4）酒糟調(diào)制 用干秸稈粉重量5% -6%的鮮酒糟與水混攪成糊狀, 再加與干秸稈粉等重的水?dāng)噭蚝? 均勻灑在秸稈粉上拌勻, 裝入池內(nèi)壓緊, 用塑料薄膜覆蓋, 排盡氣體, 壓實密封, 待1個月左右開封飼喂。用酒糟調(diào) 制秸稈作飼料, 簡單方便, 成本低, 適于在有酒糟來源、養(yǎng)有牛羊的農(nóng)區(qū) 中推廣應(yīng)用。 實踐中, 物理處理雖簡單易行, 容易推廣, 但一般不能提高飼料的營養(yǎng)價 值;化學(xué)處理可以提高秸稈的采食量和體外的消化率, 但易造成化學(xué)物質(zhì)的過 量, 且使用范圍狹窄、推廣費用較高, 生物處理可以提高秸稈的營養(yǎng)價值, 但 技術(shù)要求較高, 處理不好容易造成腐爛變質(zhì)。 秸稈青貯 秸稈

10、微貯 秸稈雞糞調(diào)制 （1）秸稈直接燃料供熱 作為傳統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化方式, 直接燃燒具有經(jīng)濟(jì)方便、成 本低廉、易于推廣的特點, 可在秸稈主產(chǎn)區(qū)為中小型企業(yè)、 政府機(jī)關(guān)、中小學(xué)校和相對比較集中的鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民提供生產(chǎn)、 生活熱水和用于冬季采暖。 （2）秸稈氣化集中供氣 秸稈氣化是高效率利用秸稈資源的一種生物能轉(zhuǎn)化方式。 秸稈經(jīng)適當(dāng)粉碎后, 在氣化裝置內(nèi)缺氧燃燒, 產(chǎn)生出一氧化 碳為主要成分的可燃?xì)怏w。燃?xì)饨?jīng)降溫、多級除塵和除焦油 等凈化和濃縮工藝后, 由羅茨風(fēng)機(jī)加壓送至儲氣柜, 然后直 接用管道供用戶使用。 （3）秸稈發(fā)酵制沼 秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)出沼氣, 即通過作物秸稈適配人畜糞 在厭氧條件下發(fā)酵產(chǎn)生出含甲烷為

11、主要成分的可燃?xì)怏w, 這些氣體在稍高于常壓的狀態(tài)下, 通過PVC管道送往農(nóng)戶, 使用起來類似于城市的管道煤氣。 （4）秸稈壓塊成型及炭化 秸稈的基本組織是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。通常 在200 -300 下軟化, 將其粉碎后, 添加適量的粘結(jié)劑和 水混合, 施加一定的壓力使其固化成型, 即得到棒狀或顆 粒狀“秸稈炭”, 若再利用炭化爐可將其進(jìn)一步加工處理 成為具有一定機(jī)械強(qiáng)度的“生物煤”。 還有秸稈發(fā)電，秸稈提煉纖維素乙醇作為燃料，秸稈 制燃料酒精等。 秸稈發(fā)酵制沼氣 利用秸稈植物纖維制造生物煤 當(dāng)前, 作物秸稈的工業(yè)用途廣泛, 不僅可作為保溫材料、 紙漿原料、菌類培養(yǎng)基、各類輕質(zhì)板材和包裝

12、材料的原料, 還用于編織業(yè)、釀酒制醋。這些綜合利用, 不僅轉(zhuǎn)化了大量 的廢棄秸稈, 消除了潛在的環(huán)境污染, 而且具有良好的經(jīng)濟(jì) 效益, 實現(xiàn)了自然界的物質(zhì)和能量循環(huán)。 （1）用于編織業(yè) 如草席、草簾、草墊和工藝品等。 （2）栽培食用菌 如平菇、金針菇、草菇、猴頭、銀耳、 靈芝等。 （3） 生產(chǎn)可降解的包裝材料 如用麥秸稈和淀粉制成快 餐包裝新材料，對環(huán)境無污染，降解可當(dāng)肥料。 （4）用作建筑材料、造紙原料和工業(yè)原料。 秸稈加工變墻板 秸稈編織為草繩 利用秸稈栽培食用菌 1、補(bǔ)施氮肥以協(xié)調(diào)碳氮比 秸稈還田后, 土壤微生物大量繁殖, 微生物活動需要氮 素作營養(yǎng)。秸稈本身碳氮比為(65 -85)1,

13、 但適宜微生物活 動的碳氮比為251。因此, 秸稈還田后的初期階段, 土壤中 水解氮含量明顯降低, 使得微生物與作物爭奪氮素, 引起禾 苗供氮不足、返青期延長而影響產(chǎn)量。 2、秸稈綜合利用比例低 其根本原因在于秸稈收集比較困難, 成本較高。通過人 工收集, 秸稈比較散, 難以運輸和存放;運用機(jī)械打捆收集, 成本較高, 而秸稈的售價較低, 再加上運輸?shù)荣M用, 綜合效 益很低, 除了自己使用或距離較近等情況外, 農(nóng)民不愿收集 秸稈。 3、粉細(xì)深耕 秸稈粉碎長度宜小于10 cm, 否則播種時易壅土, 影響播 種質(zhì)量。應(yīng)采用與之配套的旋轉(zhuǎn)式播種機(jī),以提高播種質(zhì)量。 4、帶病秸稈不能直接還田 由于秸稈未

14、經(jīng)高溫發(fā)酵, 直接還田很容易導(dǎo)致病蟲害蔓延, 因此對有病蟲的秸稈應(yīng)及時清除深埋或制成堆肥、沼氣池肥再 施用。 1、深化農(nóng)作物秸稈是寶貴資源的認(rèn)識 當(dāng)前要把保護(hù)自然資源、防止環(huán)境污染確立為秸稈綜合 利用的主導(dǎo)思想, 不斷提高對秸稈肥料、飼料、燃料和原料 價值的認(rèn)識, 強(qiáng)化農(nóng)民對焚燒秸稈的危害性和秸稈綜合利用 的科學(xué)性的認(rèn)識。市場化運作,發(fā)展農(nóng)作物秸稈綜合利用大產(chǎn) 業(yè)。秸稈的綜合利用是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一個重要環(huán)節(jié), 秸稈的 工廠化處理為秸稈綜合利用提供了新途徑。農(nóng)作物秸稈綜合 利用的進(jìn)展 對廣大農(nóng)民來說, 大量的秸稈成了可以出售的商 品, 對企業(yè)來說則是很有潛力的新興產(chǎn)業(yè)。各級政府應(yīng)引導(dǎo) 農(nóng)民以科技為依托、市場為導(dǎo)向, 實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營。