農作物秸稈綜合利用

1、 秸稈是由大量的有機物、少量的無機物及水 組成，是農作物的副產品，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, 我國每年農作物秸稈 產量在6億t以上。多年來, 稻草、玉米秸、 麥秸種秸稈數量一般占秸稈總量的75%以上, 隨著農村產業(yè)結構的調整, 經濟作物秸稈的 比例也有所增加。 隨著農業(yè)生產和農村能源事 業(yè)的發(fā)展, 農作物秸稈資源 出現了大量剩余, 剩余秸稈 的處理問題日漸凸顯。部分 農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、土壤結構惡化和交通事

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 重影響。 秸稈綜合利用的現狀 秸稈還田 秸稈的飼料化處理 秸稈用于農村能源 秸稈的工業(yè)應用 1、1 直接還田 秸稈直接還田, 是把一定數量的秸稈直接耕翻入土。該技術又可分為粉碎 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, 改善土壤的團粒結構和理化性能, 提高土壤肥力, 促進農作物持續(xù)增 產增收。 機械還田是一項高效、省時省工的有效措施, 易于被農民接受和推廣。 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, 機械使用受限制;三是未經高溫發(fā)

3、酵直接還田的秸稈, 可能導致 病害蔓延 。 秸稈覆蓋栽培中, 秸稈腐解后能夠提高土壤有機質含量, 補充土壤氮、 磷、鉀和微量元素, 使土壤理化性能改善, 土壤中物質的生物循環(huán)加速 。而 且秸稈覆蓋能提高土壤飽和導水率, 增加土壤蓄水能力, 調控土壤供水, 提 高水分利用率 , 促進植株地上部分生長。 秸稈直接還田 間接還田技術包括堆漚還田、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, 是解決我國當前有機肥源短缺的主要途 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, 勞動強度高, 但成本低廉?，F已發(fā)展到推廣應用催 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, 提高秸稈的經濟價值, 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)質的有機肥;但 因沼渣產量小, 生產周期長, 勞動強度大, 也不常用 。

5、該技術有3種還田方式, 即催腐堆肥技術、 速腐堆肥技術和酵腐堆肥技術。其特點是用高新 技術進行菌種的培養(yǎng)和生產, 用現代化設備控制 溫度、濕度、數量、質量和時間, 經機械翻拋、 高溫堆腐、生物發(fā)酵等過程, 將秸稈轉化成優(yōu)質 的有機肥, 具有自動化程度高、腐熟周期短、產 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)良微生物復合菌種和化學制劑篩選困難;操 作條件需嚴格控制;秸稈需嚴格預處理且設備成 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 酶對細胞壁內溶物的消化作用, 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 用氧化劑破壞木質素, 溶解半纖維素, 從 而增加纖維素酶和細胞壁的接觸面積, 提高飼料消化率。強氧化劑 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, 破壞連接木質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）復合化學處理 此處理融合了堿化和氨化處理, 即一種堿(根據不同作物和牲畜來選堿化劑)與尿素復合處理, 克服 了殘堿量高和木質素軟化差的缺點, 復合劑價格低, 故應用前景良 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 在農作物秸稈中加入微生物發(fā)酵菌劑及輔料, 在密閉設 施中, 經一定發(fā)酵過程, 將秸稈轉化為濕潤膨脹、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）雞糞調制 用相當于秸稈粉重量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60%左右, 裝入池內壓緊, 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

9、用前景好、易于推廣。 （4）酒糟調制 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攪勻后, 均勻灑在秸稈粉上拌勻, 裝入池內壓緊, 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 制秸稈作飼料, 簡單方便, 成本低, 適于在有酒糟來源、養(yǎng)有牛羊的農區(qū) 中推廣應用。 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, 但易造成化學物質的過 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 技術要求較高, 處理不好容易造成腐爛變質。 秸稈青貯 秸稈

10、微貯 秸稈雞糞調制 （1）秸稈直接燃料供熱 作為傳統(tǒng)的能量轉化方式, 直接燃燒具有經濟方便、成 本低廉、易于推廣的特點, 可在秸稈主產區(qū)為中小型企業(yè)、 政府機關、中小學校和相對比較集中的鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民提供生產、 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化方式。 秸稈經適當粉碎后, 在氣化裝置內缺氧燃燒, 產生出一氧化 碳為主要成分的可燃氣體。燃氣經降溫、多級除塵和除焦油 等凈化和濃縮工藝后, 由羅茨風機加壓送至儲氣柜, 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)酵產生出含甲烷為

11、主要成分的可燃氣體, 這些氣體在稍高于常壓的狀態(tài)下, 通過PVC管道送往農戶, 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、半纖維素和木質素。通常 在200 -300 下軟化, 將其粉碎后, 添加適量的粘結劑和 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一步加工處理 成為具有一定機械強度的“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, 而且具有良好的經濟 效益, 實現了自然界的物質和能量循環(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、補施氮肥以協(xié)調碳氮比 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;運用機械打捆收集, 成本較高, 而秸稈的售價較低, 再加上運輸等費用, 綜合效 益很低, 除了自己使用或距離較近等情況外, 農民不愿收集 秸稈。 3、粉細深耕 秸稈粉碎長度宜小于10 cm, 否則播種時易壅土, 影響播 種質量。應采用與之配套的旋轉式播種機,以提高播種質量。 4、帶病秸稈不能直接還田 由于秸稈未

14、經高溫發(fā)酵, 直接還田很容易導致病蟲害蔓延, 因此對有病蟲的秸稈應及時清除深埋或制成堆肥、沼氣池肥再 施用。 1、深化農作物秸稈是寶貴資源的認識 當前要把保護自然資源、防止環(huán)境污染確立為秸稈綜合 利用的主導思想, 不斷提高對秸稈肥料、飼料、燃料和原料 價值的認識, 強化農民對焚燒秸稈的危害性和秸稈綜合利用 的科學性的認識。市場化運作,發(fā)展農作物秸稈綜合利用大產 業(yè)。秸稈的綜合利用是農業(yè)生產中的一個重要環(huán)節(jié), 秸稈的 工廠化處理為秸稈綜合利用提供了新途徑。農作物秸稈綜合 利用的進展 對廣大農民來說, 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業(yè)。各級政府應引導 農民以科技為依托、市場為導向, 實現產業(yè)化經營。