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秸秆综合利用技术 甘州区农机技术推广站 农机工程师 许吉明 一、农作物秸秆综合利用的意义 秸秆是农作物的重要副产品，是工、农业生 产的重要生产资源。据统计，我市秸秆年产量约为 130万吨，如果使50%的秸秆通过各种方式实现还 田，就相当于投入3万多吨化肥，而在实际生产中 ，一方面，土壤有机质含量逐年减少；另一方面， 大量的农作物秸秆被废弃，甚至被放火焚烧，既浪 费了资源，又污染了环境。同时，农作物秸秆也可 作为饲料、燃料和工业原料加以利用。 因此，开发利用秸秆，已经 成为农业生产资源开发和环境保护 的新焦点。提高农作物秸秆的综合 利用水平，也是建设现代农业，促 进农村经济发展和帮助农民致富， 实现农业科学、和谐、可持续发展 的重要途径之一。 二、农作物秸秆的营养价值及用途 秸秆中含有氮、磷、钾、镁、 钙、硫等营养元素，秸秆的用途主要 体现在四个方面： 1、用作肥料 秸秆中有机质含量平均为15%左 右。据测定，湿玉米秸秆含氨量为 0.61%，含磷量为0.27%，含钾量为 2.28%。每亩地一年若还田鲜玉米秸秆 1200kg/亩，则相当于4t土杂肥的有机质 含量，含氮、磷、钾相当于18kg碳铵、 10kg过磷酸钙和7kg硫酸钾，还能补充 其它多种营养元素。 秸秆作为有机肥料还田是目前主 要利用方法之一。其主要的还田方式 有：过腹还田、秸秆粉碎还田、秸秆 覆盖还田、秸秆整株还田、根茬粉碎 还田等，另有沤肥、高温堆肥、快速 腐熟还田技术等形式。试验表明，秸 秆还田量 300 400kg/亩，即可稳定 土壤有机质，培肥土壤，保持水土。 2、用作饲料 秸秆的营养价值相当于谷物的 1/4。具有较高的饲用价值，秸秆的 饲用价值与秸秆种类和部位有关。 如，高粱秸营养价值优于玉米秸， 但玉米秸又比稻秸和麦秸好;而秸秆 的叶又比茎的饲用价值高。 用秸秆养畜，实现过腹还田是 一种综合效益较高的生产模式。目前 用于饲料的主要是玉米秸秆和麦草， 可直接饲喂，也可经过加工处理后饲 喂。秸秆的饲料化加工方法较多，主 要有:秸秆的青贮、氨化、微生物发酵 贮存，加工草粉、揉搓、压饼等。 3、用作燃料 据不完全统计，农村用作燃料的 秸秆约占秸秆总量的30%。但随着新能 源技术的推广，煤炭和液化气等燃料的 普及以及农民生活水平的提高，生物能 源的紧张状况逐渐缓解。今后用作燃料 的秸秆将逐步减少，秸秆剩余现象将更 为突出。 4、用作工业原料 秸秆作为重要的生产原料，已广泛 地应用于造纸行业和编织行业。稻草、麦 秸主要用作造纸厂的纸浆原料，全国每年 大约利用2000万吨。另外，稻草、麦秸、 玉米穗包叶等还是草编业的原料。将秸秆 挤压成形，然后炭化，制成木炭，其含炭 量达50%84.45%，发热量可达 20934 32611 kj/kg，可替代冶金、有色金属等工 业及民用所需的木炭。 此外，目前还有利用秸秆制作 密度板、生产食用菌等技术。可以 说秸秆的利用方法是多种多样的， 但是，已利用的数量只是总量的一 小部分，还有待进一步扩大。 三、秸秆还田在农业生产中的主 要 作用 秸秆还田是综合消化利用 秸秆的主要途径，约占秸秆总量 的60%以上。秸秆还田是减少 化肥用量，增加有机肥，改善土 壤结构，合理利用秸秆资源的有 效途径之一。 秸秆中含有大量的有机质、氮磷 钾和微量元素，是农业生产重要的有机 肥源之一。秸秆还田是补充和平衡土壤 养分、改良土壤的有效方法，是高产田 建设的基本措施之一，对于提高资源利 用率，农业节本增效，提高耕地基础地 力和农业的可持续发展具有重要的意义 。 据研究，若实施秸秆还田，一年后土壤 有机质含量相对提高0.05%0.23%，全磷平 均提高0.03%，速效钾增加468ppm。土壤容 重下降0.030.16g/cm3，土壤孔隙度提高 1.75%7%。连续多年秸秆还田的耕地，不 仅提高磷肥利用率和补充土壤钾素的不足， 地力亦可提高0.51个等级。 秸秆还田后，平均增产幅度可达10% 15%。特别是目前投入农田的肥料中， 90%以上的钾来自有机肥料，而秸秆是有机 肥料中含钾量最多的，如果能把大多数秸秆 通过多种方式归还到土壤中去，使钾素得到 自然循环利用，可以起到延缓土壤钾素的大 量亏损，增加作物产量，提高产品质量，稳 定农业生产的作用，是解决我国钾肥资源不 足的一项重要措施。 我市是一个受季风气候影响很大的区域， 干旱严重制约着农业生产发展。实施秸秆覆盖免 耕技术，减少了土壤中水分的地面蒸发，保持耕 层蓄水量，有利于提高降水的利用率和抗旱减灾 。根据相关资料，实施秸秆覆盖免耕技术后，与 传统耕作相比，旱地玉米和小麦每公顷分别增产 750kg和450kg。土壤含水量提高2%4.5%，渗 水率提高40%50%。秸秆覆盖还田在山区坡地 应用，就地取材，方法简便，解决了由于交通不 便，厩肥上山困难，土壤难以培肥的问题。 四、机械化秸秆还田技术 机械化秸秆还田技术可分为粉碎 还田和整秆还田两大类，粉碎还田包括 秸秆粉碎还田和根茬（主要指玉米、高 粱等大根茬）粉碎还田机械化技术。目 前，在我市应用较多的是秸秆粉碎还田 、免耕覆盖秸秆还田和根茬粉碎还田三 种技术。 1、秸秆粉碎还田技术 就是在谷物收获后，使用秸秆粉碎 还田机具直接将留在地里的作物茎杆和叶 子进行就地粉碎并抛撒在地表，或人工喂 入，铡切后抛撒地表，随耕翻作业埋入土 中，经过一系列的物理化学变化，达到疏 松土壤、消灭病虫害、增加有机质、改良 土壤理化性状、培肥地力、提高产量、减 少环境污染、争取农时的目的。 秸秆粉碎还田农艺要求 施肥。一般每公顷还田7.5 吨秸秆 时，需补施300-600kg 速效氮肥或150- 225kg 尿素。 深埋。使秸秆与肥土混拌均匀，并 深埋于距地表20cm 以下土层。 整地。为播种创造条件。 浇水消除土壤架空。 2、机械化免耕覆盖秸秆还田技术 主要是指在作物收获的同时， 将秸 秆粉碎抛撒在地表（或用割晒机 收割留高茬后，用秸秆粉碎机将秸秆 粉碎抛撒在地表），然后用免耕播种 机将作物直接播种在茬地上，抛撒在 地表的碎秸秆可起到保墒调温的作用 。 3、机械化根茬粉碎还田技术 是将作物割去秸秆后剩余根茬，用机 械粉碎后混于耕层土壤中的一项机械化技术 。有关试验表明，根茬还田助于保持土壤有 机质的生态平衡。每亩玉米根茬还田后，相 当于增施有机质含量为5%的农家肥1.3吨。 根茬还田可以增强土壤的生物活性，更新与 活化土壤中已渐老化的腐殖物质。根茬还田 可以增加作物单位面积的产量，与刨除根茬 对比，亩产可以增加3%以上。 机械化秸秆还田技术的效益 （1）社会经济效益显著。据试 验测定，秸秆还田可提高土壤有机 质含量0.3个百分点，产量提高6 20%。实施机械化秸秆还田技术， 可逐步提高土壤的有机质含量，改 善土壤结构，实现农业可持续发展 。 (2)生态效益良好。机械化秸秆还田 技术既解决了大量剩余秸秆的出路，避 免了秸秆因废弃霉烂和焚烧造成的大气 、河流等环境污染和由此而引起影响民 航、铁路等交通障碍的弊端，又增加了 土壤有机质含量，培肥了地力，促进了 农业生产，形成了良性的农业生态循环 。 同时，机械化秸秆还田技术在旱 作农业中也发挥着重要作用，在旱作 农业区，秸秆还田不仅增加了土壤含 水率，而且由于改良了土壤结构，使 土质疏松，提高了土地吸纳雨水的能 力，减少了地表径流损失，最大限度 地保存和利用了自然降水，已成为旱 作农业区改土、保水、增产必不可少 的一项实用技术。 常用机具 目前国内使用的秸秆切碎还田 机，主要是大中拖悬挂、卧式刀轴 、锤爪或甩刀式还田机。根茬粉碎 还田机，主要运用旋耕机，有变速 功能的为好。 1、敦煌市祥农农业机械有限责任公司 生产的4j-100型秸秆切碎还田机。配套 动力14.7-18.4kw，工作幅宽110cm， 生产率4-7亩/小时。参考价格4700元。 2、河北农哈哈机械集团有限公司生产 的1jhy-172型秸秆粉碎还田机。配套动 力48kw拖拉机，工作幅宽172cm，生 产率5-7亩/小时。参考价格7600元。 3、4jfh-240型玉米秸秆粉碎还田机。整机 质量120kg，配套动力13.214.7kw小四轮 拖拉机，作业效率12亩/小时。 4、4qt-150秸秆粉碎还田机。整机质量 350kg，配套动力36.751.5kw轮式拖拉机 ，作业效率810亩/小时。 5、1g-4型根茬粉碎还田机。配套动力29.4 40.4kw轮式拖拉机，作业效率810亩/小 时。 6、1gqnb-220型根茬粉碎还田机。配套 动力44.1-58.8kw轮式拖拉机，参考价格8200 元。 五、秸秆饲料的加工与储存 秸秆的主要成分是粗纤维，而粗纤维中所 含的纤维素、半纤维素是可以被草食家畜作 为饲料消化利用的，木质素则基本上不能消 化。秸秆中所含的部分纤维素与木质素结合 紧密，从而阻碍其被牲畜消化吸收。秸秆饲 草加工的作用在于切断这种联系，使纤维素 与木质素分开，使其能被牲畜消化吸收。 秸秆饲草的加工与储存主要有 切碎、粉碎、揉搓、青贮、氨化、 压块等工序和方法，现简要介绍如 下： （一）、切碎、粉碎、揉搓加工技术 玉米秸秆的饲料物理加工法主要有切碎、 粉碎和揉搓等方法。切碎加工主要采用人工 铡刀铡切或铡草机械铡切，一般碎秸秆长短 不一、且较长，只能喂食牛马等大牲畜，饲 料浪费较大。粉碎加工一般应用粉碎机械来 完成，秸秆粉碎较小且均匀，拌精料后可直 接喂牛、羊等反刍家畜。揉搓加工可显著提 高秸秆及饲草的利用率，增加其适口性，一 般需采用揉搓机来完成。 机械揉搓秸秆技术的优点 饲养牛、羊等家畜用秸秆，传统习惯都用铡切机将秸秆 切碎成段，这样做不仅适口性差，而作物秸秆中含有丰富 的营养物质，因基叶表面角质层及硅细胞的严密覆盖及细 胞木质素的阻碍作用，阻碍了牲畜对其营养的消化吸收。 为了解决这一问题，需要有适用的秸秆饲料精细加工设备 ，对秸秆进行精细加工，一方面适应牲畜的口感，另一方 面提高牲畜的采食率和消化率。揉搓技术就是使用机械对 于秸秆进行揉搓的精细加工，使秸秆成柔软的丝状物，质 地松软，能提高牲畜的适口性、采食率和消化率。有关资 料表明：加工成柔软适口的丝状饲料草，秸秆饲料饲喂利 用率提高50%。同时加工成丝状的饲料，便于压捆后运输 、贮存，实现商品化。 常用机械 1、9zr-1.0铡草揉丝机。整机质量148kg，配套动力 3kw电机，生产效率2t/h，成草形状长丝状，成草长度13 毫米，生产企业：张掖智荣机械制造公司，参考价格1550 元。 2、9zf-48秸秆切碎揉丝机。整机质量156kg，配套动力 7.510kw，生产效率1t/h，成草形状长丝状，生产企业 ：甘肃银先立达商贸有限公司，参考价格1350元。 3、9rc-8秸秆揉丝机。整机质量960kg，配套动力11kw ，生产效率8t/h，揉草长度2060毫米，生产企业：西安 大洋农林科技有限公司，参考价格1.38万元。 4、9zrf-500高效铡草粉碎揉草机。整机质量185kg， 配套动力7.5kw，生产效率45t/h，生产企业：武威市双 城兴东机械有限公司，参考价格2700元。 （二）、秸秆氨化技术 秸秆氨化技术是利用氨水处理玉 米秸秆，使秸秆发生碱解和氨解反 应，破坏秸秆内木质素与多糖之间 的酯键，只是秸秆结构变得疏松， 易于牲畜消化吸收，并产生醋酸铵 ，进而提高秸秆饲料营养价值和适 口性。 1、秸秆氨化技术的主要特点 改变秸秆组织结构，提高消化率。 增加粗蛋白质含量，提高秸秆营养价值 。秸秆饲料的粗蛋白质含量一般为3%5% ，只能满足反刍牲畜维持需要的65%，不能 为瘤胃微生物的生长、繁殖提供充足的氨源 。经过氨化处理的秸秆由于氨态氮的储留和 氨盐的生成，大大提高了粗蛋白质的含量。 改善适口性，增加采食量。经氨化处理的秸秆 质地松软，带有焦糊味，牲畜爱吃，利于消化。 提高牲畜增重速度，降低饲养成本。 秸秆经氨化处理后，可杀死寄生虫卵和杂草种 子。 操作方法简便。只要计算准确秸秆、氨源 (氨水 、尿素或碳酸氢铵)数量，按照比例搅拌均匀、密封 严密即可。取用前注意先放掉多余的氨气，一般一 次取出35 天的用量，搁置12 天后即可喂食牲 畜，同时适当添加精料，喂食成牛时还应适量添加 食盐、骨粉等，并加强饮水供应。 2、秸秆氨化的常见方法 秸秆氨化常采用堆垛法、氨化窖法、 铵化炉法等，目前农村更宜采用前两者 。一般来讲，夏季短期进行氨化秸秆处 理可采用堆垛法，若经常性进行秸秆氨 化则应选择氨化窖法，氨化窖既可用于 秸秆青储，也可用来秸秆氨化。玉米秸 秆氨化前必须用机械进行粉碎，最好进 行柔搓处理。 （三）、秸秆青贮技术 饲料青贮技术是保持饲料营 养物质最有效、最廉价的方法之一 ，尤其是青饲料，虽营养较为全面 ，但在利用上有许多不便，长期使 用必须考虑青贮保存。 1、青贮饲料的特点 可以最大限度地保持青绿饲料的营养物 质。一般青绿饲料在成熟和晒干之后，营养 价值降低30%50%，但在青贮过程中，由 于密封厌氧，物质的氧化分解作用微弱，养 分损失仅为3%10%，从而使绝大部分养 分被保存下来，特别是在保存蛋白质和维生 素(胡萝卜素)方面要远远优于其他保存方法 。 适口性好，消化率高。青饲料 鲜嫩多汁，青贮秸秆可使水分得以 保存。青贮饲料含水量可达70%， 同时在青贮过程中由于微生物发酵 作用，产生大量乳酸和芳香物质， 更增强了其适口性和消化率。此外 ，青贮饲料对提高家畜日粮内其他 饲料的消化性也有良好作用。 可调剂青饲料供应的不平衡。由 于青饲料生长期短，老化快，受季 节影响较大，很难做到一年四季均 衡供应，而青贮饲料一旦做成即可 以长期保存，保存期可达23 年或 更长，因而可以弥补青饲料利用的 时差之缺，做到营养物质的全年均 衡供应。 可净化饲料，保护环境。青贮能杀 死青饲料中的病菌、虫卵，破坏杂草种 子的再生能力，从而减少对畜、禽和农 作物的危害。另外，秸秆青贮已使长期 以来乱堆乱放秸秆的现象大为改观，使 这一资源变废为宝，减少了对环境的污 染和火灾隐患。 基于这些特性，青贮饲料作为肉 牛的基本饲料，已越来越受到各国重视 。 2、青贮的种类及效益分析 一般青贮 也称普通青贮，即对常规青饲料， 按照一般的青贮原理和步骤使之在厌氧条件下，进 行乳酸菌发酵而制作的青贮。 半干青贮 也称作低水分青贮，具有干草和青 贮料两者的优点，是近二十年来在国外盛行的方法 。它是将青贮原料风干到含水量40%55%，使 秸秆内腐败菌、酪酸菌等生命活动接近于生理干燥 状态，因受水分限制而被抑制。这样，不但使青贮 品质提高，而且还克服了高水分青贮由于排汁所造 成的营养损失。 （3）袋式青贮。袋式青贮特别适 合于玉米秸秆。秸秆经切碎后，采 用袋式灌装机将秸秆高密度地装入 塑料拉伸膜制成的专用青贮袋。秸 秆的含水量可高达60-65%。一只33 米长的青贮袋可灌装90 吨秸秆，每 小时可灌装60-90 吨，与传统的窖贮 相比，园捆青贮和袋式青贮有以下 优点： 投资少，见效快，综合效益高。 青贮质量好，粗蛋白含量高。粗纤维含量低， 消化率高，适口性好，采食量高，气味芳香。提高 产奶率和肉牛长膘率。 损失浪费极少，霉变损失，流液损失和饲喂损 失均大大减少。 保存期长，可长达1-2 年。 不受季节，日晒，降雨和地下水位的影响，可 在露天堆放。 储存方便，取饲方便。 高温高寒地区均适用。 节省了建窖费用和维修费用和上窖劳力。 改善了环境。 易于运输和商品化。 效益分析：玉米秸秆青贮饲料具有酸香味，所 含粗蛋白、粗脂肪、粗纤维及矿物质等营养成份 比较丰富，保存期较长。1500kg青贮玉米秸秆相 当于200kg玉米的营养价值。这就解决了一些地 区饲草缺乏，不易保存的难题。奶牛常年食用玉 米秸秆青贮饲料，不仅体重增长较快，而且每头 奶牛每天产奶量增加2.5kg。玉米秸秆经过青贮 、过腹后，可以积造出大量优质有机肥，还田后 可以增加土壤有机质，改善土壤结构，促进了农 业生态的良性循环。 （四）、秸秆饲料压块技术 1、玉米秸秆压块饲料的的作用 玉米秸秆压块饲料技术主要是通过对秸 秆进行机械加工，使秸秆粉碎、搅拌、高温挤 压成型。其主要作用是：使秸秆熟化，提高秸 秆饲料的营养成份、适口性及消化吸收率；使 秸秆饲料更加柔软，质地均匀，适合家畜食用 ；消毒灭菌；减少体积，便于储存和运输，利 于商品化流通；增加稳定性，减少饲料营养成 份的破坏。 2、玉米秸秆压块饲料加工的工艺条件 为了使玉米秸秆变成家畜适口性好 、营养成份高、质地柔软、有益健康和便 于商品化流通的粗饲料，秸秆压块加工的 工艺条件应满足以下条件： 秸秆原料加工时其湿度应在20%以内， 最佳值为1618%。 秸秆应在2030t/cm2 的瞬时高压下加 工。 加工中物料瞬间温度应达到90130 ，并在高温高压条件下，滞留1215 秒钟。 加工时还备有必要的营养添加系统，以 保证秸秆饲料有必要营养。 3、玉米秸秆压块饲料的主要特点 玉米秸秆压块饲料除具有运输储存方便外， 还具有以下方面的特点： 玉米秸秆压块饲料比重大 一般散状牧草、秸秆的重量为2050kg/m3 ，而秸秆压块饲料的重量8001000 kg/m3，便于 储存和运输，而且不易燃烧，可保存23 年。 玉米秸秆压块饲料适口性好 具有浓厚的糊香味，熟化程度高，起到较好 的诱食作用，不仅适口性好，而且还可以减少代谢 病，提高免疫力，有益家畜的