秸秆的资源化利用途径简介.doc

秸秆的资源化利用途径简介摘 要 : 我国是传统的农业大国，秸秆资源丰富 ，但我国秸秆利用现状不容乐观。我国的传统处理方式有：乱扔乱放、直接还田、焚烧、加工粗饲料等,但这些处理方式却存在着较多的缺点。例如秸秆利用率低、转化率低、经济效益低、环境污染严重。本文介绍了秸秆资源化利用的许多途径，包括还田技术、制作粗饲料的技术、能源化技术及秸秆在工业生产上的一些应用。农作物秸秆的资源化不仅可以保护社会生态环境、节约可再生资源,还可以促进农业的可持续协调发展。关键词 : 农作物秸秆 ；资源化；引言：秸秆通常指小麦、水稻、玉米、棉花等农作物在收货果实后的剩余部位。农作物秸秆是农作物生产系统中一项重要的资源，秸秆的比例能占作物生物产量的 50%左右。改革开放以来我国粮食产量大幅增加，我国农作物秸秆产量逐年上升。据了解，我国目前每年生产农作物秸秆约7亿t1。传统的利用方式里 ，秸秆被农户作为燃料使用、直接还田作肥料 、作饲料喂给牲畜，只有少量用于造纸等工业原料。近年来 ，农村生活水平逐渐的提高，都用上了液化气等方便的能源导致用秸秆作燃料锐减 ，许多农民为赶农时、图省事 ，越来越多的地区就开始出现田间直接焚烧秸秆的现象 ，并越来越严重2,3 ，导致严重的大气污染，影响人们生活。作为一个典型的农业大国 ，中国的各种秸秆资源来源广、数量大 ，但历年来中国秸秆利用数量、利用方式和区域差异等方面的分析研究却较为落后。秸秆作为宝贵的生物质资源 ，其利用的合理性会直接影响我国农业的可持续发展1,4。因此，研究并综合利用秸秆这一可再生资源 ，提高其利用效率 ，使其由污染源转化为可再生资源有重要意义。秸秆利用途径;1秸秆还田利用：秸秆还田是当今世界上普遍重视的一项培肥地力的增产措施，可以从根本上解决秆焚烧所造成的大气污染，同时还有增肥增产作用。秸秆还田使秸秆中的有机质进入土壤，可以改良土壤结构、增加孔隙度、提高土壤的蓄水能力，促进农作物作物根系的发育。11秸秆直接还田。直接还田一般有翻压还田与覆盖还田。翻压还田最简单的方法就是粉碎后直接还田。用机械将摘穗后的玉米、高粱及小麦等农作物秸秆就地粉碎，均匀地抛撒在地表，随即翻耕入土，使之腐烂分解这样能把秸秆的营养物质完全地保留在土壤里。秸秆可以有效提高土壤内的有机质含量，增强土壤微生物活性，增加土壤的肥力。覆盖还田主要是高茬覆盖还田。在收货农作物是有意识的控制高作物的收割高度，留下较长的秸秆，翻耕后使根茬在田间腐烂分解。能够起到增加土壤有机质含量，减少农业化肥的使用，调节土壤的理化性质如温度、pH，控制减少田间草害的作用，从而实现农业生产综合利用和可持续发展。11秸秆间接还田。秸秆间接还田包括堆沤还田、过腹还田等。堆沤还田是将作物秸秆制成堆肥、沤肥等，作物秸秆发酵后施入土壤的方法。秸秆堆沤时腐熟矿化加速，能够释放养分，降解一些有害物质如多酚等。过腹还田指过腹还田是利用秸秆饲喂牛、马、猪、羊等牲畜后，秸秆先作饲料，经禽畜消化吸收后变成粪、尿，以畜粪尿施入土壤还田，能够培肥地力，并且没有副作用，平衡了经济与生态。动物吸收养分后又提供的肉等农副产品，既提高了经济效益，又实现了资源的循环利用。2秸秆能源化利用：我国能源组成中生物质能仅次于煤炭、石油和天然气，处于第四位11，在能源系统中占有重要地位，占农村生活用能的30%-35%。21秸秆直燃。秸秆直燃作为传统的秸秆利用方式，使用方便、价格低廉。我国的农作物秸秆大多直接用作农村生活燃料，但普通的燃烧方式热量利用率只有 18%左右，能源浪费巨大。目前，我国已开始使用生物质常温固化成型技术，可以在常温下把粉碎后的农作物秸秆等生物质材料压缩成热值较高的高密度燃料棒，燃烧效率高达 90%，是传统燃烧方式的4倍，称为一种高效、低污染的清洁能源12。22秸秆气化。秸秆气化是指在缺氧状态下加热农作物秸秆，使其产生一氧化碳、氢气、甲烷等可燃性气体，成为可以直接用于生活和生产的清洁能源，是秸秆资源化利用中一种高效的生物能-化学能的方式。秸秆气化经济方便、对环境污染小、产生清洁能源。但我国秸秆制气的推行还受到技术条件的制约例如系统投资高、产品热值低、产生的气体中含有较多的焦油与氧气等问题13。23秸秆制沼。秸秆制沼是利用多种微生物的代谢使其降解产生沼气，并同时产生沼液和沼渣。沼气中甲烷含量高达有 50% 70%，是可用于居民燃烧、照明等的清洁能源。农作物秸可以直接进入沼气池发酵，也可以同过先喂食牲畜转化成粪便进入沼气池的方式。秸秆制沼不仅可以促进资源的循环利用、节约不可再生能源，还可以解决农村的环境污染问题，具有良好的经济、环境和生态效益14,15。24秸秆制取醇类。农作物秸秆中含有大量的纤维素和半纤维素，可以分解为葡萄糖等小分子糖类，进而用来制取醇类。朱灵峰等采用热化学裂解秸秆的方法产生生物质燃气，并进行了燃气的优化试验，制备出合成气在转化为化工原料甲醇，实现了农业废物的资源化，减少了秸秆丢弃、燃烧等不正确使用方式对环境的巨大危害，环境效益和社会效益巨大16。3秸秆用作饲料：秸秆的饲料化可节约大量粮食，解决畜牧业原料不足的难题。并且是一种方便的农业废弃物的方法，减少了环境污染。31物理法。物理法是指把秸秆切碎、磨碎、浸泡、蒸煮等一些物理方法，改变秸秆的物理性质，使的处理后的秸秆更加适口，适于喂养牲畜。一方面可以增加牲畜对秸秆饲料的需求，另一方面还可以减少动物咀嚼时间及帮助分解难消化的木质素等物质，提高牲畜对秸秆饲料的消化率，进而提高秸秆的利用率17。但物理处理一般不能增加饲料的营养价值。32化学法。化学法是指使用化学药品对秸秆进行处理，从而改变秸秆理化性质的方法。石多文等用液氨、尿素作氨源，对玉米秸秆等畜饲料进行处理，使秸秆中的木质素彻底变性，提高了秸秆中的营养物质含量、并使其更容易消化从而提高了秸秆的利用率18。33微生物发酵法。微生物发酵法是指在秸秆饲料中加入某些有益微生物，使秸秆秸秆进发酵，使其软化、变小，并且可以将秸秆饲料的某些成分进一步合成为营养价值较高或适口性较好的物质。4秸秆用于栽培食用菌：改革开放以来，我国食用菌产业发展迅速，但并不是一个强国。受原料减少的影响，我国食用菌产业的发展受到很大制约。而我国秸秆资源丰富，利用率低、污染环境。用秸秆培养食用菌不仅可以促进行业发展，还可以解决秸秆对环境的污染问题。农作物秸秆中丰富的纤维素和木质素，是栽培食用菌的好材料，充分利用农作物秸秆培养、筛选优品质菌类，可以提高食用菌的产量及秸秆的利用率。以秸秆为原料生料栽培香菇、鸡腿菇等菌种都有很高的产量19。栽培食用菌所剩的废料同时又是优质的有机肥，远高于直接还田。废料直接还田后可以改良土壤，也可以进一步加工成有机肥、无机肥、等，形成一条农作物秸秆 食用菌 菌渣 饲料(有机肥) 还田的生态产业链20。5秸秆的其他应用：农作物秸秆是优质的生物质能源可以在许多工业生产中应用。秸秆是生产可降解材料的优质原料，价格低廉、来源广泛。目前。用秸秆生产可降解材料主要是生产一次性秸秆餐具和建筑材料等，我国是人口大国、消费大国，因此一次性餐具的消费量巨大。由于秸秆一次性餐具成本低廉、性能好、无环境污染等优点，秸秆一次性材料拥有广阔的市场空间。我国制浆原料中一小部分是秸秆，用秸秆制作纸张成本低廉、工艺简单成纸平滑度好。以农作物秸秆为原料生产的人造板主要用于房屋的外墙、内隔墙、棚板屋面板等，生产过程中不会产生污染物，且自身不含有害物质，因此当它完成使用目的而被拆除时，仍可还原为本来面目稻、麦草而回归大自然21。参考文献1卜毓坚,屠乃美,刘文,等.我国农作物秸秆综合利用现状及其技术进展 J .作物研究,2006, 5: 526 - 529.2Duan F K, Liu X D, Yu T.Identification and estimate of bio2mass burning contribution to the urban aerosol organic carbonconcentrations in Beijing J .Atmospheric Environment,2004, 38 (9) : 1275 - 1282.3杭维琦,陈建江.野外燃烧秸秆对环境质量的影响与防治J .环境监测管理与技术,2000, 12(2) : 36 - 37.4曹国良,张小曳,王丹,等.秸秆露天焚烧排放的TSP等污染物清单J . 农业环境科学学报，2005, 24(4) : 800 - 804.5李育娟,徐金益,李燕,等.不同稻作方式下小麦秸秆全量还田技术初探J .江苏农业科学,2010(5):141 1436吕小荣,努尔夏提朱马西,吕小莲.我国农作物秸秆还田技术现状与发展前景J.现代化农业,2004(9):41 42.7龚德荣.稻茬麦免少耕秸秆覆盖配套栽培技术研究初报J.安徽农学通报,2010,16(14):99 101.8卿国林.稻草覆盖对稻茬免耕秋玉米生理特性及产量的影响J.贵州农业科学,2009,37(11):38 40.9杨丽娟.农作物秸秆还田的方式及技术要求J.现代农业,2011(5):165.10刘长跃.秸秆还田的利与弊J.农业环境与发展,2004(5):37 38.11Byung Kyu Kim,Jong Cheol Lee.Water borne polyure thanes andtheir propertiesJ.PolymSci Part A: Polym.Chem.1996 (34):1 095.12沙文锋,李世江,朱娟.农作物秸秆开发利用技术研究进展J.金陵科技学院学报,2005,21(4):73 76.13陈乐生.关于秸秆气化中的问题与建议J.江西能源，2001(1):46 47.14李求明.一条生态平衡与保护的可持续发展之路J.江西能源,2005(1):45 48.15倪圣亚,臧宜萍,邓晔,等.秸秆沼气技术研究与应用展望J.江苏农业科学,2010(3):458 459.16朱灵峰,张百良,梁庚白,等. 玉米秸秆热化学法合成甲醇的研究J.河南农业大学学报:自然科学版,2003，37(4):400 405.17晏向华,瞿明仁,黎观红,等.秸秆饲料资源的开发与应