秸秆的利用现与生态化综合利用

1、农作物秸秆的丢弃燃烧危害及生态化的综合利用秸秆是成熟农作物茎叶、穗部分的总称，通常指水稻、玉米、小麦、薯类、棉花等农作物在收获果实后的剩余部分。农作物秸秆是农业生产的副产品，农作物光合作用的产物约有一半多存在于秸秆中，秸秆富含有机质和氮、磷、钾、钙、镁、硫等多种养分，是一种具有多用途的可再生的生物资源，可用作肥料、饲料、燃料及工业生产的原料等。我国是一个传统的农业大国，农作物秸秆资源极其丰富，据调查，我国每年秸秆理论资源量约为8亿吨，可收集资源量约为7亿吨，以水稻、小麦、玉米等秸秆为主。其中造纸工业、建筑业及手工业的原料利用仅占30流右，其余的5亿吨秸秆被焚烧或废弃，不仅造成浪费，而且污染环境

2、，农作物秸秆成为了农村环境污染的新源头，甚至还影响了城市环境。随着我国经济的高速发展，农村的生活条件改善，农民生活水平的提高，对秸秆作为传统生活燃料的需求减少。煤气灶、电磁炉等逐渐取代了传统的灶台。营养成分高的工业化饲料和肥料的逐渐推广，使作为主要“柴火”和肥料的秸秆便逐渐被丢弃或就地燃烧。我国的生产力水平在不断提高，秸秆的数量也不断在增加，过量的秸秆没有出处，加之许多青壮年外出务工，农业生产缺乏劳动力，为了不影响下一阶段的种植工作，导致许多秸秆被随意丢弃和焚烧；虽出台了相关的禁烧处罚，但行政手段力度不够，缺少相关法律法规的严厉约束，许多村民对焚烧秸秆的危害性认识还不够，所以对秸秆的丢弃浪费和

3、燃烧现状是治标不治本。近年来，如何利用农作物秸秆已成为农业部门的大问题。搞好秸秆生态化的综合利用，既可缓解农村肥料、饲料和原料的紧张状况，又可保护农村生态环境、促进农业农村经济可持续协调发展。农作物秸秆的不合理利用不仅是一种资源的浪费，还会弱化耕地、污染环境。秸秆随意丢弃和乱堆会污染河流，影响耕地，焚烧秸秆会产生更多的危害：直接污染空气环境，危害人体健康。焚烧秸秆时，会产生大量的二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物，严重恶化空气质量，甚至可能造成酸雨。同时还会严重危害人体健康，例如引发肺炎、支气管炎等疾病；存在火灾隐患，威胁人民的生命财产安全。露天焚烧秸秆，缺乏防护措施，火势难以控制，易引发火灾；

4、影响道路交通和航空。露天焚烧秸秆的过程中会产生滚滚浓烟，直接影响民航、铁路、高速公路的正常运营，对交通安全构成潜在威胁，同时；对一个地区的环境形象是最大的破坏。破坏土壤结构，造成耕地质量下降。影响作物对土壤养分的充分吸收，直接影响农田作物的产量和质量，影响农业收益。在农田焚烧稻草秆焚烧秸秆使地面温度急剧升高，能直接烧死、烫死土壤中的有益微生物，会使土壤的自然肥力和保水性能大大下降，土壤水分损失，板结不耐旱。我国自古以来就有利用秸秆的优良传统，用秸秆建房顶，用秸秆烧火做饭取暖，用秸秆养畜积肥还田。传统农业秸秆资源主要是不经任何处理而直接用于肥料、燃料和饲料。随着传统农业向现代化农业的转变以及经济

5、、社会的发展，农村能源、饲料结构等发生了重大变化，传统的秸秆利用途径也发生了转变，目前秸秆的生态化综合利用，正从早期的蔽日遮雨材料、直接或堆讴还田、烧火做饭取暖、加工粗饲料，向着快速腐熟堆肥、气化集中供气、优质生物煤、高蛋白饲料、轻质建材和易降解包装材料、有价工业原料及高附加值工艺品等方向发展。科技进步为秸秆利用开辟了新途径和新方法；农业主产区秸秆资源大量过剩问题日趋突出，农民就地焚烧秸秆带来的资源浪费和环境污染问题，引起了全社会的关注。合理利用秸秆资源，保护环境，直接关系到国民经济的可持续发展。中国政府十分重视秸秆利用问题，并把秸秆禁烧和综合利用工作当作资源和环境保护的重大项目，从技术、生产

6、和市场的角度出发，在资金、政策等方面给予有力扶持与推动，极大地促进了秸秆综合利用这项工作的广泛开展，取得了瞩目的成就。农作物秸秆的生态化综合利用途径随着科技进步的发展而不断增多，并且也取得了一定的进展，积累了丰富的经验。利用农作物秸秆还田增肥采用直接还田、堆讴还田、过腹还田的形式，将秸秆培育成生物有机化肥。还可采用科学配比，将秸秆通过粉碎、酶化、配料、混料、造料等工序后生产秸秆复合肥，其成本与尿素成本接近。农作物秸秆还田主要是机械化秸秆粉碎直接还田，它是以机械的方式将田间的农作物秸秆直接粉碎并抛洒于地表，随即耕翻入土，使之腐烂分解，从而培肥地力，实现农业增产增收，农作物秸秆还田具有显著的经济效

7、益和社会效益。秸秆还田能增加土壤有机质，增肥地力。秸秆中含有氮、磷、钾、镁、钙及硫等元素，这些正是农作物生长所必需的营养无素；秸秆还田能改善土壤环境，改造中低产田。秸秆中含有大量的能源物质，还田后生物激增，土壤生物活性强度提高，接触酶活性增加。随着微生物繁殖力的增强，生物固氮增加，碱性降低，促进了土壤的酸碱平衡，养分结构趋于合理。止匕外，秸秆还田可使土壤容量降低，土质疏松，通气性提高，犁耕比阻减小，土壤结构明显改善；秸秆还田能形成有机质覆盖，抗旱保埔。秸秆还田可形成地面覆盖，具有抑制土壤水分蒸发，储存降水和提高地温等诸多优点；秸秆还田能降低病虫害的发生率。由于根荏粉碎疏松和搅动表土，能改变土壤

8、的理化性能，破坏玉米螟虫及其它地下害虫的寄生环境，故能大大减轻虫害；秸秆还田还能省工增产、争抢农时，优化环境、防治污染。但目前我国的大部分地区没有采用有效的还田措施，致使耕地连年种植不得休闲，土壤养分得不到及时补充，有机质含量逐年下降，农业生产始终处于种大于养、产大于投的掠夺式经营状态。由于化肥的施用量占用肥总量的比例过大，土壤有机质没有得到及时补充，造成土壤板结地力衰退，农作物营养不良和病虫害多的严重后果，因此秸秆还田技术具有很大的发展力和广阔的推广应用前景。利用农作物秸秆制沼供气制沼是秸秆利用的传统方式，历史悠久，是微生物在厌氧条件下，将秸秆降解成沼气，并副产沼液和沼渣的过程。沼气的主要成

9、分是甲烷，是一种清洁燃料，可在稍高于常压的状态下，通过管道供应农家，用于燃气、照明等，也可加工成动力燃料和甲醇等，做为发动机燃料。这样即可以满足人类对液体燃料日益增长的需求，同时又可有效减轻由于大量使用化石燃料给环境带来的污染。副产物有沼渣、沼肥、沼液。沼渣可用来喂猪、养鱼，沼肥可作有机肥和理想的土壤改良剂，沼液可作为广谱性生物农药和浸种液。以秸秆为原料生产沼气虽受时间和空间限制，但不产生焦油、废水和废气等污染物，可实现秸秆的完全生态循环和高效利用。很好的解决了我国大量秸秆的环境污染问题，为我国的沼气生产开辟新的原料来源，为在更大规模和更大范围内推广沼气提供了原料保障，具有十分广阔的推广应用前

10、景。除了传统的液态制沼，秸秆干发酵制沼气技术改变了农村沼气只能以人畜粪便为主要发酵原料的传统做法，拓宽农村秸秆资源利用的途径，打破沼气建设对畜禽饲养的依赖性，使没有畜禽粪便的农户也能用上沼气。而且，发酵后的秸秆沼渣也可直接用作农田肥料，改良土壤结构，生产优质无公害或绿色有机农产品，实现资源的合理利用。秸秆制沼不仅可优化农村能源结构，减少生化能源的消耗，还具有良好的经济、环境和生态效益。利用农作物秸秆发电秸秆发电技术包括秸秆直接燃烧发电、秸秆混合燃烧发电、热解气化发电技术。秸秆直接燃烧发电是把秸秆原料送入适合秸秆燃烧的特定蒸汽锅炉中，生产蒸汽驱动蒸汽轮机，从而带动发电机发电。利用秸秆直接燃烧发电

11、，秸秆中硫的质量分数远低于电厂用煤中硫的质量分数，无需配备昂贵的脱硫装置；灰分易于收集，无需配备静电除尘器而节约用电。秸秆混合燃烧发电是指将秸秆用于燃煤电厂，使用秸秆和煤两种原料进行发电，主要有两种方式：一种是将秸秆原料直接送人燃煤锅炉与煤共同燃烧生产蒸汽，带动蒸汽轮机发电；另一种是先将秸秆原料在气化炉中气化生成可燃气体，再送入燃煤锅炉与煤共同燃烧生产蒸汽，带动蒸汽轮机发电。热解气化发电是指在气化炉中将秸秆等生物质原料气化，生成可燃气体，经过净化供给内燃机或小型燃气轮机，带动发电机发电。利用秸秆发电产生的污染物少，且降低了发电成本，可消耗很大一部分秸秆，有利于保护生态环境。利用农作物秸秆生产食

12、用菌农作物秸秆中含有食用菌生长所需要的碳、氮及矿物质等营养素，通过机械粉碎，加适量麸皮、畜禽粪便等辅料，经过堆沤发酵装袋接种就可作为培养食用菌的基料。此项技术投资少、见效快，技术要求不高，不受季节和自然条件限制，能大量利用废弃秸秆并能获得较高的收益，在我国已有较成熟的配方和管理工艺，生产的品种主要有各种平菇、香菇、金针菇、白蘑菇、白木耳、黑木耳以及兼有药用价值的猴头、灵芝等二十多种食用菌。食用菌是一种高蛋白、低脂肪、富含氨基酸和矿物质的绿色食品，对提高人体免疫力、防癌抗癌、抗衰老等具有明显的食疗作用，其所含有的营养成分完全符合联合国粮农组织倡导的21世纪天然、营养、健康的保健食品要求，因而倍受

13、人们青睐，消费市场逐年扩大。生产食用菌后的副产品菌糠，是一种具有极高饲用价值的畜禽优质饲料。大面积推广利用农作物秸秆生产食用菌，不仅能保护环境，发展低碳经济，还能为农民增收、农业增效、开发有机农业发挥积极作用。利用农作物秸秆生产饲料秸秆的密度小，不易压缩，不利于运输和储存。只有将秸秆高密度压缩，才能为下一步的开发利用及流通创造有利条件。将秸秆压缩作为饲料不但营养水平有所提高，保持了反刍动物对粗纤维的要求，而且不易燃烧，还方便了流通。现在的农作物秸秆氨化处理技术，即用含氮的化学物质（如氨水、尿素等）处理秸秆，使其营养价值得到改善。实践表明，氨化处理后的农作物秸秆可使消化率提高20%左右，采食率提

14、高20%30%，能量价值提高80%左右，含氮量增加11.5倍，相当于粗蛋白含量提高了4%6%，总营养价值提高11.8倍。我国畜牧业的大发展需要有丰富的饲料资源，面对草原退化沙化严重、牧草供应不足、树叶资源难以采集利用的矛盾，以秸秆为主的畜牧粗饲料开发潜力是巨大的，农作物秸秆是牛羊等反刍动物的最广阔、最丰富、最廉价、品质较好的粗饲料资源。利用农作物秸秆气化技术转化为燃气秸秆气化集中输供系统通常由秸秆原装处理装置、气化机组、燃气输配系统、燃气管网和用户燃气系统等五部分组成。秸秆气化技术是高效利用秸秆资源的一种生物能转化方式，将农作物秸秆粉碎后作为原料，经过气化炉热解、氧化和还原反应转变成为一氧化碳

15、、氢气、甲烷等无尘、无烟、无污染的可燃气体，再经过降温、净化、多级除尘、冷却、加压储存和除焦油等净化和浓缩工艺后，通过输配系统或储气罐送往用户，作为生活燃料或生产用能源。在我国，大规模推行秸秆制气亟需解决的是整体系统投资偏高，以及燃气中氮气与焦油量偏高的问题。利用农作物秸秆生产建筑装饰材料先将秸秆粉碎，再将粉碎后的秸秆按一定比例加入粘合剂、阻燃剂和其他配料，进行机械搅拌、挤压成型、恒温固化，可制得高质量的轻质建材，如秸秆轻体板、轻型墙体隔板、粘土砖、蜂窝芯复合轻质板等，这些材料成本低、重量轻、美观大方，且生产过程中无污染，因此广受用户欢迎。目前，秸秆在建材领域内的应用已相当广泛，秸秆消耗量大、

16、产品附加值高，又能节约木材，很有发展前景。按胶凝剂分有水泥基、石膏基、氯氧镁基、树脂基等。按制品分有复合板、纤维板、定向板、模压板、空心板等。按用途分为阻燃型、耐水型、防腐型等。利用农作物秸秆生产可降解型材料利用麦秸、稻草、玉米秸、苇秆、棉花秆等可生产出可降解型包装材料，如瓦楞纸芯、保鲜膜、一次性餐具、果蔬内包装衬垫等，具有安全卫生、体小质轻、无毒、无臭、通气性好等特点，同时又有一定的柔韧性和强度，制造成本低，而大大低于纸制品和木制品。在自然环境中，一个月左右即可全部降解成有机肥。国内已有许多科研单位研究开发秸秆降解膜技术，并且取得了一定的成果。例如利用秸秆生产造纸地膜，我国大量使用的塑料地膜

17、、农膜，不能自然降解，累积土地中会造成致命的“白色污染”。而以农作物秸秆为主要原料生产出的农地膜，经过一段时间后可自行降解，避免了塑料地膜对土壤的污染。随着人们生活条件的改善，一次性的餐具及制品的用量越来越大。现在的一次性的餐具及制品多用塑料制品制成，用过后变成大量的白色垃圾，造成严重的环境污染。而秸秆一次性餐具环保、健康、无污染的优点。利用植物秸秆，采用无胶模压成技术制作成果蔬内包装衬垫，其能够满足生产和包装要求，可以有效减少果品运输的机械损伤，具有低密度、一定的吸收冲击和振动能力、适宜的强度、无毒无臭、通气性好和价格低廉等优点。利用农作物秸秆直燃发电秸秆发电是近一两年刚刚起步的新兴产业，秸

18、秆发电是秸秆优化利用的最主要形式之一。随着可再生能源需求的不断扩大，秸秆发电备受关注，目前秸秆发电呈快速增长趋势。目前用于直燃发电的秸秆主要有三类，第一类为黄色秸秆，主要是玉米秸秆、小麦秸秆、稻草等草木类农作物秸秆，其体积大、重量轻、密度小，为满足锅炉燃烧发热量，保证单位时间内的上料量，需要打捆至规定的体积和重量后输送至炉膛内燃烧；第二类为灰色秸秆，主要是棉花秸秆、大豆秸秆、木材下脚料等密度较大的木本类植物，需破碎加工后输送至炉膛内燃烧；第三类是为提高燃烧值压缩为一定体积的颗粒秸秆。其中黄色秸秆在加工处理上的操作难度最大。作为农民的生活用能，秸秆燃烧效率只有约15%，而生物质直燃发电锅炉可以将

19、热效率提高到90%以上，大大降低了废弃物的排放。由于燃料是农作物秸秆，生物质发电不仅可提供清洁能源，而且能变废为宝，保护生态环境。利用农作物秸秆生产编织工艺品在编织业，农作物秸秆是最常见、用途最广的材料，主要就是利用稻草编织草帘、草苫、草席、草垫、草编制品等。如草帘、草苫等可用于温室大棚中；草席、草垫既可保温防冻，又具有吸汗防湿的功效；而品种花色繁多的草编制品，如草帽、草提蓝、草毡、壁挂及其它多种工艺品和装饰品，由于工艺精巧，透气保暖性好，装饰性佳，深受国内外消费者的喜爱，因而已经成为一条效益很好的创汇渠道。但是其生产规模小，需要纯手工制作，难以工业化生产。利用农作物秸秆养殖蚯蚓因农作物秸秆中

20、含有丰富的碳、氮、镁及钙等元素，将秸秆经过粉碎堆制处理后，可以作为蚯蚓饵料饲养蚯蚓。蚯蚓体内含有多种氨基酸和丰富的粗蛋白，不仅可用来补充畜禽蛋白质饲料的不足，还可入药。实践证明，25kg30kg秸秆饵料可以生产1kg鲜蚯蚓，并可获得70%£蚓粪。蚯蚓粪又是很好的有机肥料，含有很高的有机质、腐殖酸、氮、磷、钾，并含多种微量元素和氮基酸，是植物生长最需要的养料。利用农作物秸秆生产酒精能源是当今社会赖以生存和发展的基础，目前，石油等传统化石燃料所造成的环境污染日益严重，而且其储量逐渐减少。现在我国的能源消耗巨大，迫切需要开发新型的可再生能源。乙醇是一种清洁能源，且可再生，以乙醇作为石油的代

21、用能源，其关键是降低酒精的生产成本。目前使用淀粉原料很容易从农业生产中得到，并且淀粉生产酒精的工艺也非常成熟，但是利用成本更低的木质纤维素为生产酒精的原料是重要的研究方向。可以利用物理化学或生物的方式，处理秸秆来生产酒精，降低生产成本。但仍有一些技术难题尚未攻克。利用农作物秸秆生产工业原料秸秆中含有大量的多糖，可以利用其生产一些工业原料，将玉米秸、豆荚皮、麦秸、谷类等经过加工所制取的淀粉，不仅能制作多种食品与糕点，还能酿醋酿酒、制作饴糖等。例如玉米秸中含有12%15%的糖分，利用其可以加工生产饴糖。利用农作物秸秆建立生物反应堆秸秆反应堆技术就是采用生物技术，将秸秆转化为二氧化碳、热量、矿物质元

22、素、有机质等，进而培育获得高产、优质、无公害农产品的应用技术。秸秆生物反应堆技术对作物生长可产生四大效应：可使日光温室、二氧化碳浓度提高4-8倍，光合效率提高50%以上，水的利用率提高127%，肥料利用率提高60%以上，所产生的热量可使晚秋、冬季、早春20cm地温增高4-6，气温提高2-3。农作物秸秆的生态化利用虽然已经取得了一定的成就，但仍然存在一些问题。首先是技术工艺尚不成熟，我国农业有其自己的特点，秸秆回收综合利用技术，成本过高，不适宜我国的农业现状，因此需要自行开发研究，一些生产工艺还存在技术瓶颈有待解决。例如秸秆制沼气，由于秸秆团流动性极差，因此装料容易，发酵后出料困难，机械化操作技

23、术没有解决。然后是秸秆综合利用的投资成本高、资金回收慢，农作物秸秆分布分散，而秸秆发电、秸秆纤维利用等综合利用方式都需要规模化生产。以秸秆为原料，存在收集成本高、存储困难等客观问题。同时秸秆回收综合利用配套设备等需要大量的资金投入，再加上秸秆能效比低、易发霉变质、密度小、体积大等特性，使秸秆回收综合利用的成本大大提升。目前大多数的秸秆处理转换技术及其设备都存在投资大、见效慢、程序复杂、收益差的缺点。例如很多以秸秆为原料的生物发电厂存在亏损经营的状况。还有就是秸秆生态化利用技术操作不规范，回收综合利用技术在实际操作中，存在不规范现象。如粉碎还田，是将作物收获后的秸秆通过机械化粉碎，直接翻压在土壤

24、里，这样就能将秸秆的营养物质充分留在田里。但在实际操作中，由于粉碎机器操作不规范调试不到位，致使秸秆粉碎程度不够，影响了秸秆还田效果，也不利于下一阶段的农作物生长。农作物秸秆的生态化利用符合可持续发展的要求，具有十分良好的市场和政策导向，但在此过程中存在的问题也很多，我们必须深入分析、探根求源，有的放矢，才能从根本上解决。首先应加强宣传教育工作，提高农民认识。转变农民思想观念，纠正长期传统的秸秆废物思想，帮助他们树立环保意识，改变落后习惯，逐步建立用地养地相结合的良性循环机制。可以利用农村广播、电视或是宣传栏的形式对秸秆利用的相关政策进行宣传。不仅对秸秆焚烧带来的危害进行相应宣传，也要对秸秆综合利用方式进行深入宣传，使农民意识到秸秆的重要性，以便更好地保护环境，提高秸秆的综合利用率；然后要加强领导，增加力度，采用强有力的行政和法律措施。加大投入，优化机制，农机部门要积极争取政府大力支持，建立以国家为导向，农民和农村集体投资为主体的多层次、多形式、多元化的投资新机制；同时要加大资金投入，加强技术研究