农作物秸秆综合利用

1、农作物秸秆综合利用的进展,秸秆是由大量的有机物、少量的无机物及水组成，是农作物的副产品，是籽实收获后剩下的作物残留物, 包括禾谷类、豆类、薯类、油料类、麻类, 以及棉花、甘蔗、烟草、瓜果等多种作物的秸秆, 我国每年农作物秸秆产量在6亿t以上。多年来, 稻草、玉米秸、麦秸种秸秆数量一般占秸秆总量的75%以上, 随着农村产业结构的调整, 经济作物秸秆的比例也有所增加。,随着农业生产和农村能源事业的发展, 农作物秸秆资源出现了大量剩余, 剩余秸秆的处理问题日渐凸显。部分农民采取了简单焚烧或随意堆积, 这种处理方式不但浪费了宝贵的自然资源, 还带 来了各种危害, 造成大气污染、土壤结构恶化和交通事故频

2、发等, 对人类健康和周围动植物的生态环境造成严重影响。,秸秆综合利用的现状,一、秸秆还田,1、1 直接还田 秸秆直接还田, 是把一定数量的秸秆直接耕翻入土。该技术又可分为粉碎还田、整秆还田及覆盖栽培还田。 秸秆粉碎还田机还能集粉碎与旋耕为一体, 加速秸秆在土壤中的腐解、吸收, 改善土壤的团粒结构和理化性能, 提高土壤肥力, 促进农作物持续增产增收。 机械还田是一项高效、省时省工的有效措施, 易于被农民接受和推广。但也还存在一些问题, 一是耗能大, 成本高,难以推广;二是山区、丘陵地区地块面积小, 机械使用受限制;三是未经高温发酵直接还田的秸秆, 可能导致病害蔓延 。 秸秆覆盖栽培中, 秸秆腐解

3、后能够提高土壤有机质含量, 补充土壤氮、磷、钾和微量元素, 使土壤理化性能改善, 土壤中物质的生物循环加速 。而且秸秆覆盖能提高土壤饱和导水率, 增加土壤蓄水能力, 调控土壤供水, 提高水分利用率 , 促进植株地上部分生长。,秸秆直接还田,1、2 间接还田,间接还田技术包括堆沤还田、烧灰还田、过腹还田、菇渣还田和沼渣还田。 秸秆堆沤还田也称高温堆肥, 是解决我国当前有机肥源短缺的主要途径。它是利用夏季高温季节把秸秆堆积, 采用厌氧发酵沤制, 其特点是时间长、受环境影响大, 劳动强度高, 但成本低廉。现已发展到推广应用催腐剂、酵素剂等堆沤秸秆, 缩短了沤制时间。 烧灰还田是将秸秆焚烧成灰而还田,

4、 操作简单方便, 碳酸钾含量丰富, 但易污染空气, 损失大量能源和碳、氮、磷, 故一般很少采用。 过腹还田是一种效益很高的秸秆利用方式。秸秆经过青贮、氨化、微贮处理, 饲喂畜禽, 过腹排粪还田, 提高秸秆的经济价值, 形成粮食秸秆饲料牲畜肥料粮食的良性循环。 菇渣还田是指秸秆可作为菇类的培养料, 故将秸秆生产菇类后剩下的菇渣还田, 其营养丰富, 可减少化肥用量, 但菇渣产量小, 所消耗的秸秆量有限。 沼渣还田是因为秸秆可以发酵制沼, 故沼渣还田是优质的有机肥;但因沼渣产量小, 生产周期长, 劳动强度大, 也不常用 。,1、3 生化腐熟快速还田,该技术有3种还田方式, 即催腐堆肥技术、速腐堆肥技

5、术和酵腐堆肥技术。其特点是用高新技术进行菌种的培养和生产, 用现代化设备控制温度、湿度、数量、质量和时间, 经机械翻抛、高温堆腐、生物发酵等过程, 将秸秆转化成优质的有机肥, 具有自动化程度高、腐熟周期短、产量高、采用好氧发酵环境无污染, 肥效高等优点。但优良微生物复合菌种和化学制剂筛选困难;操作条件需严格控制;秸秆需严格预处理且设备成本和运行费用较高。,二、秸秆的饲料化处理,秸秆中含有较高的粗纤维, 限制了瘤胃中微生物和消化酶对细胞壁内溶物的消化作用, 致使秸秆适口性和营养性差, 无法被动物高效地吸收利用。因此, 开发和利用秸秆饲料资源, 提高其利用率和营养价值势在必行。 2、1 物理处理

6、（1）粉碎软化 （2）压块制粒 (3) 热喷处理 (4) 挤压膨化,2、2 化学处理 （1）碱化处理 通过碱化作用打破粗纤维中的醚键或酯键, 以溶去大部分木质素和硅酸盐, 从而提高秸秆饲料的营养价值, 此处理用碱量太大, 需要大量水冲洗, 易对周围环境造成污染。 （2）氧化剂处理 用氧化剂破坏木质素, 溶解半纤维素, 从而增加纤维素酶和细胞壁的接触面积, 提高饲料消化率。强氧化剂如二氧化硫、臭氧和双氧水提高了消化率, 但成本太高。 （3）氨化处理 在密封厌氧条件下, 用尿素或氨水等溶液按一定的比例均匀喷洒秸秆, 在常温下保存一定时间, 使氨与秸秆发生氨解反应, 破坏连接木质素与多糖之间的酯键,

7、 也可提高秸秆消化率。制作氨化秸秆方法简单, 成功率高, 但氨利用率低、有污染, 且尿素市价较贵、成本高. （4）复合化学处理 此处理融合了碱化和氨化处理, 即一种碱(根据不同作物和牲畜来选碱化剂)与尿素复合处理, 克服了残碱量高和木质素软化差的缺点, 复合剂价格低, 故应用前景良好。,2、3 生物处理 （1）青贮 青贮秸秆是牲畜冬春的主要青绿多汁饲料。它是将乳熟期全株秸秆铡短,每节3 -5 cm, 青贮秸秆含水量70%为佳。主要利用微生物的乳酸发酵作用, 对青绿秸秆无杂菌密封贮藏, 得到青绿多汁、适口性好、营养丰富的“草罐头” 。此技术简单, 且制作成本低, 但因青贮对纤维素消化率提高甚微,

8、 只适用于反刍动物。 （2）微贮 在农作物秸秆中加入微生物发酵菌剂及辅料, 在密闭设施中, 经一定发酵过程, 将秸秆转化为湿润膨胀、柔软酸香的饲料。微贮消化率高、原料来源广泛, 无季节限制。 （3）鸡粪调制 用相当于秸秆粉重量5% -6%的新鲜鸡粪, 溶于与干秸秆粉同等重量的水中成鸡粪液后, 均匀洒在秸秆粉上拌匀, 使秸秆粉含水量达60%左右, 装入池内压紧, 用塑料薄膜覆盖, 排尽气体, 压实密封, 待1个月左右开封饲喂。用鸡粪调制的秸秆饲料, 开封后酸味很浓, 完全消除鸡粪原有的恶臭。因其成本低, 所以应用前景好、易于推广。 （4）酒糟调制 用干秸秆粉重量5% -6%的鲜酒糟与水混搅成糊状

9、, 再加与干秸秆粉等重的水搅匀后, 均匀洒在秸秆粉上拌匀, 装入池内压紧, 用塑料薄膜覆盖, 排尽气体, 压实密封, 待1个月左右开封饲喂。用酒糟调制秸秆作饲料, 简单方便, 成本低, 适于在有酒糟来源、养有牛羊的农区中推广应用。,实践中, 物理处理虽简单易行, 容易推广, 但一般不能提高饲料的营养价值;化学处理可以提高秸秆的采食量和体外的消化率, 但易造成化学物质的过量, 且使用范围狭窄、推广费用较高, 生物处理可以提高秸秆的营养价值, 但技术要求较高, 处理不好容易造成腐烂变质。,秸秆青贮,秸秆微贮,秸秆鸡粪调制,三、秸秆用于农村能源,（1）秸秆直接燃料供热 作为传统的能量转化方式, 直接

10、燃烧具有经济方便、成本低廉、易于推广的特点, 可在秸秆主产区为中小型企业、政府机关、中小学校和相对比较集中的乡镇居民提供生产、生活热水和用于冬季采暖。 （2）秸秆气化集中供气 秸秆气化是高效率利用秸秆资源的一种生物能转化方式。秸秆经适当粉碎后, 在气化装置内缺氧燃烧, 产生出一氧化碳为主要成分的可燃气体。燃气经降温、多级除尘和除焦油等净化和浓缩工艺后, 由罗茨风机加压送至储气柜, 然后直接用管道供用户使用。,（3）秸秆发酵制沼 秸秆厌氧发酵产出沼气, 即通过作物秸秆适配人畜粪在厌氧条件下发酵产生出含甲烷为主要成分的可燃气体, 这些气体在稍高于常压的状态下, 通过PVC管道送往农户, 使用起来类

11、似于城市的管道煤气。 （4）秸秆压块成型及炭化 秸秆的基本组织是纤维素、半纤维素和木质素。通常在200 -300 下软化, 将其粉碎后, 添加适量的粘结剂和水混合, 施加一定的压力使其固化成型, 即得到棒状或颗粒状“秸秆炭”, 若再利用炭化炉可将其进一步加工处理成为具有一定机械强度的“生物煤”。 还有秸秆发电，秸秆提炼纤维素乙醇作为燃料，秸秆制燃料酒精等。,秸秆发酵制沼气,利用秸秆植物纤维制造生物煤,四、秸秆的工业应用,当前, 作物秸秆的工业用途广泛, 不仅可作为保温材料、纸浆原料、菌类培养基、各类轻质板材和包装材料的原料, 还用于编织业、酿酒制醋。这些综合利用, 不仅转化了大量的废弃秸秆,

12、消除了潜在的环境污染, 而且具有良好的经济效益, 实现了自然界的物质和能量循环。 （1）用于编织业 如草席、草帘、草垫和工艺品等。 （2）栽培食用菌 如平菇、金针菇、草菇、猴头、银耳、灵芝等。 （3） 生产可降解的包装材料 如用麦秸秆和淀粉制成快餐包装新材料，对环境无污染，降解可当肥料。 （4） 用作建筑材料、造纸原料和工业原料。,秸秆加工变墙板,秸秆编织为草绳,利用秸秆栽培食用菌,存在的主要问题,1、补施氮肥以协调碳氮比 秸秆还田后, 土壤微生物大量繁殖, 微生物活动需要氮素作营养。秸秆本身碳氮比为(65 -85)1, 但适宜微生物活动的碳氮比为251。因此, 秸秆还田后的初期阶段, 土壤中

13、水解氮含量明显降低, 使得微生物与作物争夺氮素, 引起禾苗供氮不足、返青期延长而影响产量。 2、秸秆综合利用比例低 其根本原因在于秸秆收集比较困难, 成本较高。通过人工收集, 秸秆比较散, 难以运输和存放;运用机械打捆收集, 成本较高, 而秸秆的售价较低, 再加上运输等费用, 综合效益很低, 除了自己使用或距离较近等情况外, 农民不愿收集秸秆。,3、粉细深耕 秸秆粉碎长度宜小于10 cm, 否则播种时易壅土, 影响播种质量。应采用与之配套的旋转式播种机,以提高播种质量。 4、带病秸秆不能直接还田 由于秸秆未经高温发酵, 直接还田很容易导致病虫害蔓延, 因此对有病虫的秸秆应及时清除深埋或制成堆肥、沼气池肥再施用。,加快推广秸秆综合利用的措施,1、深化农作物秸秆是宝贵资源的认识 当前要把保护自然资源、防止环境污染确立为秸秆综合利用的主导思想, 不断提高对秸秆肥料、饲料、燃料和原料价值的认识, 强化农民对焚烧秸秆的危害性和秸秆综合利用的科学性的认识。市场化运作,发展农作物秸秆综合利用大产业。秸秆的综合利用是农业生产中的一个重要环节, 秸秆的工厂化处理为秸秆综合利用提供了新途径。农作物秸秆综合利用的进展 对广大农民来说, 大量的秸秆成了可以出售的商品, 对企业来说则是很有潜力的新兴产业。各级政府应引导农民以科技为依托、市场为导向, 实现产业化