农作物秸秆综合利用5种途径
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1.概述农作物秸秆是世界上最为丰富的物质之一,是粮食作物和经济作物生产中的副产物,其中含有丰富的氮、磷、钾、微量元素等成分,是一种可供开发与综合利用的资源。
我国农作物秸秆年总产量达6亿~7亿吨的秸秆,其中数量最多的是稻秸、小麦秸和玉米秸,分别占秸秆总量的32.67%、19.00%和26.97%,三项合计占秸秆总量的78.64%。
我国现阶段秸秆的利用途径主要分为以下方面:作为工业原料,主要用于造纸工业和手工业的原料;作为草食家畜的粗饲料;造肥还田;农村生活能源(直接燃烧的热能、燃烧发电等)。
韩鲁佳等(2002)统计的各种用途所占比例,造纸原料占2.9%;牲畜饲料占30.9%,其中:处理后饲喂的14.8%;未经处理的占16.1%;农村生活能源占45%;秸秆还田及其它损失占21.2%。
(这些统计资料,因各专家的统计方法不同,其结果亦有差异)。
2.国内秸秆处理情况不同作物秸秆由于营养成分不同,具体的营养成分见表1,处理方式也有所不同。
小麦、水稻和其他作物的秸秆,40%以上以各种方式还田,用作肥料;玉米秸秆和花生秸秆作饲料的比例较高,在40%以上;棉花和豆类秸秆多用作燃料。
焚烧比例较大的秸秆有油菜、小麦、玉米和水稻,在5%以上。
表1 不同秸秆的营养成分一览表(%)秸秆干物质粗蛋白粗脂肪粗纤维无氮浸出物灰分钙磷玉米秸91.3 3.5 1.2 23.9 49.1 7.9 0.3 0.23小麦秸91.6 2.8 1.2 40.9 41.5 5.2 0.2 0.03稻草89.3 2.4 1.4 24.0 45.5 16.0 0.0 0.04豆秸92.7 9.1 1.9 44.6 31.1 6.1 1.2 0.20谷草90.7 4.5 1.2 32.6 44.2 8.2 0.3 0.03大麦秸95.2 5.8 1.8 33.8 43.4 10.4 0.1 0.02花生藤91.3 11.0 1.5 29.6 41.3 7.9 8.4 0.04注:摘自《中国饲料成分及营养价值表》从各地秸秆利用方式看,湖南、陕西、山西秸秆直接作肥料用的比例比较高,均在25%以上,宁夏、四川、贵州等地比例较低,不足20%;甘肃、宁夏、安徽、福建、黑龙江、山东和浙江用作饲料的比例较高,在25%以上,上海、湖南则较少,不到10%:田间直接焚烧以贵州、海南最多,超过20%;作原料的比例较少,只有福建、宁夏在10%以上;秸秆弃置乱堆则以黑龙江、贵州和陕西最多,在10%以上。
生态农业中的农作物秸秆综合利用生态农业中的农作物秸秆综合利用我国是农业大国,也是世界第一秸秆大国,每年约产秸秆8亿t。
秸秆主要含纤维、木质素、淀粉、粗蛋白、酶等有机物,还富含氮、磷、钾等营养元素。
秸秆可作饲料、肥料、燃料,还可以用作工业原料,作为基料生产食用菌等。
但目前综合开发利用不多,大部分农作物秸秆尚未得到合理利用,经济效益和社会效益较低,秸秆综合利用仍有很大的发展空间。
1农作物秸秆的种类秸秆即农作物的茎秆,在农业生产中,小麦、玉米、稻谷等农作物收获以后,残留不能食用的根、茎、叶等废弃物统称为秸秆。
秸秆是一种具有多用途的可再生生物资源,从广义上讲,不仅包括农业生产过程中的废弃物,还包括农产品加工过程中的副产品,具体包括:①禾本科作物秸秆,包括大麦秸秆、燕麦秸、小麦秸、黑麦秸、稻草、高梁秸、玉米秸秆以及薯类藤蔓等。
②豆类茎秆,包括黄豆秸、蚕豆秸秆、豌豆秸、豇豆秸秆、羽肩豆秸和花生藤蔓等。
③亚热带植物副产品,包括甘蔗渣、西沙尔麻渣、香蕉秆和叶等。
④农作物加工过程中的副产品,包括玉米芯、各种麦类的糠,水稻的谷壳和米糠等。
2农作物秸秆的综合利用秸秆用途广泛,可转化为饲料、肥料、能源、工业原料,还可作为基料生产食用菌。
2.1秸秆转化为饲料我国有利用农作物秸秆饲养畜禽的传统,由此培育出了高繁、耐粗饲的诸多优良畜禽品种,同时建立了一整套的秸秆饲料化技术。
利用秸秆养殖是发展畜牧业的重要途径,秸秆转化为饲料主要采取物理、化学、生物3种方法。
2.1.1物理方法。
即利用人工、机械、热、水、压力等作用,改变秸秆的物理性状,使秸秆破碎、软化、降解,从而便于家畜咀嚼和消化。
(1)切短与粉碎。
这是处理秸秆饲料最简便的方法之一。
秸秆经切短、粉碎后,体积变小,便于家畜采食和咀嚼。
特别是反刍动物,切短粉碎后能增加饲料和瘤胃微生物的接触面积,便于瘤胃微生物的降解发酵,提高采食量和消化率。
秸秆切短和粉碎的程度,应视家畜种类与年龄而异,切短多用于养牛、羊,而粉碎多用于养猪。
做好秸秆综合利用近些年秸秆产量随着粮食等主产品单位产量的不断提高迅速增加,传统的秸秆利用方式逐渐被弱化和淘汰,大量剩余秸秆的处理成为农业生产中凸显的问题,一些农民采取了最简单的处理方式——焚烧或随意堆弃,不仅浪费宝贵的资源,还造成一系列的社会经济和生态问题。
秸秆资源数量多,开发价值大,大力推广农作物秸秆综合利用技术对于农业和农村发展具有重要的现实意义。
一、秸秆综合利用的现状农作物秸秆目前主要有五种利用途径(简称五料)。
饲料,喂家禽;肥料,施于田;燃料,直接用于燃烧或经气化、沼化集中供燃;基料,用于培养食用菌;原料,用于制作工业纸浆,新型建材板等。
一是过腹还田。
秸秆经过青贮、氨化、微贮处理,饲喂畜禽,通过发展畜牧增值增收,同时,秸秆过腹还田。
实践证明,充分利用秸秆养畜、过腹还田,实行农牧结合,形成节粮型畜牧业结构,是一条符合我国国情的畜牧业发展道路。
二是秸秆还田。
秸秆作为有机肥料还田加以利用是目前最普遍的利用方式。
还田利用方法有三种:秸秆堆沤还田、机械化秸秆还田和利用生化快速腐熟技术制造优质有机肥施于田。
三是能源建设。
目前主要有两种秸秆转化为燃气的方法:一是秸秆气化。
即通过作物秸秆缺氧燃烧,产出以一氧化碳为主要成分的可燃气体;二是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。
四是生产食用菌。
由于秸杆资源丰富,成本低廉,很适合做多种食用菌的培养料,通过生物转化生产食用菌,不仅可以很好地减少秸杆焚烧现象,而且蘑菇产后废料经过堆制发酵是很好的有机肥,可用于无公害蔬菜的生产,还可以用于其他农作物、花卉果树、畜牧业的生产。
五是工业原料。
秸秆经辗磨处理后的秸秆纤维与树脂混合物在金属模中加压成型处理,制成各种各样的低密度纤维板材。
秸秆还可代替木材和棉花生产高质量的人造纤维浆粕,可作为化纤制品和玻璃纸生产等的主要原料,使用后可自然生物降解,无毒无害,还能用作饲料和肥料,不产生任何环境污染。
农作物秸秆综合利用实施方案
农作物秸秆是农业生产中的副产品,若不加以综合利用,往往会导致环境污染和资源浪费。
因此,为了充分发挥农作物秸秆的作用,制定一个综合利用实施方案是非常必要的。
首先,对于农作物秸秆的处理,可以采取多种方式。
一种方式是将秸秆作为肥料,进行还田,以提高土壤的肥力。
另一种方式是将秸秆进行压块或制成颗粒,用于生物质能源的生产。
此外,秸秆还可以作为饲料,用于家禽、牲畜的饲养,提高养殖效益。
此外,农作物秸秆还可以用来制作编织品、纸张等工艺品,提供就业机会和经济效益。
其次,为了实施综合利用方案,我们可以采取以下措施。
首先,可以加强对农民的宣传,提高他们对农作物秸秆综合利用的认识和意识。
通过组织农民培训班、宣传活动等形式,向农民普及农作物秸秆的综合利用方法和效益。
其次,可以加强科研力量,并与企事业单位合作,共同开发农作物秸秆的综合利用技术。
通过科研成果的转化和技术示范,提高农作物秸秆综合利用的效益和可行性。
此外,还可以加大对农作物秸秆综合利用的政策支持和经济激励力度。
通过给予税收优惠、贷款扶持、科研经费支持等方式,鼓励企业和农民参与农作物秸秆的综合利用,并提高其经济效益和可持续发展能力。
最后,农作物秸秆综合利用方案的实施不仅有助于解决环境污染和资源浪费问题,还可以促进农业产业结构的优化和农民收入的增加。
因此,政府、企事业单位和农民应共同努力,制定和落实农作物秸秆综合利用方案,实现农业的可持续发展和农
民的持续增收。
只有这样,才能使农作物秸秆真正发挥其应有的作用,为农业生产和社会经济的发展做出更大的贡献。
目前农作物秸秆综合利用五种途径
目前农作物秸秆综合利用主要有5种途径:一是作为农
用肥料;二是作为饲料;三是作为农村新型能源;四是作为
工业原料;五是作为基料。
1、秸秆还田。
(1)作用。农作物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,秸秆
还田后,平均每亩增产幅度在10%以上
(2)弊端。秸秆还田最大的问题在于难以将秸秆梨耕
到土壤中。即使秸秆被成功地梨耕到土壤中,在犁沟中的秸
秆股形成过程中也可能引发问题,即不能以足够速度进行分
解,而在下一次耕作时露出地表。此外,犁沟中的秸秆股也
将会阻碍作物的根系向土壤深层生长。
(3)秸秆还田方法包括:① 秸秆覆盖或粉碎直接还田;
② 利用高温发酵原理进行秸秆堆沤还田;③ 秸秆养畜,过
腹还田;④ 利用催腐剂快速腐熟秸秆还田,在秸秆中添加
一定量的生物菌剂及适量的氮肥和水,再经高温堆沤,可使
秸秆腐熟时间提早15~20天。实践证明,机械化粉碎秸秆
还田是秸秆综合利用的主要技术措施和手段。
2、秸秆饲料。
(1)秸秆富含纤维素、木质素、半纤维素等非淀粉类
大分子物质。作为粗饲料营养价值低,必须对其进行加工处
理。处理方法有物理法、化学法和微生物发酵法。经过物理
法和化学法处理的秸秆,其适口性和营养价值都大大改善,
但仍不能为单胃动物所利用。秸秆只有经过微生物发酵,通
过微生物代谢产生的特殊酶的降解作用,将其纤维素、木质
素、半纤维素等大分子物质分解为低分子的单糖或低聚糖,
才能提高营养价值,提高利用率、采食率、采食速度,增强
口感性,增加采食量。如生物有机肥,秸秆可以作为培养土
使用,同一些饲料细菌培养后,作为花草、蔬菜的肥料。
(2)秸秆饲料的主要加工技术主要包括:① 直接粉碎
饲喂技术;② 青储饲料机械化技术;③ 秸秆微生物发酵技
术;④ 秸秆高效生化蛋白全价饲料技术;⑤秸秆氨化技术;
⑥ 秸秆热喷技术。
3、秸秆能源 。
(1)生物质是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能
源,在世界能源总消费量中占14%。我国每年农作物秸杆资
源量约占生物质能资源量的近一半。安徽省好多县就建有火
力发电厂,主要是武汉的凯迪电力公司投资建设。
(2)农作物秸秆能源转化的主要方式是秸秆气化。除
秸秆气化以外,秸秆还可以用来加工压块燃料、制取煤气。
4、建材、轻工和纺织原料。
秸秆是高效、长远的轻工、纺织和建材原料,既可以部
分代替砖、木等材料,还可有效保护耕地和森林资源。秸秆
墙板的保温性、装饰性和耐久性均属上乘,许多发达国家已
把“秸秆板”当作木板和瓷砖的替代品广泛应用于建筑行业。
此外,经过技术方法处理加工秸秆还可以制造人造丝和人造
棉,生产糠醛、饴糖、酒和木醣醇,加工纤维板等等。
5、秸秆基质。
秸秆用作食用菌基料是一项与食品有关的技术。食用菌
具有较高的营养和药用价值,利用秸秆作为生产基质,大大
增加了生产食用菌的原料来源,降低了生产成本。目前利用
秸秆生产平菇、香菇、金针菇、鸡腿菇等技术已较为成熟,
但存在技术条件要求较高的问题,用玉米秸和小麦秸培育食
用菌的产出率较低。