农作物秸秆五化综合利用技术
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农作物秸秆能源化利用技术模式多年来,辽宁地区以种植玉米、水稻等经济作物为主,农作物秸秆产量丰富。
2021年辽宁农作物秸秆年产量约2667.38万吨,可收集量约2387.37万吨,利用量约2194.40万吨,秸秆综合利用率达91%以上,燃料化利用约593.66万吨(约占比22%)。
在秸秆“五化”利用中,秸秆能源化在辽宁地区发展呈增长趋势,对比其他利用方式的“饱和”状态,消耗本地区剩余秸秆的潜力巨大。
为此,应通过发掘本地区适用技术模式,推动秸秆能源化利用,发挥生物质能在农业农村绿色低碳发展中的积极作用。
一、主要技术模式(一)秸秆固化成型技术秸秆固化成型技术是将秸秆等进行物理转化的技术。
在一定条件下,将秸秆等生物质收捡加工,压缩打捆成块(包)状、棒状、颗粒状等成型燃料,用于生物质户用采暖炊事炉具或专用集中供热锅炉使用。
秸秆固化成型技术主要流程为:秸秆→粉碎压块(捡拾捆包)→制备成型燃料(颗粒、圆包、方包)→燃烧(供热)→达标排放。
生物质固体成型燃料具有生物质资源丰富,制备技术成熟、成本适中;热值在3500~5000千卡,比传统燃料的燃烧效率高3~4倍,与散秸秆相比,体积缩小了6~8倍,密度可达到每立方米800~1400千克,便于存储和运输;污染物排放浓度较低,燃烧后剩下的灰分还可回收作肥料。
(二)秸秆热解气化技术秸秆热解气化技术是将秸秆等进行化学转化的技术。
秸秆等生物质燃料在高温及缺氧条件下,热解产生以一氧化碳、氢和甲烷为主要成分的可燃气体。
秸秆热解气化技术主要流程为:秸秆→热解气化制气→燃气二次燃烧→除尘净化处理→废气排放管→达标排放。
热解气化过程中温度在300~400℃时,生物质就可以释放出70%左右的挥发组分,主要产物是可燃的低分子化合物,经检测废气、烟气等均符合环保要求,生物质灰渣还可直接还田。
(三)秸秆沼气综合利用技术秸秆沼气综合利用技术是将秸秆等进行生物转秸秆打捆现场作业Copyright ©博看网. All Rights Reserved.化的技术。
农作物秸秆综合利用技术及推广农作物秸秆是农业生产过程中产生的一种生物质废弃物,传统上通常被视为废弃物而处理或者焚烧,从而产生环境污染和资源浪费。
开发农作物秸秆综合利用技术,实现资源化利用和减少环境污染已经成为一个亟待解决的问题。
本文将探讨农作物秸秆综合利用技术及推广的相关内容,旨在推动农作物秸秆的资源化利用,促进农业可持续发展。
农作物秸秆的综合利用是指将农作物秸秆进行深加工,利用其生物质资源生产生物质能源和生物质制品,以及用于土壤改良和有机肥料生产。
这种综合利用的方式可以有效解决秸秆处理的难题,同时也能够为农业生产提供丰富的有机物质和能源资源。
农作物秸秆综合利用技术主要包括以下几个方面:第一,生物质能源生产。
农作物秸秆可以通过生物质能源生产技术转化为生物质燃料,如生物质颗粒、生物质炭等。
生物质颗粒可以用于锅炉燃烧取暖、生物质燃料电站发电等,而生物质炭则可以用于烧烤、园林绿化、土壤改良等方面。
第二,生物质制品生产。
农作物秸秆还可以用于生产生物质板材、纸浆纸张、生物质建材等产品。
通过适当的加工技术,农作物秸秆可以转化为各类生物质制品,满足建筑、包装、家具等领域的需求。
土壤改良与有机肥料生产。
将农作物秸秆还田,可以改善土壤结构、增加土壤养分和有机质含量,提高土壤肥力,促进作物生长。
将农作物秸秆进行堆肥处理,可以生产有机肥料,为农业生产提供优质的有机肥。
综合利用农作物秸秆的技术还可以通过资源化利用的方式,减少农业生产对化肥、农药等化学品的依赖,降低生产成本,提高农产品的品质与安全性。
通过生物质能源的生产和利用,可以减少对化石能源的消耗,降低温室气体排放,对于推动清洁能源发展和应对气候变化具有重要意义。
推广农作物秸秆综合利用技术,需要政府、企业和社会各界的共同努力。
政府可以通过制定相关政策、推出补贴措施,鼓励农民将农作物秸秆进行综合利用。
企业可以加大对农作物秸秆资源化利用技术的研发和推广力度,开发新的生产工艺和设备,推动农作物秸秆资源的产业化利用。
农作物秸秆综合利用技术分析农作物秸秆是农田生产过程中产生的一种副产品,一直以来都是一种“资源浪费”的现象。
但随着人们对资源的重视和环境保护意识的提高,农作物秸秆的综合利用技术逐渐受到了广泛关注。
本文将就农作物秸秆综合利用技术进行分析,以期为农业生产提供更多的资源节约和环保的技术支持。
一、农作物秸秆的种类及产生情况农作物秸秆是指农作物收割后剩余的茎秆、叶片等部分,主要包括稻秸、麦秸、玉米秸、棉秆等。
据统计,全国每年农作物秸秆的产量约为10亿吨左右,其中稻秸约占30%、麦秸约占25%、玉米秸约占20%、棉秆约占15%、其他农作物秸秆约占10%。
这些秸秆如果不进行有效利用,将对环境和资源造成严重的浪费和污染。
二、农作物秸秆综合利用技术1. 生物质能利用技术生物质能利用技术是将农作物秸秆作为原料进行能源生产的一种方法。
主要包括生物质燃烧、生物质气化、生物质液化等技术。
生物质燃烧技术是将农作物秸秆通过燃烧转化成热能或电能;生物质气化技术是将农作物秸秆进行分解产生可燃性气体,用于发电或供热;生物质液化技术是将农作物秸秆通过化学反应转化成液体燃料,用于汽车、机器等的动力。
2. 土壤改良技术农作物秸秆也可以作为有机肥料加以利用,用于土壤改良。
将农作物秸秆还田,通过微生物的分解和转化,可以提高土壤的有机质含量,改善土壤结构,增加土壤肥力,促进农作物的生长。
农作物秸秆还可以作为腐植酸的原料,用于生产有机肥料和土壤调理剂。
3. 生物聚合物生产技术生物聚合物是一种可降解的塑料材料,可以替代传统的石油基塑料,对环境比较友好。
农作物秸秆中含有丰富的纤维素和半纤维素,可以通过一定的化学和物理处理方法提取出来,制成生物聚合物颗粒用于塑料制品的生产。
这种技术不仅可以减少对石油资源的依赖,还可以有效减少塑料垃圾对环境造成的污染。
农作物秸秆中的纤维素和半纤维素是制造生物柴油和生物乙醇的重要原料。
通过生物分解和发酵的方法,可以将这些原料转化成生物能源燃料,用于替代传统的石油能源。
秸秆利用的五种方法
秸秆利用的五种方法包括:
1.秸秆肥料化:通过直接还田、过腹还田、积堆沤肥等方式,将秸秆转化为
有机肥料,提高土壤肥力。
2.秸秆饲料化:将秸秆通过青贮、微贮、氨化、热喷等技术处理,改变秸秆
的组织结构,成为易于家畜消化、口感性好的优质饲料。
3.秸秆能源化:利用秸秆进行生物质发电、制作沼气、气化等,实现能源的
可持续利用。
4.秸秆原料化:将秸秆用作造纸的原料、压制纤维木材等,替代部分木材和
砖石材料等,减少对自然资源的消耗。
5.秸秆基料化:以作物秸秆为主要培养基质,再配合其他原料,进行食用菌
的栽培。
以上是秸秆利用的五种方法,它们能够有效地减少秸秆的浪费和环境污染,同时实现资源的可持续利用。
农作物秸秆综合利用技术
农作物秸秆是农业生产过程中不可避免的副产品,其综合利用是推动农业可持续发展的重要举措。
目前,农作物秸秆的主要利用方式包括:
1.生物质能源利用。
将秸秆作为生物质能源,通过生物质燃烧发电、生物质气化制氢等方式进行能源转化,可以实现能源的再利用和二氧化碳的减排,同时还能降低对化石燃料的依赖。
2.土壤改良利用。
将秸秆作为有机肥料应用于土壤中,可以改善土壤结构、增加土壤有机质含量、提高土壤肥力等,从而提高作物产量和品质,并减少化肥的使用。
3.生物资源利用。
秸秆还可以作为生物质基础材料,生产纸张、板材、造纸浆等产品,具有循环利用的优势。
4.动物饲料利用。
将秸秆作为饲料喂养家畜,可以增加饲料的纤维素含量,提高家畜的消化率和生产性能,降低饲料成本。
5.污染治理利用。
秸秆还可以应用于环境污染治理,如利用秸秆吸附污染物质、处理农村生活垃圾等,从而实现农业生产与环境保护的良性循环。
综上所述,农作物秸秆的综合利用技术具有广泛的应用前景和巨大的经济效益,对促进农业可持续发展和实现资源循环利用具有重要的意义。
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·83·工 作 研 究农业开发与装备 2020年第6期新宾县农作物秸杆综合利用技术推广
孙艳华(新宾县现代农业和生态产业发展中心,辽宁新宾 113200)
摘要:新宾县农作物秸秆资源丰富,为了有效利用农作物秸秆,缓解资源约束及保护生态环境问题,通过对秸秆“五化”技术推广的介绍,提出了秸秆综合利用的科学有效措施。关键词:农作物秸秆;“五化”技术推广;综合利用0 引言新宾县地处辽宁东部山区,是一个农业县,玉米种植面积3.46万 hm2、水稻种植面积8 666.67 hm2,秸秆资源非常丰富。2019
年新宾县以建设生态县为目标,大力推广秸秆综合利用技术,通过推广秸秆的肥料化、饲料化、能源化、原料化、基料化利用技术,以提升玉米秸杆利用率为突破口,全面提升秸秆综合利用率。形成农民自觉利用秸秆常态化;耕地质量大幅提升;培育一批秸秆综合利用龙头企业;探索形成可持续、可复制、可推广的秸秆综合利用模式和长效机制。秸秆综合利用技术的大力推广应用,彻底解决了秸秆随意乱弃、露天焚烧等现象带来的一系列环境问题,稳定农业生态平衡、缓解资源约束,减轻环境污染,实现生态环境与经济增长“双赢”。1 “五化”技术推广1.1 秸秆肥料化利用秸秆粉碎还田后覆盖地表,经过腐烂可以增加土壤的肥力。据农科院专家测算,每公顷还田秸秆7.5t,连续还田三年可增加土壤有机质0.2~0.4个百分点,可增加粮食生产350 kg以上[1]。具体作
法:一是实施平地玉米、水稻机收直接还田为重点,加强农机农艺结合,示范推广秸秆精细还田技术,提高土壤有机质含量。二是依托种植大户开展坡地秸秆堆沤造粪还田试验示范。本县坡耕地占有一定比例,地块零散,不易机械操作,因此将秸秆堆沤造粪,可提升秸秆利用率。三是以抚顺市中嘉肥业有限公司、辽宁省禾旭生物科技有限公司为依托,利用农作物秸秆为原料生产有机肥。1.2 秸秆饲料化利用玉米秸秆中含有30%以上的碳水化合物,2%~4%的蛋白质和0.5%~1%以上的脂肪,将其制作高营养牲畜饲料,不仅有利于发展畜牧业,而且可以实现秸秆过腹还田。具体作法:一是以发展牛、羊、鹿规模化饲养和标准化小区为重点,大力实施秸秆饲料化利用。大力推广秸秆青(黄)贮、秸秆袋贮、秸秆压块储存、秸秆窖贮等技术;二是引导养殖场(户)进行畜禽粪污还田,提升过腹还田水平和土壤肥力。探索完善发展绿色、环保、生态的秸秆用用的循环发展链条;三是试验引进秸秆膨化饲料生产新技术、提升秸秆饲料化利用效率。1.3 秸秆能源化利用随着农民生活水平的提高,生活用燃料和液化气的广泛使用代替了传统的秸秆燃料,使秸秆的剩余量不断增多,造成秸秆随意堆腐、焚烧现象严重,这样不仅使浪费了秸秆资源,也会对环境有严重的污染。因此本县积极采取有力措施,变废为宝,充分将农作物秸秆转化为能源。本县以辽宁省禾旭生物能源科技有限公司和抚顺红帆生物质能源有限公司为依托,支持秸秆固化成型
农作物秸秆综合利用技术农作物秸秆是农田中常见的废弃物,如果不加以处理利用,将会对环境造成严重的污染。
因此,农作物秸秆综合利用技术的研究和应用显得尤为重要。
本文将从农作物秸秆的问题、综合利用技术的分类以及技术的应用前景三个方面进行探讨,以期为农作物秸秆的综合利用提供一些有益的参考。
一、农作物秸秆问题的存在农作物秸秆的存在是一个长期以来困扰农民和环保部门的严重问题。
每年农作物丰收季节,大量的秸秆被废弃在农田中,无法及时处理。
这些秸秆在不经处理的情况下,会引起土壤质量下降,影响农作物的生长发育,并且还会产生大量的二氧化碳等有害气体,对大气环境造成污染。
因此,秸秆综合利用技术的研究和应用势在必行。
农作物秸秆综合利用技术主要包括物理利用、化学利用和生物利用三个方面。
1. 物理利用物理利用是指通过物理手段对秸秆进行处理,使其转化为可直接利用的产品。
例如,将秸秆进行压块或制成颗粒状的秸秆燃料,可以用作生活燃料或工业燃料。
此外,秸秆还可以作为建筑材料进行利用,如制成秸秆板材、秸秆砖等,可以用于建筑和装修材料。
2. 化学利用化学利用是指通过化学反应将秸秆转化为有机肥料或化工产品。
例如,将秸秆进行酸碱处理,分离出其中的纤维素、半纤维素等有机物质,可以用于生产有机肥料。
同时,还可以利用化学反应将秸秆转化为乙醇、丙酮等化工产品,具有较高的经济价值。
3. 生物利用生物利用是指通过微生物的作用,将秸秆进行降解和转化,使其转化为有机肥料或生物质能源。
例如,将秸秆进行厌氧发酵,通过微生物的作用将秸秆转化为沼气,可以用作生物质能源。
此外,还可以将秸秆与菌种一起进行堆肥,将其转化为有机肥料,提高土壤肥力。
三、农作物秸秆综合利用技术的应用前景农作物秸秆综合利用技术的应用前景广阔。
首先,秸秆综合利用可以解决农田秸秆处理的难题,减少环境污染。
其次,秸秆综合利用可以提供生物质能源,替代传统的化石能源,减少对能源的依赖。
此外,秸秆综合利用还可以提供有机肥料,改善土壤质量,提高农作物产量和质量。
农作物秸秆综合利用实施方案为认真贯彻落实、省、市关于深化农作物秸秆综合利用要求,进一步开展好农作物秸秆综合利用工作,结合县情实际,制定本方案。
一、指导思想认真落实、省、市打好污染防治攻坚战的决策部署,以提高秸秆综合利用率为目标,切实激发秸秆还田、收储运、离田、加工利用等环节市场主体活力,健全完善秸秆收储运体系,推动秸秆肥料化、饲料化、燃料化、基料化和原料化“五化”利用工作,形成可推广的秸秆综合利用典型模式。
二、主要任务(一)做好秸秆资源台账数据调查根据我县水稻、油菜等主要农作物,针对不同的利用方式、途径和主体,开展常态化、规范化的调查,摸清资源底数,掌握农作物秸杆的产生量、直接还田量、离田利用量等基础数据。
根据资源分布情况,合理确定秸秆用作肥料、饲料、食用菌基料、燃料和工业原料等不同用途的发展目标,统筹考虑综合利用项目和产业布局,建立完善县级秸秆资源数据台账,明确科学规范的秸秆产生与利用情况调查监测标准和方法。
(二)规范秸秆机械收割作业1.加强农机作业管理。
加强本县域内农作物收割作业管理,组织机手开展控茬培训,签订控茬承诺书,留茬高度控制在不影响油菜种植。
2.做好秸秆收获处理农机补贴服务。
大力推广大中型拖拉机、秸秆粉碎还田机、打捆机、秸秆压块(粒、棒)机、带切碎装置的联合收割机、旋耕机、水田驱动耙、免耕灭茬机等农业机械。
加大对秸秆收割、综合利用所需机具补贴的宣传力度。
(三)加快建设秸秆收储运体系建立以企业为龙头,农户参与,乡镇(处)管理,市场化推进的秸秆收储运体系。
鼓励有条件的地方和企业建设必要的秸秆储存基地。
鼓励发展农作物联合收获、粉碎还田、捡拾打捆、贮存运输全程机械化,加快推进秸秆综合利用收储运体系建设,引导秸秆综合利用产业发展。
建立健全、企业与农民三方共赢的利益链接机制,不断提高全县秸秆综合利用水平。
培育一批秸秆收储运社会化服务组织和培训一批专业化人才,依托秸秆利用企业、农机专业合作社、集体经济组织、种养大户等构建县域全覆盖的秸秆收储和供应网络,逐步形成市场化的秸收储和供应能力。
农作物秸秆综合利用技术及推广农作物秸秆是农业生产中产生的废弃物,通常被焚烧或者直接丢弃,造成了对环境的污染。
秸秆实际上可以成为一种宝贵的资源,通过综合利用技术,可以转化成为能源、肥料、建材等多种产品,发挥其更大的价值。
本文将介绍农作物秸秆综合利用技术及其推广的意义和方法。
1.资源再生利用农作物秸秆可以被转化成为生产能源、肥料和建材等,实现了废弃物的资源化利用。
一方面可以减少农田焚烧秸秆所造成的环境污染,减少二氧化碳排放;另一方面可以避免对大量的天然资源的消耗。
2. 增加农民收入通过农作物秸秆的综合利用,可以为农民提供额外的收入来源。
秸秆可以用来生产生物质燃料或者制作有机肥料,农民可以通过销售这些产品来增加自己的收入。
3. 促进农业可持续发展农作物秸秆可以被用来改善土壤质量,促进土壤保护与生态恢复。
秸秆中的有机物质可以提高土壤肥力,有助于保持土壤湿润和改善土壤结构,有利于农作物的生长。
二、农作物秸秆综合利用技术的主要方法农作物秸秆可以被用来生产生物质能源,包括生物质颗粒、生物质燃料和生物质液态燃料等。
利用生物质能源可以替代传统的化石能源,减少温室气体的排放,有利于环境保护。
目前,生物质能源利用技术已经在一些地区得到了推广,但还需要进一步提高生产技术和降低成本,以便更好地推广应用。
2.有机肥料利用技术农作物秸秆可以被用来制作有机肥料,通过堆肥或者发酵的方法,将秸秆和其他有机材料混合处理,制成有机肥料。
有机肥料可以提高土壤的肥力,改善土壤结构,有助于提高作物的产量和品质。
有机肥料对环境友好,不会造成化肥对土壤造成的污染,有利于农业可持续发展。
3.建材利用技术农作物秸秆可以被用来生产建筑材料,例如秸秆板、秸秆砖等。
利用秸秆生产建筑材料可以减少木材的使用,有利于保护森林资源。
这些建筑材料也具有保温隔热、吸音隔音等功能,可以被广泛应用在建筑行业中。
农作物秸秆还可以被用来生产纸张、生物降解塑料、生物基化学品等。
秸秆“五料化”利⽤技术⼀秸秆肥料化利⽤技术附件秸秆“五料化”利⽤技术⼀秸秆肥料化利⽤技术1.1 秸秆直接还⽥技术1.1.1 秸秆机械混埋还⽥技术(⼀)技术概述秸秆机械化混埋还⽥技术,就是⽤秸秆切碎机械将摘穗后的⽟⽶、⼩麦、⽔稻等农作物秸秆就地粉碎,均匀地抛撒在地表,随即采⽤旋耕设备耕翻⼊⼟,使秸秆与表层⼟壤充分混匀,并在⼟壤中分解腐烂,达到改善⼟壤的结构、增加有机质含量、促进农作物持续增产的⼀项简便易操作的适⽤技术。
(⼆)技术流程⽔稻-⼩麦(油菜)轮作秸秆还⽥技术:收割机机收⼩麦(油菜)→秸秆粉碎+均匀抛洒→放⽔浸泡24⼩时→底施氮肥→机械旋耕埋草→施复混肥→平整⼟地→⽔稻种植(机插、摆栽、抛秧、⼈⼯插秧);收割机机收⽔稻→秸秆切碎+均匀抛洒→施基肥→反转灭茬机旋埋秸秆(或普旋两次)→⼩麦机械条播或摆播(油菜机直播或机械移栽)→机械镇压→机械开沟。
⽟⽶-⼩麦轮作秸秆还⽥技术:⽟⽶⼈⼯穗摘(或机械收获同步粉碎)→秸秆机械粉碎→撒施底肥和杀⾍、杀菌剂→施耕两遍→圆盘播种机进⾏⼩麦机械条播→机械镇压→机械开沟;收割机机收⼩麦→秸秆粉碎+均匀抛洒→施底肥→⽟⽶机械播种→镇压→机械开沟。
(三)技术要点1.作物收获时,采⽤安装有秸秆切碎装置的联合收割机,在进⾏收获作业的同时,同步进⾏秸秆切碎和抛撒,要求秸秆粉碎长度⼩于8cm。
2.秸秆灭茬时,采⽤⼤、中型旋耕机械进⾏整地作业,旋耕深度>12cm。
为使秸秆与肥、⼟混拌均匀,采⽤反转灭茬机作业⼀遍效果较好,或正转灭茬机旋耕两次。
3.秸秆还⽥时间要适当,适度湿润且有良好的通⽓条件促进秸秆腐解。
秸秆腐解的⼟壤⽔分含量应掌握在⽥间持⽔量的60%时为适合,若⼟壤⽔分不⾜,应及时灌溉补⽔,以促进秸秆腐解,释放养分,供作物吸收。
4.施肥。
秸秆还⽥的同时应补施⼀定量的氮肥和磷肥,促进秸秆腐烂分解。
⼀般每亩还⽥500公⽄秸秆时,需补施4.5公⽄纯氮和1.5公⽄纯磷。
(四)注意事项由于轮作制度不同,应针对秸秆还⽥后出现的问题,选择适宜的机械,配套适宜不同作物种植的栽培技术,促进作物⽣长发育,达到⾼产、稳产的⽬标。
农作物秸秆综合利用技术及推广农作物秸秆是作物生长期结束后剩余的茎秆、叶片及果壳等植物部分。
在传统农业中,大部分秸秆被简单地焚烧或者堆积在田地中,造成了严重的环境问题,如空气污染、土壤质量下降等。
秸秆的综合利用技术及推广已成为农业领域的重要课题。
农作物秸秆的综合利用技术主要包括秸秆还田、秸秆发电、秸秆制酒、秸秆制炭等。
秸秆还田是指将秸秆还田作为有机肥料,用于改善土壤质量、提高农作物产量。
秸秆还田可以增加土壤有机质含量,改善土壤结构,提高土壤保水保肥能力,减少土壤侵蚀。
秸秆还田可以减少农药和化肥的使用,降低环境污染。
秸秆还田技术需要农民进行秸秆收集、处理和施肥等工作,需要政府提供技术指导和支持。
政府可以通过补贴措施来激励农民积极参与秸秆还田。
秸秆发电是将秸秆通过生物质发电技术转化为电能的过程。
秸秆发电不仅可以充分利用农作物秸秆资源,减少环境污染,还可以提供清洁能源,减少对化石能源的依赖。
秸秆发电技术需要投资一定的设备和建设成本,同时需要政府制定相应的政策支持和激励措施,以吸引企业参与秸秆发电项目。
秸秆制酒是将秸秆中的可发酵物质转化为酒精的过程。
秸秆制酒技术可以有效地利用农作物秸秆资源,提高农民的经济收入,同时减少对传统燃料的需求。
秸秆制酒技术需要农民进行秸秆收集、发酵和蒸馏等工作,需要政府提供相应的技术指导和支持。
为了推广农作物秸秆综合利用技术,政府可以制定相应的政策和措施,激励农民参与秸秆综合利用项目。
政府可以给予农民秸秆还田、秸秆发电、秸秆制酒、秸秆制炭等方面的补贴和奖励。
政府还可以加强与科研机构和企业的合作,共同开展秸秆综合利用技术的研发和推广工作。
政府还可以加强对农民的培训和技术指导,提高农民的综合利用技术水平。
通过这些措施,可以充分利用农作物秸秆资源,减少环境污染,促进农业可持续发展。
农作物秸秆五化综合利
用技术
Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
农作物秸秆“五化”综合利用技术
农作物秸秆是一类具有丰富氮、磷、钾及有机质养分的可再生
生物质资源,是农业生产的主要副产品。随着农业经济快速发
展,农民生活条件和农村燃料结构改变,作物秸秆逐渐变为农产
品废弃物,秸秆焚烧成为春秋两季农忙时节的标志性现象,同时
因其所引发的强雾霾天气等环境问题已成为亟需解决的社会性问
题。自1999 年国家环保总局与农业部等部委联合发布《秸秆焚烧
和综合利用管理办法》、2008年国务院发布《关于加快推进农作
物秸秆综合利用的意见》、2011 年国家发改委、农业部和财政部
联合发布《“十二五”农作物秸秆综合利用实施方案》,2016 年国
家秸秆产业技术创新战略联盟发行《中国秸秆产业蓝皮书》、至
2017年农业部、国家发展改革委、财政部联合发《关于加快发展
农业生产性服务业的指导意见》等一系列政策及着作相继对作物
秸秆禁烧和综合利用进行界定,阐述总体目标、重点任务和技术
措施,并将秸秆“五化”综合利用技术分解为20 余项小类技术,这
对稳定农业生态平衡、促进农民增产增收、缓解能源、环境压力
具有重要作用。目前,中国各科研院校针对秸秆“五化”综合利用
技术不断地进行研究,取得了丰硕成果。作物秸秆肥料化利用技
术
01寒地玉米秸秆还田东北农业大学以玉米秸秆为原料,根据东北
寒地垄作特点,将秸秆粉碎的细一些,春季秸秆绝大部分留在垄
沟中,对垄顶(作物播种带)的土壤温度影响较小的原理,构建
玉米秸秆还田技术模式。工艺流程如下:玉米秋季机械收获、秸
秆粉碎抛撒→沿原垄深松、灭茬→沿深松灭茬带播种玉米或大豆
→播后化学封闭除草→苗期垄沟深松→苗期化学除草→中耕追肥
→秋季机械收获、并粉碎秸秆。 以玉米秸秆还田现场为例,如下
图所示:
玉米秸秆还田现场图02秸秆菌糠生物有机肥南京农业大学以稻
草、麦秸、玉米秸、大豆秸、甘蔗渣等农业废弃物作为原料,利
用工厂化秸秆栽培食用菌的菌糠,经过粉碎、补料、发酵等流
程,二次利用秸秆原料,增加了经济效益,减少了秸秆对环境的
污染,延长了秸秆循环的链条,促进了秸秆物质的进一步循环利
用。该项技术成果已形成秸秆菌糠生物有机肥生产线、可年产万
吨秸秆菌渣生物有机肥。现今该项成果已在某市成功示范了30 个
鸡腿菇大棚,生物学转化率达到了120%,合计示范区应用面值
800 余亩。
03高效生物质腐熟肥料中国农业科学院以麦秸、玉米秸、稻秸、
油菜秆、甜高粱秆等农作物秸秆为原料,在农作物收获后,及时
将收下的作物秸秆均匀平铺,配套喷洒机具撒施高效生物腐熟菌
剂,使腐熟剂与秸秆充分接触,维持微生物活动适宜的养分和通
气条件,调节碳氮比,使秸秆快速腐熟释放有益物质,制成高效
腐熟肥料,以利于下茬农作物的播种和定植,实现秸秆还田利
用。
作物秸秆饲料化利用技术
01揉丝饲料内蒙古农业大学以玉米秸、豆秸、稻秸、麦秸、花生
秸、向日葵秆等农作物秸秆为原料,通过对秸秆进行机械揉搓加
工,使之成为柔软的丝状物,有利于反刍动物采食和消化的一种
秸秆物理化处理手段。通过秸秆揉丝加工不仅分离了纤维素、半
纤维素与木质素,而且较长的秸秆丝能够延长其在反刍动物瘤胃
内的停留时间,有利于牲畜的消化吸收,从而达到提高反刍动物
对秸秆的采食量和消化率的双重功效。02青(黄)贮饲料黑龙江
省畜牧机械化研究所以玉米秸、高粱秆、麦秸、高粱秸、向日葵
秸等农作物秸秆为原料,把秸秆填入密闭的设施里(青贮窖、青
贮塔或裹包等),经过微生物发酵作用,达到长期保存其青绿多
汁营养成分的一种处理技术方法。秸秆青(黄)贮的原理是在适
宜的条件下,通过给有益菌(乳酸菌等厌氧菌)提供有利的环
境,使嗜氧性微生物如腐败菌等在存留氧气被耗尽后,活动减弱
直至停止,从而达到抑制和杀死多种微生物、分解粗纤维、保存
饲料营养成分的目的,具有营养损失较少、饲料转化率高、适口
性好、保存期长等优点。
03秸秆发酵饲料复合菌剂河北农业大学以玉米秸、豆秸、稻秸、
麦秸、枯草等农作物秸秆为原料,通过筛选大量木质纤维素降解
菌、产酸菌及无机氮转化功能菌株,经共存性及抑菌试验研制出
高效秸秆发酵饲料复合菌剂,大力推动我国秸秆资源的大规模循
环利用,促进畜牧业的快速发展。其经济、社会和生态效益巨
大,应用前景极为广阔。
作物秸秆能源化利用技术
01高清洁汽柴油中国科学院广州能源研究所以玉米、小麦秸、水
稻秆、高粱等秸秆为原料,在纤维素丁醇的提取工艺上,采用汽
油基础组分直接混入发酵液中进行萃取分离纤维素丁醇、发酵液
再直接蒸馏分离丙酮,采用高效油脂分离方法,在利用有机溶剂
对酵母细胞进行破壁的同时对微生物油脂进行富集分离,清洁生
产生物柴油技术。
02热解气化燃气北京化工大学以水稻、小麦、玉米、棉花、油
菜、甜高粱、甘蔗等秸秆为原料,通过秸秆热解气化技术,利用
气化装置,以氧气(空气、富氧或纯氧)、水蒸汽或氢气等作为
气化剂,在高温条件下,通过热化学反应,将秸秆部分转化为可
燃气的过程。该技术已在国内30多个企业工程化应用,并有10
多套产品出口到东南亚国家,华中科技大学形成生物质燃料生产
示范及其在工业锅炉蒸汽生产中的应用示范。
03沼气东北林业大学以玉米、水稻等农作物秸秆为原料,通过对
长期保藏关键功能微生物的功能评价、复合菌系构建,形成高密
度厌氧微生物多菌种复合生产工艺,研制成功高活性、高生物量
的复合菌剂,集成了沼气发酵功能微生物强化技术。加速低温沼
气发酵,提高沼气产量20%以上,解决了我国沼气建设和发展中
存在的原料转化率低、启动慢、低温产气难等问题。
某地秸秆沼气集中供气工程技术路线图
04炭化燃料南京农业大学以水稻、小麦、玉米、棉花、油菜、甜
高粱、甘蔗等农作物秸秆为原料,通过把秸秆晒干或烘干、粉碎
后,在隔氧或少量通氧的条件下,经过干燥、干馏、冷却等工
序,进行高温、亚高温分解,生成炭、木焦油、木醋液和燃气。
开发了秸秆黑炭农用还田技术,解决了沼气能滚道窑炉批量秸秆
分区控温限氧热解技术难点,并通过以秸秆为原料生产燃气联产
黑炭,取得了热解过程焦油等副产品的循环利用及秸秆黑炭农业
应用的推行创新点,提高秸秆的处理能力,实现了循环农业产业
链。
05燃料乙醇中国科学院过程工程研究所以农作物秸秆为原料,将
秸秆切断后进行汽爆梳分分级,得到半纤维素、长纤维和短纤
维。发明适于秸秆固相物料特性的固相酶解发酵耦合分离新技
术,充分发挥固态发酵节水节能优势及酶解发酵分离三重耦合作
用,在工程上为降低纤维素酶用量和乙醇蒸馏成本开创新途径。
以下是秸秆燃料乙醇多联产生态产业链工艺原理,如图所示:
秸秆燃料乙醇多联产生态产业链工艺原理图
作物秸秆原料化利用技术
01人造板材东北林业大学是以麦秸、稻草和棉花秆等农作物剩余
物为主要原材料,经处理后,在热压条件下形成密实而有一定刚
度的板芯,进而在板芯的两面覆以涂有树脂胶的特殊强韧纸板,
再经热压而成的轻质板材。以年产5 万m3秸秆人造板项目为
例,如下图所示:
年产5 万m3 秸秆人造板项目图02木质素-酚醛树脂胶黏剂东北
林业大学以玉米、水稻、甜高粱等农作物秸秆为原料,在碱催化
作用下,与甲醛进行亲电加成反应,在苯环上引入羟甲基,通过
木质素-酚醛-甲醛多元共缩聚树脂分子结构的设计,实现共缩聚生
物质大分子反应体系的分子量控制,利用生物质基胶黏剂预压、
固化及人造板制备技术,实现木质素-酚醛树脂胶黏剂在人造板中
的应用。如在木塑型材生产线中,通过木质素-酚醛树脂胶黏剂来
黏合成木塑门窗和功能性地板产品。如下图所示:
木质素-酚醛树脂胶黏剂的应用过程图
作物秸秆基料化利用技术
01生产园艺基质河南农业大学以水稻、小麦、玉米、棉花、油
菜、甘蔗、花生壳等多种农作物秸秆及农林废弃物为原料,通过
微生物菌种的筛选、发酵配方的研制、发酵培养条件的优化、优
良菌种的选育,以农作物秸秆、果渣等作为发酵基质,通过已经
筛选出最佳微生物菌株,运用生物工程发酵技术,对其进行发酵
处理。已为宁夏某公司建成年产30000m3 规模的生态型基质和四
川大学建设的总面积5 万㎡岩土渣场秸秆植生带绿化工程。
02栽培食用菌 山东省农业科学院以蔬菜(番茄)废弃物、玉米秸
秆和畜禽粪便为原料,添加微生物促腐菌剂,调整适宜的物料配
比、含水率,采用好氧堆肥技术堆制腐熟,还田到设施菜田(番
茄),配合追施化肥,保证蔬菜产量前提下,将蔬菜废弃物无害
化、资源化,并在菜田循环利用,实现节肥增效、菜田清洁、安
全、高效生产。开展了菌渣肥料化、能源化、饲养化及二次种菇
研究,建立了多级、循环利用模式,完善了秸秆从田里来到田里
去的循环链条,增加了经济效益,减少了秸秆对环境的污染,促
进了秸秆物质的进一步循环利用。