中国玉米秸秆综合利用途径.doc
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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t[1]。
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]5[,促进农作物作物根系的发育。
农作物秸秆综合利用项目实施总体方案水稻秸秆高茬深翻还田和玉米秸秆机械化捡拾打捆综合利用是民生实事重点任务之一。
为全面做好全省水稻、玉米秸秆资源化利用工作,保护和提升耕地质量,推进农村环境整治,严控农作物秸秆焚烧污染,促进农业高质量绿色可持续发展,制定本实施方案。
一、指导思想深入贯彻落实中央农村工作会议精神,扎实推进生态立省战略,以绿色生态为导向,坚持质量兴农、绿色兴农,科学合理利用水稻、玉米等农作物秸秆资源,有效治理保护农业生态环境,改土培肥,提高耕地质量,提升全省农作物秸秆综合利用水平和效益,实现变废为宝、化害为利,促进农业可持续发展和农民增收。
二、基本原则(一)多元利用,农用为主。
因地制宜,多元利用,科学确定水稻、玉米秸秆处理技术和利用模式,积极推进农作物秸秆饲料化、肥料化、能源化、原料化利用。
(二)市场运作,政府扶持。
积极培育秸秆收储运和综合利用市场主体,充分发挥农户、社会化- 1 -服务组织和企业的主体作用,通过政府引导扶持,调动各方面积极性,打通利益链,形成产业链,实现多方共赢。
(三)突出重点,机艺融合。
根据各地气候条件,水稻和玉米秸秆数量、综合利用的产业基础等因素,加快构建以机械化还田离田为支撑的秸秆综合利用技术体系、服务体系和产业体系,为秸秆综合利用提供有力支撑。
三、工作目标通过水稻秸秆机械化灭茬深翻还田、玉米秸秆机械化捡拾打捆,深入推进秸秆饲料化、肥料化、能源化、原料化利用,消除水稻、玉米秸秆“站岗”浪费和因焚烧秸秆而造成的空气污染现象,形成布局合理、多元利用的秸秆综合利用产业化格局,建立可持续的农作物秸秆综合利用长效机制,全面实现玉米水稻秸秆资源化利用,促进资源节约、环境友好、农民增收和农业可持续发展。
全省农作物秸秆利用率达到83%以上。
四、实施省域和作业要求(一)实施区域。
全省水稻种植省域全部纳入秸秆机械灭茬深翻还田作业范围,作业面积XX 万亩;玉米秸秆通过机械捡拾打捆XX万吨,用于饲料化、肥料化、能源化、原料化等综合利用。
玉米秸秆处理实施方案玉米秸秆是农作物的一种副产品,其综合利用对于农业生产和环境保护具有重要意义。
为了更好地处理玉米秸秆,提高其资源化利用率,我们制定了以下实施方案。
首先,玉米秸秆可以通过深翻埋土的方式进行处理。
在玉米收割后,将秸秆集中堆放,然后进行深翻埋土,使其能够与土壤充分接触,促进其分解和转化。
这种处理方式不仅可以减少玉米秸秆的露天堆放,还能够有效改善土壤结构,提高土壤肥力。
其次,玉米秸秆还可以用于生物质能源的生产。
通过秸秆颗粒机等设备将玉米秸秆进行打碎、压制,制成生物质颗粒燃料,用于生物质能源的生产。
这种处理方式不仅能够有效利用玉米秸秆资源,还能够减少对传统能源的依赖,减少环境污染。
另外,玉米秸秆还可以进行生物质肥料的生产。
将玉米秸秆进行发酵处理,制成有机肥料,用于农作物的生产。
这种处理方式不仅可以减少化肥的使用,降低农业生产成本,还能够改善土壤质量,提高农作物产量和品质。
此外,玉米秸秆还可以用于制作纸浆和纸张。
通过化学方法将玉米秸秆进行脱胶、漂白等处理,制成纸浆,再进行造纸生产。
这种处理方式不仅可以减少对木材资源的开采,还能够减少环境污染,保护森林资源。
最后,玉米秸秆还可以用于生态环境的改善。
将玉米秸秆进行堆肥处理,用于城乡绿化、园林树木的肥料,改善生态环境。
这种处理方式不仅可以减少生活垃圾的处理压力,还能够促进城乡绿化,改善人居环境。
综上所述,玉米秸秆的综合利用具有重要意义,我们制定的实施方案能够有效处理玉米秸秆,并充分发挥其资源化利用价值。
希望广大农民朋友能够积极采纳并实施,共同推动农业生产和环境保护工作。
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。
吉林省玉米秸秆资源化利用现状与途径摘要通过对吉林省玉米秸秆资源的概况和利用现状的调查分析,提出了秸秆综合利用途径和技术措施,以为今后吉林省秸秆资源化利用乃至生态省建设提供理论基础。
关键词玉米秸秆;资源概况;利用现状;利用途径;吉林省中图分类号 s216.2 文献标识码 a 文章编号 1007-5739(2012)24-0228-011 吉林省秸秆资源概况吉林省为我国农业大省,是重要的粮食作物主产区,也是秸秆资源特别丰富的省份。
秸秆资源以玉米秸秆为主。
据统计,目前吉林省玉米播种面积占粮食作物面积的65%,产量占粮食总产量的76%;玉米播种面积已占全国玉米播种面积的12%左右,产量已达到全国总产量的15%左右,出口占全国50%以上。
吉林省是我国玉米产量最多的省份,多年平均总产量保持在1 500万t左右,其次是黑龙江省和辽宁省,玉米产量都在1 000万t左右。
总之,东三省以及内蒙古是中国最主要的玉米供应地和出口基地,其出口量占全国的90%以上。
2011年吉林省玉米大丰收,出产玉米2 650万t。
据资料显示,玉米秸秆和籽粒比为1.6∶1,出产秸秆4 240万t。
按照80%可收集资源计算,可收集秸秆资源量约为3 392万t,主要集中在长春、吉林、松原、四平和白城等中西部地区。
单位土地面积可能源化利用的秸秆量为7.97 t/hm2,其中松原10.43 t/hm2、四平9.15t/hm2、白城8.47 t/hm2、长春8.16 t/hm2。
秸秆燃烧值约为标准煤的50%,吉林省水稻、玉米、大豆秸秆可收集资源总量主要用于燃料和废弃燃烧,分别占秸秆全部可收集资源量的58.60%和5.98%;少部分用于秸秆还田和圈养畜牧饲料,分别占4.04%和10.67%;用于工业用途的造纸、压制密度板、食用菌基料比重很小,合计不足1%。
秸秆资源化利用存在广阔的发展空间。
2 秸秆资源利用现状目前,随着煤碳、液化气在农村的广泛应用,处理玉米秸秆方式转变为田间放荒为主,辅以农村家庭土灶燃烧,这不仅造成宝贵资源的巨大浪费,对环境也构成了严重污染,不符合低碳经济发展和生态省建设的要求。
秸秆综合利用总结秸秆是农作物的残余物,通常被认为是一种农业废弃物。
然而,经过适当处理和利用,秸秆可以成为一种宝贵的资源,实现综合利用。
本文将对秸秆综合利用进行总结,包括秸秆的种类、利用途径以及未来发展方向。
一、秸秆的种类秸秆是指农作物的茎、叶、壳等部分,不同作物的秸秆种类各异。
常见的秸秆包括玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆等。
每种秸秆在形态和性质上都有所不同,因此在综合利用过程中需对其进行分类处理。
二、秸秆的利用途径1. 生物质能源利用:秸秆中含有丰富的纤维素和半纤维素,可作为生物质能源进行利用。
通过秸秆的气化、发酵等方式,可以生产生物质燃料、生物质液体燃料等,为替代传统的化石能源提供可能。
2. 土壤改良利用:将秸秆还田或制成秸秆堆肥,可用于改良土壤结构、增加土壤有机质含量,促进土壤微生物的活动,提高土壤肥力,实现生态农业的可持续发展。
3. 工业原料利用:将秸秆进行纤维化处理,可制成纸张、纤维板等工业原料,广泛应用于包装、建筑等领域,实现秸秆的资源化利用。
4. 动物饲料利用:适当处理后的秸秆可作为动物饲料,提供动物所需的纤维和能量,减少饲料成本,促进养殖业的发展。
三、秸秆综合利用的未来发展方向1. 技术创新:加大对秸秆利用技术的研发力度,提高秸秆的加工利用率,降低能源消耗,减少污染排放。
2. 政策支持:建立健全的秸秆综合利用政策体系,出台激励政策和扶持措施,鼓励农民积极参与秸秆资源化利用。
3. 产业发展:积极发展秸秆综合利用产业,形成完整的产业链条,提升秸秆的附加值,推动农业产业的升级与转型。
综上所述,秸秆作为一种农业废弃物,其综合利用具有重要的意义和巨大的潜力。
通过不断创新技术、完善政策、发展产业,可以实现秸秆资源的最大化利用,推动农业可持续发展,实现农业绿色生态化转型。
希望未来能够更多地关注和重视秸秆综合利用的发展,共同努力打造资源循环利用的美好未来。
农作物秸秆综合利用技术实施方案为加快推动农业绿色生产方式,切实做好农作物秸秆综合利用工作,为我县农作物秸秆综合利用供给科学指导和技术效劳,最大程度发挥秸秆综合利用效益,特制定本技术方案。
一、秸秆收储体系建设〔一〕总体要求依据不同区域主要农作物秸秆产量、秸秆综合利用产业进展特点、市场需求、交通状况等,依据合理半径规划建设标准的标准化收储中心,加快构建乡镇有标准化收储中心、村有固定收储点的“ 1+X”的秸秆收储体系网络。
村级秸秆收储点主要用于四周农田的秸秆集中收集堆放和临时储存。
标准化收储中心收储容量原则上不少于 1000 吨,具有秸秆收储必要的设备设施,可实现周边秸秆打捆、收储、转运等作业。
〔二〕建设标准1.科学选址:标准化收储中心选址应做到周边秸秆资源丰富,交通和水源便利;距高压线 50 米以外;收储容量在 10000 吨以上的大型收储中心,距生活区 100 米以外,收储容量在 10000 吨以下的中小型收储中心,距生活区 50 米以外,确保存储安全。
2.场地建设:依据用地地势地形合理布置,场区平坦、不积水;场地四周建有围栏或围墙;秸秆堆料场地面要进展防渗、防潮处理,有条件的地方可对地面进展硬化;秸秆堆料场要保证通风散热,要有第1 页共20 页防雨防潮设施;堆料棚建设建议承受钢架构造,设计和施工要符合相关技术标准,保证安全性和有用性。
3.配套设备:依据实际需要,配备地磅及秸秆检测、打捆、加压、装卸、运输等设备。
4.安全设施:场区内设施防火警示标识;依据相关标准建设消防、防雷等安全设施;消防设施及器材应齐全,建有消防井或消防池,或借助周边河流保障消防用水;配备监控系统,监控范围全掩盖;电气设备安装及秸秆堆放留意防火安全。
〔三〕技术支撑单位县农业技术推广效劳中心农机站。
联系人:二、秸秆饲料化利用指通过物理、化学、生物学等处理方法,将秸秆转化为饲料,以改善适口性,提高消化率的综合利用方式。
秸秆饲料化可有效解决季节间、地区间食草动物饲草供给不均衡问题,把农作物秸秆资源化利用、商品化经营,做到节粮增畜,促进农民就业,增加农民收入,具有显著的经济效益和社会效益。
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玉米秸秆产业化利用典型案例一、案例一:变身环保板材。
在山东的一个小县城里,有一家神奇的企业。
他们把那些在田野里看似没用的玉米秸秆玩出了新花样。
以前呢,玉米秸秆不是被烧掉,就是在地里烂掉,搞得乌烟瘴气还浪费资源。
这家企业的老板是个很有想法的人,他瞅着这堆秸秆就想啊,能不能变废为宝呢?于是,他就拉上一群技术人员开始捣鼓。
经过各种加工处理,把玉米秸秆压制成了环保板材。
这种板材可厉害了,外观看起来和普通的木材板材差不多,但它更环保。
因为是秸秆做的嘛,就不需要砍伐那么多树木了。
而且这种板材在制作过程中还不会释放那些有害的甲醛之类的东西。
他们把这些板材卖给了家具厂。
家具厂用这种板材做出的家具啊,可受欢迎了。
消费者一听说是玉米秸秆做的,觉得既环保又新鲜,纷纷下单购买。
这样一来,农民的玉米秸秆有了好去处,企业也赚了钱,还为环保做出了贡献,简直是一箭三雕啊!二、案例二:生物燃料的诞生。
东北那旮旯,玉米产量高,玉米秸秆那也是堆积如山。
有个聪明的创业者看到了机会。
他想,现在大家都在提倡清洁能源,这玉米秸秆能不能变成生物燃料呢?说干就干,他找来了专家团队,研究怎么把玉米秸秆转化成生物燃料。
首先得把玉米秸秆进行粉碎,然后通过一系列复杂的发酵和加工工序。
这个过程就像是给秸秆施魔法一样,让它们从普通的农作物废弃物变成了能产生能量的宝贝。
这种生物燃料可以用在一些特殊的锅炉里,代替传统的煤炭。
像一些小型的工厂或者农村的取暖设施都能用得上。
使用这种生物燃料,不但能减少煤炭的使用量,降低碳排放,而且成本还比较低呢。
对于农民来说,把玉米秸秆卖给这个生产生物燃料的企业,又多了一份收入,再也不用愁秸秆没地方放或者只能烧掉了。
三、案例三:秸秆编织工艺品。
河南有个小村子,那里的妇女们可心灵手巧了。
以前村里的玉米秸秆除了喂牲口就没啥用了。
有个手巧的妇女就开始琢磨,这秸秆能不能像草编一样编成一些好看的东西呢?她就试着用玉米秸秆编织一些小篮子、小挂件啥的。
收购玉米秸秆方案1. 引言玉米是我国主要的粮食作物之一,每年都会产生大量的秸秆。
玉米秸秆是一种重要的农业副产品,具有很高的综合利用价值。
目前,玉米秸秆的利用率相对较低,大部分都以焚烧或堆肥的方式处理,导致环境污染和资源浪费。
本文将介绍一种收购玉米秸秆的方案,以提高玉米秸秆的综合利用率。
2. 方案概述本方案的目的是收购农民手中的玉米秸秆,并将其利用于生物质能源产业。
具体步骤如下:2.1 签订协议与农民进行协商,签订玉米秸秆收购协议,明确双方的权利和义务。
协议中应包括秸秆价格、收购量、收购期限等内容,以确保交易的公平和合法。
2.2 收购设立玉米秸秆收购点,与农民协商合适的交收方式,可以是农民将玉米秸秆运至收购点,也可以是收购人员上门收购。
对于无法运输的农户,可以提供适当的补贴,确保收购能够顺利进行。
2.3 运输将收购到的玉米秸秆进行统一的运输,可以使用货车、拖拉机等交通工具。
运输过程中需要注意保护秸秆的完整性,避免损毁和浪费。
2.4 加工利用将收购到的玉米秸秆送至生物质能源加工厂进行加工利用。
具体利用方式可以包括制作秸秆颗粒燃料、发酵制造有机肥料等。
2.5 销售对加工好的玉米秸秆制品进行销售,可以与生物质能源企业或农业企业合作,也可以通过网络渠道进行销售。
销售过程中要充分展示产品的优点和特色,并提供适当的售后服务。
3. 方案优势本方案的收购玉米秸秆有以下优势:3.1 资源综合利用玉米秸秆的综合利用可以充分发挥其经济和环境价值,减少资源浪费和环境污染。
3.2 增加农民收入通过收购玉米秸秆,可以为农民提供一种额外的经济收入来源,提高其生活水平。
3.3 促进农业可持续发展玉米秸秆的综合利用有助于农业可持续发展,提高土壤肥力,减少化肥使用量。
3.4 推动生物质能源产业发展收购玉米秸秆并加工利用,有助于推动生物质能源产业的发展,减少对传统能源的依赖,提高能源利用效率。
4. 相关政策支持为了推动玉米秸秆资源的综合利用,需要政府提供相关的政策支持,具体包括:•减免或减少收购玉米秸秆的税费;•提供财政补贴,支持收购玉米秸秆的运输和加工利用;•鼓励设立玉米秸秆收购点,提供便利的收购服务;•支持生物质能源产业发展,提供资金支持和技术指导。
中国农作物秸秆产量及综合利用现状分析一、本文概述本文旨在全面深入地分析中国农作物秸秆的产量以及综合利用现状。
农作物秸秆作为一种重要的农业副产物,其产量巨大,且具有很高的利用价值。
然而,长期以来,由于技术、经济和政策等多种因素的制约,我国农作物秸秆的综合利用效率一直处于较低水平。
这不仅浪费了宝贵的资源,还对环境造成了严重的污染。
因此,本文的研究具有重要的现实意义和紧迫性。
本文将详细阐述中国农作物秸秆的产量情况。
通过收集和分析历年统计数据,揭示农作物秸秆产量的变化趋势和地区分布特点。
同时,还将探讨影响农作物秸秆产量的主要因素,包括农业种植结构、农作物生长状况、气候条件等。
本文将重点分析中国农作物秸秆的综合利用现状。
这包括秸秆的直接利用、间接利用以及生物质能利用等方面。
通过对各种利用方式的详细梳理和评价,评估我国农作物秸秆综合利用的水平和潜力。
还将探讨当前农作物秸秆综合利用中存在的问题和挑战,如技术瓶颈、市场机制不完善、政策支持不足等。
本文将提出促进中国农作物秸秆综合利用的对策和建议。
这包括加强技术研发和创新、完善市场机制和政策体系、提高农民参与积极性等方面。
通过实施这些对策和建议,有望推动我国农作物秸秆综合利用事业的快速发展,实现资源的有效利用和环境的可持续发展。
二、中国农作物秸秆产量分析中国作为农业大国,农作物的种植历史悠久且种类繁多,因此产生的农作物秸秆数量也相当可观。
近年来,随着农业技术的提升和农业生产的规模化,中国农作物秸秆的产量呈现出稳步增长的态势。
根据国家统计局和农业部门发布的数据,中国每年的农作物秸秆产量已经超过了8亿吨,占全球秸秆产量的近四分之一。
这一庞大的数字背后,反映出中国农业生产的高效率和丰富性。
其中,稻谷、小麦、玉米等主要粮食作物的秸秆产量占据了总量的绝大部分,而棉花、油料作物、薯类等其他作物的秸秆产量也不容忽视。
地域分布上,中国农作物秸秆的产量主要集中在东北、华北和长江中下游等农业主产区。
秸秆的主要利用价值与途径2.1秸秆肥料价值与利用途径农作物秸秆中含有大量的有机质、氮、磷、钾和微量元素,是重要的有机肥源之一。
能够有效补充和平衡土壤养分、改善土壤结构、减少容重、提高通透性、蓄水保墒能力。
秸秆中有机质含量平均为15%左右。
据测定,湿玉米秸秆含氨量为0.61%,含磷量为0.27%,含钾量为2.28%。
每亩地一年若还田鲜玉米秸秆1200kg/亩,则相当于4t土杂肥的有机质含量,含氮、磷、钾相当于18kg碳铵、10kg过磷酸钙和7kg硫酸钾,还能补充其它多种营养元素。
秸秆中有机质含量平均为15%左右。
据测算,每还田1吨秸秆就相当于3.2吨农家肥的有机质含量,相当于15kg碳铵、8kg过磷酸钙和6.2kg硫酸钾。
目前,秸秆肥料价值利用途径主要有:秸秆直接还田、秸秆覆盖、堆制有机肥、制造秸秆肥料等。
2.2秸秆饲料价值与利用途径秸秆的营养价值相当于谷物的1/4,具有较高的饲用价值。
因此,秸秆转化为饲料,缓解“人畜争粮”的局面,实现秸秆资源的循环利用。
目前,秸秆饲料利用主要以制作青贮、氨化、微贮或颗粒等秸秆饲料为主。
2.3秸秆能源价值与利用途径农作物秸秆纤维中的碳占绝大部分,小麦、玉米等秸秆的含碳量约为40%,据测算,每2t秸秆的热值相当于1t标准煤。
目前,秸秆燃烧价值利用途径主要有秸秆气化、秸秆沼气、秸秆发电等。
2.4秸秆的原料价值与利用途径秸秆的组成成分决定了它作为一种工业制品的原料。
秸秆纤维是一种天然纤维素纤维,生物降解性好,可替代木材作用于造纸、生产板材、制作工艺品、生产活性碳等,也可替代粮食生产木糖醇等。
2.5秸秆的基料价值与利用途径农作物秸秆主要有纤维素、半纤维素和本质素三大部分组成,秸秆中的有机成分以纤维素、办纤维素为主,其次为本质素、蛋白质、氨基酸、树脂等。
利用微生物以纤维素为基质原料生产单细胞蛋白质是当今利用纤维素最为有效的方法之一。
如用小麦、玉米等秸秆栽培草菇、平菇等食用菌。
文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 1 中国玉米秸秆综合利用途径
玉米秸秆作为玉米种植生产环节中的必然产物,是一种十分宝贵的资源。根据玉米籽实的产量推测,一株玉米,玉米籽粒与玉米秸秆的产量比为1:1.6,中国2010年玉米产量为1.6亿吨左右,秸秆产量能达到2.6亿吨左右。同时,按照每吨600元的收购价,全国农民可增收1560亿元,增收比例高达67%。如果这些秸秆都可用做多元醇的生产,相当于节省出来3个大庆油田。目前,全国大约有30%的秸秆直接用作农村生活燃料:10%用于牲畜饲料;23%用做工副业生产;6%直接还田。然而大量的秸秆被就地焚烧,不仅造成了严重的环境污染和火灾隐患,而且还造成了资源的极大浪费。这些秸秆的综合利用可加速畜牧业和轻工业的发展,而且能改善生态环境,促进农村产业结构调整以及生态效益、社会效益、经济效益同步增长,保持现代农业可持续发展。 一、玉米秸秆利用途径及评价 1.1玉米秸秆直接还田 当前我国农村的土地普遍存在着地力不足的现象。国际土壤学会提出.肥沃土地含有有机质不少于1.8%,而我国现有耕地含有机质少于1%的占30%,并且多数耕地有机质含量平均每年下降0.03%-0.04%。甚至出现了少量白茬地.严重影响农业生产的后劲.应引起高度重视。存在上述问题的原因与长期对农作物施用化肥且不及时补充有机肥有关.所以.增加土壤肥力成为摆在农业生产面前的严峻问题。 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 2 在有机肥料不断减少,化肥用量不断增加的农业生产条件下.作物秸秆直接还田较之堆腐后施用,更有利于更新土壤腐殖质组成;维持土壤有机质平衡;提高土壤微生物学活性;改善土壤的物理性、耕性以及促进土壤养分的循环。有关学者进行了深入的研究并提供了充足的证据。秸秆还田技术可增加土壤有机质、培肥地力、提高作物产量、减少环境污染,是节本增效、增肥改土工程的有效途径。我国从“八五”以来还田面积逐年增加,到2010年秸秆还田面积已增加到0.78亿公顷。 1.2玉米秸秆饲料化 玉米秸秆资源丰富,是草食家畜主要的粗饲料来源,由于该类饲料的营养价值低和可利用性差等原因。影响有效利用。关于玉米秸秆等粗饲料的营养价值的改善一直是饲料学者研究的问题.并且研究取得了一定的效果,通常采用物理、化学和生物学等处理方法。 1.2.1物理加工 机械加工如铡碎、粉碎或揉碎,是粗饲料利用最简便而又常用的方法。揉碎机械是近年来推出的新产品,为适应反刍家畜对粗饲料利用的特点,将秸秆饲料揉搓成丝条状;尤其适于玉米秸的揉碎,可饲喂牛、羊、骆驼等反刍家畜。秸秆揉碎不仅可提高适口性,也提高了饲料利用率,是当前秸秆饲料利用比较理想的加工方法。 秸秆等粗饲料由于体积膨大而不便于运输。所以,近年来一些生产厂家及研究单位开发了秸秆压块、制粒技术,或将秸秆茎叶分离,叶及茎秆内芯用于饲料,其它部分用于制作建筑材料或餐具等。玉米秸秆制块技术(制块机械研制)目前在全国各地开展较为普遍.但推广较慢,主要原因是机械成本文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 3 高、费用大、原料运输半径大和秸秆损失率高。吉林省农科院在“九五”期间主持省科技厅“玉米秸秆饲料、燃料块的研制与开发”项目,先后与吉林工业大学、辽宁省西丰县机械制造厂、长春新大地饲料有限公司、吉林省禾和农业高新技术有限公司合作研制出4个型号玉米秸秆制块机10台,生产效率0.5~1.O t/h。其中“秸秆燃料、饲料压型机”、“固定式液压秸秆制块机”分别获得国家发明专利和国家实用新型专利。另外。由辽宁省农业科学院副产品加工利用研究所研制的玉米秸秆皮瓤分离机已获得国家专利。该机能将直径15-40mm的农作物秸秆的皮、瓤及叶一次性分离。秸秆的外皮呈筒片状,外皮纤维能完整地保持下来;秸秆内瓤呈小颗粒状;叶片呈碎片状。分离率为95%,分净率为99%。现有机型加工秸秆的生产率为0.5t/h和2t/h。秸秆皮是造纸和人造板的优质材料,秸秆瓤所含的粗蛋白质、粗脂肪比未分离前的秸秆提高65%DA上,是牛、羊的优质粗饲料。祁宏伟等(2004)的体外消化试验表明,玉米秸秆瓤饲料较粉碎玉米秸秆的72h干物质消失率提高9.72%.玉米秸秆硬皮的消失率最低。 秸秆膨化技术对秸秆甚至木材都有效果。利用高压水蒸气处理后突然降压以破坏纤维结构的方法,可使木质素低分子化和分解结构性碳水化合物,从而增加可溶性成分。采用热喷处理工艺,麦秸在气压7.8x105Pa处理lOmin,喷放压力为(1.37-1.47)×106pa时,干物质消化率和动物增重速度均有显著提高。但因膨化设备投资较大,目前在生产上尚难以广泛应用。 1.2.2化学处理 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.
4 利用酸碱等化学物质对劣质粗饲料——秸秆饲料进行处理,降解部分纤维素和木质素,以提高其饲用价值。在生产中广泛应用的有碱化、氨化和酸处理三方面。 氨化处理秸秆饲料始于20世纪70年代,秸秆饲料蛋白质含量低,当与氨相遇时,其有机物与氨发生氨解反应,破坏木质素与多糖(纤维素、半纤维素)链间的脂键结合,并形成铵盐,成为牛、羊瘤胃内微生物的氮源。同时,氨溶于水形成氢氧化铵,对粗饲料有碱化作用。因此,氨化处理是通过氨化与碱化双重作用以提高秸秆的营养价值。秸秆经氨化处理后,粗蛋白质含量可提高100%-150%;纤维素含量降低10%;有机物消化率提高20%以上,是牛、羊反刍家畜良好的粗饲料。采用3%液氨或2.65%的尿素处理玉米秸秆.可有效改善玉米秸秆的瘤胃降解特性和营养价值。由于氨化饲料制作方法简便,饲料营养价值提高显著。近年来世界各国普遍采用。 1.2.3生物学处理 生物学处理主要指微生物的处理。微生物种类很多.但用于饲料生产真正有价值的是乳酸菌、纤维分解菌和某些真菌。应用这些微生物加工调制的饲料如青贮饲料、发酵饲料和一些微生物制剂。采用酵母、白地霉和产纤维素酶菌共同发酵稻草,可使粗蛋白提高224.98%;纤维素、半纤维素降解率分别为29.4%、17.58%。用青霉、白地霉等发酵玉米秸秆后粗蛋白提高259.6%:纤维素、半纤维素降解率由38.17%下降到36.07%。试验证明康氏木霉和热带假丝酵母发酵稻草,产物的粗蛋白增加量(绝干)达到18.86%;同时粗纤维含量下降14.6%。生物处理玉米秸秆饲喂绵羊,其表文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 5 观消化率提高了35.3%(P<0.01);采食量也显著增加(P<0.05);同时提高了增重(P<0.01)。 秸秆生物学处理技术存在不应忽视的问题,主要是发酵用微生物菌种。如EM菌.是由80种以上的菌组成的混合菌,尽管有些研究认为该类微生物可提高秸秆的营养价值及动物生产性能。但人们忽视的问题是,这些菌中是否存在危害人类和动物健康的微生物尚不明确。中华人民共和国农业部1999年公布的允许使用的微生物饲料添加剂菌种有4类12种左右。所以,秸秆类粗饲料处理的微生物菌种的安全性研究尚需进行,推广该项技术应慎重。 另外,由于商业的诱惑,对秸秆等粗饲料生物学处理的效果及饲用范围有言过其实之嫌。如有些商业广告刻意宣传秸秆等粗饲料用其发酵剂处理之后可代替猪鸡饲料中大部分的精料等.对畜牧生产者进行了不良诱导。实际上,目前粗饲料经加工处理只适于饲喂草食动物。 1.3秸秆中其它成分的转化 秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。秸秆经蒸汽爆碎后首先用水抽提,可溶物为半纤维素。不溶物为木质素和纤维素。水不溶物再经乙醇抽提,可溶物为木质素,不溶物为纤维素。然后将半纤维素和木质素分别加以利用。分离出的半纤维素等物质可直接发酵成蛋白饲料;或用半纤维素酶将其转化为木糖等戊糖,应用于食品工业。 木质素是植物中仅次于纤维素的第二大天然资源,相对于纤维素来说,木质素的利用研究尚处于起步阶段,而木质素的资源、结构和性质决定了它有巨大的应用潜力。木质素分子中的非极性芳环侧链和极性的磺酸基等使其文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 6 具有亲水、亲油活性,可用作水泥减水剂、钻井泥浆调节剂、表面活性剂和染料分散剂等。 二、玉米秸秆在生态农业系统中的地位和作用 在我国农业结构的构成要素主要是种植业、畜牧业(养殖业)、渔业和林业。自1970年以来的40余年问,农业结构发生的巨大变化,种植业产值占农业总产值的比重由82.1%下降到2010年的55.20%:畜牧业比重则由13.40%上升至2001年的30.40%。 在农业生态系统中,畜禽生产体系是其中一个重要组成部分。初级生产者(绿色植物即第一性生产)为次级生产者(动物即第二性生产)提供饲料(草),而后者又为前者提供有机肥料(养分),彼此互为供求关系。一个完整的畜禽生产系统,是由畜禽饲料资源(饲料库)、畜禽结构及其饲养量(基因库)和畜禽产品量(产品库)所组成,其生产效率必然受饲料资源的贫富和基因库品质的优劣所制约,其表现即为数量的多少。 在全世界的家畜中,以牛为主的反刍家畜占3/4以上。反刍动物是家畜生产体系中的重要组成部分,在人类饲养的家畜中占有主要地位。反刍动物的瘤胃能利用资源十分丰富的农业纤维素剩余物(纤维质粗饲料)合成蛋白质、氨基酸、多糖和维生素;而且还可利用NPN合成蛋白(微生物蛋白),将玉米秸秆等农业生产的废弃物通过反刍家畜这个“转换器”形成肉、奶、毛、皮等畜产品;从而提高了初级生产者的产品转化和利用效率,增加了产品种类、产量和产值;同时也对环境起了净化作用,维持生态平衡。