秸秆的综合利用.doc

背景：就秸秆的利用价值而言,以禾谷类作物为例,按照农作物的生物产量来计算,每生产 1t稻谷或麦子,就可以生产 1t秸秆。秸秆的蛋白质含量在 5 %左右,纤维素含量在 30 %左右,还含有一定数量的钙、 磷等矿物质, 1t秸秆的营养价值与 0.25 t粮食的营养价值相当,秸秆蕴藏着丰富的能量,含有大量的营养物质,开发利用潜力巨大, 发展前景十分广阔。因而,大力推进秸秆综合开展利用,是保护生态环境、 促进农业农村经济可持续发展的重要举措,其意义重大而又深远。江苏沿海地区农作物秸秆资源十分丰富,是一项很大的可再生利用资源。但该农区不同的秸秆的利用程度差异较大,目前当地的棉花秸秆利用率较高,主要为农户用作燃料,或粉碎压块用于制炭与发电;玉米秸秆用作饲料或粉碎还田作肥料,也得到较充分的利用。稻、 麦秸秆利用率还很低,主要是此类秸杆体积大、 收集困难、 储运成本高、 农事集中和经营效益低,加之目前不少地区采取免耕法种植,绝大部分都是在田间焚烧销毁等原因所致,不仅浪费了宝贵的资源,而且造成了大气污染,土壤矿化,甚至引发火灾或交通事故等大量的社会、 经济和生态问题,成为政府关心、 社会关注的热点和难点。为此,综合开发利用稻、 麦秸秆资源,使之符合减量化、 再使用和再循环的原则,从而实现低消耗、 低排放和高效率已成为解决秸秆利用问题的当务之急。农作物秸秆利用中存在的问题事实上秸秆无论作为肥料、 饲料或燃料,还是工副业用途等,都是人们节约自然资源,保护生态环境,充分综合利用秸秆的有效途径。但在技术推广应用过程中,仍然存在着一些问题:一是秸秆进行气化,一次性投资较大,据测算,目前农村每家新建一只 50m3的沼气池约需 115万元,一个 200户的村庄,需要一次性拿出几十万元进行气化供气系统的建设,同时,供气系统的可燃成分以 CO为主,存在一定的安全隐患。二是秸秆饲料质地问题,最突出的问题是磷素不足,其有效进食能量不能满足反刍家畜的需要;而且秸秆饲料质地膨松,容积庞大,很难作为商品进入流通市场。农作物秸秆还可以用作工业制品的原料 除了传统的作为造纸原料外 秸秆的工业化利用也有多种途径 第一 利用热力 机械以及催化剂的作用将秸秆中的纤维与其它细胞分离而得草浆进行造纸造板 杂细胞 即植粉 约占秸秆产量的一半可用作饲料或肥料 第二 以作物秸秆中的纤维作为原料加工汽车内装饰件 纤维密度板 植物地膜等产品 第三 秸秆作建材 这是利用秸秆中的纤维和木质作填充材料 以水泥树脂等为基料压制成各种类型的纤维板 轻体隔墙板 浮雕系列产品等 其外形美观 质轻并具有较好的耐压强度 第四 以作物秸秆这一天然材料制作餐饮具 包装材料 育苗钵等 具有生命周期链短 废弃后可自然降解等绿色环保优点 且能充分利用取之不尽的再生资源 又解决了塑料包装和秸秆焚烧两方面的环境污染源 对治理目前我国环境污染 加快淘汰聚苯乙烯发泡餐具 实现农作物秸秆的综合利用和农业可持续发展具有重要意义此外 秸秆还可成为制酒精 淀粉等化工业的原料 玉米棒皮还是编织车座垫 靠垫 沙发垫 盘垫 床垫的主要原料。我国农村过去利用秸秆相当充分，或作柴烧，灰烬当肥料；或作饲料喂牲畜，所产厩肥是主要农家有机肥 目前，农村燃料普遍使用煤炭 天然气或液化气；机械取代牲畜，厩肥等有机肥产用量锐减 为了改变这种状况，应不断加强秸秆的综合利用技术研究 其中微生物酶处理法是一种比较先进的技术 微生物的培养与维持所需原料和能源少，酶催化选择性好，产物单一，产率较高，提纯相对简单且污染小其难度主要是纤维素大部分呈紧密的结晶态，且被半纤维素和木质素包埋 要研究能除去或部分降解木质素和半纤维素的预处理法，降低传质阻力，使酶易于参加反应 虽然现在已发现含可降解木质素酶（木质素过氧化酶 锰过氧化酶 漆酶等）的微生物，但降解效率尚低 此外，酶的稳定性较差，对反应条件（温度 培养液浓度和 值等）要求苛刻。限于目前的科技水平，秸秆等生物质的综合利用在成本上尚难和石油资源竞争 但随着石油资源的减少，以及自然生态系统对大量耗用石油 煤炭所产生污染承受能力趋于极限，特别是生化技术的突破，生物质资源利用必将取代石油 煤炭。用稻草等纤维原料采用化学制浆法制成纸浆，再将纸浆加工为多种纸制品 传统化学制浆工艺环境污染问题大，将秸秆直接加工生产包裝材料不仅可避开制纸浆，而且用秸秆可部分取代來自石油化工的泡塑等包装物品，其资源节约 环境友好效果明显，发展潜力较大。前者设备腐蚀严重且酸难以回收；后者副产物较多，乙醇产率不理想。酶水解在常压下进行，为使酶较易跟纤维素反应，可对秸秆用酸作预处理，但目前纤维素酶活性和稳定性较差，酶水解成本高，工业应用受限。酶水解法研发方向应是研制高稳定、高活性的纤维素酶，寻求能使大量纤维素混合物降解的最优方案。据报道，近期国内新开发的技术可使每1吨秸秆生产100kg酒精，同时产300kg包装纸浆及木醇、有机肥和果树营养液。4. 利用秸秆制造建材 将麦秸制成麦秸墙体、保温材料等人造板材, 可替代大量木材。我国麦秸年产量在1.5 亿吨以上,每年取麦秸总量的 0.5%生产板材, 可替150万立方米原木。棉秆还可代替木材制造纤维板、中密度板、保温板等。1吨棉秆可代替 0.4 万m3木材,若利用棉秆总量的1%, 一年可代替14万m3木材。一 利用秸秆作肥料，农作物秸秆中含有大量的有机质，氮、磷、钾、钙、硅、和其他微量元素，农业生产重要的有机肥源之一。秆还田可以有效提高土壤有机质含量，且使土壤的容重减少，水性、气性、蓄水保墒能力增加，并可使土壤的团粒结构发生变化，保持疏松状态，有效缓解因过量施用化肥而导致的土壤板结问题。利用秸秆生产的秸秆生物肥料，肥效更高，而且还具有良好的生态效益，是无公害农业的重要肥料。因此，秸秆通过综合利用作为肥料施入农田，是补充和平衡土壤养分，改良土壤的有效方法，对于促进土地生产良性循环，提高耕地基础地力和农业的可持续发展具有重要意义。秸秆还田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，是优质高产田建设的基本措施之一。目前，濉溪县秸秆还田方法包括：秸秆覆盖或粉碎直接还田，秸秆堆沤还田，秸秆养畜，过腹还田，利用催腐剂快速腐熟秸秆还田。秸秆饲料用秸秆养畜，实现过腹还田，是一种综合效益较高的生产模式，既解决了养畜的饲料问题，促进了农村畜牧业的发展，又实现了秸秆的间接还田，促进生态良性发展。目前，濉溪县秸秆饲料的主要生产方式包括：1直接粉碎饲喂2青储饲料机械化3秸秆微生物发酵4秸秆氨化。301菌剂堆腐秸秆技术是利用高效秸秆发酵剂的微生物，通过堆沤（发酵）快速分解作物有机残体（粗纤维素）使秸秆骨架迅速解体，使期粗纤维得到有效地分解，激发土壤微生物活性以保质土壤中碳氮营养平衡改善土壤理化性状及维持农业生态平衡，从而还到还田的目的。 技术特点： 一般只需2030天即可；就地堆制，省工省时；随时都可堆制，不受气温及季节影响；（除寒冬季外）堆沤过程中温度自动升高（达5060），此时可杀死秸秆中的虫卵、病菌、划籽及残留的作物种子，从而减轻田间的病、虫、杂草等危害，提高制咱田种子的纯度；是一个投资少见效快的短产快项目。 生产高效秸秆发酵剂的设备非常简单，所需材料就地即可解决。将所需原料按一定比例混合后接种，恒温发酵后进一步处理即在高效秸秆发酵剂。我国农业人均占有耕地面积小 机械化程度较低 耕地复种指数高 倒茬时间短 加之秸秆碳氮比值高 给秸秆还田特别是直接还田带来困难 常因翻压量过大 土壤水分不够 施氮肥不够 翻压质量不好等原因 出现妨碍耕作 影响出苗 烧苗 病虫害增加等现象 严重的还会造成减产 据调查 秸秆还田量过大 出苗率减少15% 施氮肥不足 常使幼苗发黄 在干旱年份麦秸不易腐烂 影响下茬种麦质量用玉米秸秆覆盖干旱土地 地下病虫和玉米黑穗病有加重趋势 如果大面积连续多年实施这一技术 有引起病虫害流行的可能 南方未改造的下湿田 冷浸田和烂泥田透气性差 秸秆翻压后容易产生大量甲烷 硫化氢 二氧化碳等有害气体 毒害作物根系 因此为了利用好秸秆资源 减少环境污染 克服秸秆还田的盲目性 使农民在秸秆还田时有章可循 提高秸秆还田效益 推动秸秆还田发展 研究各地秸秆还田的适宜条件 制定秸秆还田技术规程十分重要和必要。根据1995年我国公布的统计资料，粮食播种面积16.5亿亩，粮食总产量4.67亿吨，按粒秆比11.2估算，再加上其他作物秸秆，全国年生产秸秆近6亿吨，秸秆中含有大量的有机质，氮磷钾和微量元素，据张夫道等人的统计，豆科作物秸秆含氮较多，禾本科作物秸秆含钾较丰富，作物秸秆提供的养分约占我国有机肥总养分的1319，是农业生产重要的有机肥源。从现有的秸秆产量计算，6亿吨秸秆中氮磷钾养分含量相当于400多万吨尿素，700多万吨过磷酸钙，700多万吨硫酸钾。近10年来，秸秆还田发展很快，1987年秸秆还田面积仅2亿多亩(次)，到1996年突破5亿亩(次)，年平均增长10以上。全国年秸秆还田量超过一亿吨，约占秸秆总量的20。秸秆直接还田方式主要有秸秆粉碎还田，覆盖还田和高留茬还田。目前推广面积最大的高留茬还田，约占秸秆直接还田总面积的60，机械粉碎翻压和覆盖还田分别占22和18。秸秆还田已经成为我国沃土工程和丰收计划的重要内容，秸秆覆盖已成为以山西为代表的干旱、半干旱地区农业增产增收的重要技术措施。 (二)秸秆还田的增产效果 把作物秸秆进行翻压还田或覆盖还田是一项有效的增产措施。”八五”期间中国农科院，西南农业大学，湖北农科院等单位进行的秸秆还田试验结果表明，实行秸秆还田后一般都能增产10以上，统计全国60多份材料，增产范围在-4.883.4，平均增产15.7。坚持常年秸秆还田，不但在培肥阶段有明显的增产作用，而且后效十分明显，有持续的增产作用。生物质是仅次于煤炭 石油 天然气的第4大能源 在世界能源总消费量中占 14%。1kg秸秆可以生产2m3以上的燃