农作物秸秆处理技术

农作物秸秆处理技术（共9篇）

农作物秸秆处理技术 篇1

中国是农业大国, 黑龙江省是农业大省, 农作物秸秆产生量巨大, 长期以来一直是没有得到充分利用的宝贵资源。特别是近年来, 农业连年丰收, 农作物秸秆的产生量亦逐年增多, 秸秆随意抛弃、焚烧现象严重, 带来一系列环境问题, 城镇居民也已深受雾霾之害。因此加快推进秸秆综合利用, 对于稳定农业生态平衡, 减轻环境压力都具有十分重要的意义。国家对秸秆综合利用的工作也早已提到日程, 2008年国务院办公厅印发了《关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见》, 提出了秸秆综合利用的目标任务、重点和政策措施, 近年来也在秸秆处理方面有很多在研课题, 研制了诸多设备, 但是还需要各地因地制宜地利用, 综合考虑投入和产出效益, 使秸秆处理工程能长久持续地做下去, 达到预期效果。

在发达国家, 大面积种植粮食的国家, 如美国、加拿大等国家也同样面临农作物秸秆的处理问题。在美国, 秸秆的去处主要有四种: 第一, 被牲畜吃掉; 第二, 在田里堆肥;第三, 当家庭饰品和建材; 第四, 变身绿色燃料。不过, 秸秆里往往也含有害虫、杂草和病毒等情况, 如果饲料的预处理不到位, 还田方式不当, 效果会适得其反———牲畜或农作物染病、土壤中的微生物反而有害于庄稼。有些特殊情况, 农民就需要选择放火焚烧秸秆, 允许部分焚烧, 但有法规的严格限制, 美国各州都有有关的专门法规。

在加拿大, 当玉米成熟时, 玉米收割机连玉米秆及玉米穗一起收割, 边收割边把玉米穗和玉米秆同时切碎, 然后运送到农场储料罐储存, 储存期可达一年。有的地区则是把切碎的玉米秆作为肥料返到田里。

在日本, 人们主要是把秸秆翻入土层中还田用作肥料, 也把秸秆用作粗饲料喂养家畜; 此外, 对部分难以处理的秸秆, 则通过专门组织、采取统一地点和时间进行就地焚烧。现在, 日本也在积极挖掘秸秆的燃料转化潜力, 已研制出从秸秆所含纤维素中提取酒精燃料的技术, 使秸秆的利用更科学化、实用化。

无论是发达国家还是发展中国家, 秸秆处理首先还是要考虑效率和效益, 秸秆还田是比较经济便利的, 也需要配套的收获机械对秸秆切碎, 适宜的土地湿度等, 其他处理方式更需要综合考虑。

近年来, 各国都已研制出性能良好的机械用来处理秸秆, 如秸秆打捆裹包机等收集秸秆的设备, 成捆的秸秆可集中发酵作饲料, 也可以干燥处理后做发电厂的燃料; 还研究开发了各种用秸秆生产乙醇、建材等的技术, 只是投入较大, 需要一定规模。

在我国, 由于秸秆利用的具体工艺还不完善, 政策和资金投入不足, 市场运作力度还很不够, 秸秆加工设备以及相关加工设施有限, 秸秆利用技术比较低下, 秸秆综合利用的效率和效益都有待提高。综合国内外现有的技术和经验, 秸秆的综合利用主要是: 秸秆还田、秸秆饲料、秸秆气化、秸秆发电、秸秆乙醇、秸秆建材等。具体如何处理, 看各地区具备的环境和经济条件。

各地研究和处理秸秆的实践表明, 在田间对秸秆就地加工, 避免秸秆整秆运输、转场, 缩减作业环节, 将有效降低秸秆的处理成本并有利环境。这就需要通过农机与农艺的结合, 收获机具与秸秆收储运装备配套, 如果不做秸秆还田, 就涉及到秸秆收储运, 必然需要利用秸秆收储运机械, 以便提高效率, 有效地降低其经济成本, 减少能耗。收集后的秸秆便于下一步做各种处理, 与下个处理环节配套, 使其规模化。有关机械国内外都有, 具体看性能和需求来选用和配套。

要大力推进秸秆综合利用和治理最主要是政府的投入和规范, 支持和引导相关研究项目和产业的建设和发展, 同时可以解决农村剩余劳动力就业, 促进农业增效和农民增收, 才能实现环境效益、经济效益和社会效益的多赢, 保证秸秆处理的相关产业持续稳定地发展。

参考文献

[1]于兴军, 王黎明, 王锋德, 等.我国东北地区玉米秸秆收储运技术模式研究[J].农机化研究, 2013 (5) .

[2]雷达, 席来旺, 李文政, 等.浅析国外秸秆的综合利用[J].雷达现代农业装备, 2007 (7) .

农作物秸秆处理技术 篇2

我国农作物秸秆综合利用现状及其技术进展

发布时间：2013/6/7 10:55:58 浏览量：1211 【字体：大 中 小】

我国秸秆资源丰富,但胡乱丢弃、无控焚烧、直接还田和加工粗饲料等传统的处理方式存在着“三低一重”的缺点,即秸秆利用率低、转化率低、经济效益低、环境污染严重。介绍了秸秆综合利用技术的最新进展,包括腐熟还田技术、饲料转化技术、能源化技术及秸秆在工业上的各种应用。认为农作物秸秆的综合利用是保护生态环境、节约可再生资源的需要,也是缓解农村饲料、肥料、燃料和工业原料的紧张状况、促进农业可持续发展的要求。1 秸秆还田技术

利用多种形式的秸秆还田(表1),不仅可增加土壤有机质和速效养分含量,培肥地力,缓解氮、磷、钾肥比例失调的矛盾;调节土壤物理性能,改造中低产田;形成土壤有机质覆盖,抗旱保墒;还可以增加作物产量,优化农田生态环境。2 秸秆利用现状及存在的问题

近年我国粮食产区田间焚烧秸秆,污染环境,威胁飞机起降,影响车辆行驶,已成为一大社会问题。为此国家有关部门做了大量的工作,加大研究各种秸秆综合利用技术[5],建设各种秸秆利用示范工程,并采取禁烧秸秆管理措施,加大执法力度,虽取得一些成效,但目前焚烧秸秆行为仍很严重。目前存在的秸秆问题一是废弃量逐年增加,据2000年统计资料表明全国年产农作物秸秆量为6.48亿吨,其中以玉米、小麦和稻谷秸秆为主,占总秸秆产量的80%。每年秸秆用于造肥、机械还田和用作饲料、工业原料及种植基料等总消耗量为2.96亿吨,占总秸秆产量的45.7%,其余54.3%(3.52亿吨)用于燃料或被废弃,且其中用于燃料的秸秆量将逐年减少,而废弃量逐年增加。二是区域不均衡,秸秆年产量最多为华东地区(1.85亿吨),其次为华南地区(1.47亿吨)、东北地区(1亿吨)、华北地区(0.91亿吨)、西南地区(0.79亿吨)、西北地区(0.46亿吨);而山东、河南、四川、河北、黑龙江、江苏、吉林、安徽、湖北和湖南省10省秸秆产生量最多,其中河南、河北和山东省焚烧秸秆污染问题最突出。三是时间不均衡,焚烧秸秆发生在收获期与下次播种期之间,时间短,处理量大,有的地方必须在几天内“处理”掉秸秆,满山遍野秸秆只有付之一炬。四是焚烧秸秆地区经济较发达,农民生活水平较高,宁肯买液化气也不愿用秸秆做燃料,而城乡结合部和农村规划小区秸秆废弃问题尤为严重。

就其物质属性而言,秸秆利用可归纳为燃料、饲料、肥料、基料和原材料“五料”。一是秸秆用作畜牧优质饲料。机械设备可以归纳为颗粒机，秸秆颗粒机，秸秆压块机，饲料颗粒机，秸秆粉碎机等随着我国肉、奶制品生产量的增加,对秸秆消耗量也在不断增加,目前秸秆消耗量占总秸秆量的27%左右。二是秸秆用作基料。目前主要用于食用菌栽培和无土栽培,也有用于养殖蚯蚓等,其秸秆消耗量很少。三是秸秆用作原料。主要用于造纸,少量用于制帘栅、餐盒、包装板、隔音板、保温材料、人造炭和糠醛原料等,总消耗量占秸秆总量的3%左右。四是秸秆用作肥料。过去主要是与禽畜粪便一同发酵为有机肥。广泛利用化肥后,这种传统沤肥逐渐减少。近年来秸秆大量过剩的地区实行秸秆机械化还田(粉碎撒于田间),其秸秆消耗量占总秸秆量的15%左右。而秸秆还田技术中最理想的是“秸秆消化”技术,即植物秸秆返回土壤中,在微生物作用下又生成水、一氧化碳、矿物质形成良性循环。但秸秆还田也有很大局限性,我国人多地少,耕地不能实行轮作休耕制,连续耕种,将未发酵腐烂的干枯秸秆埋于农田中非但起不到肥田作用,反而影响作物出苗率,实际应用中秸秆机械化还田在很多地方已被放弃。五是秸秆用作燃料,目前全国广大农村仍主要用秸秆作燃料。国内频频出现“秸秆焚烧问题”后,有关部门试图采取生物能转化技术以提高燃料质量,进而提高使用秸秆作燃料的积极性。

自“七五”开始国家有关部门加大了这方面的工作力度,相继建立了几百个秸秆气化示范点。其工艺路线有3种。一是空气氧化气化法,即将秸秆在气化炉中不完全燃烧,获得以一氧化碳为主的低热值可燃气,供农民生活用气;二是干馏热解法,即将秸秆在热解炉中进行隔绝空气干馏,获得以CH4,H2为主的中热值可燃气,供农民生活用气,同时获得人造木炭和木焦油等工业产品;三是气化发电法,即将秸秆气化获得可燃气,再通过燃气发电机发电。秸秆气化技术是一种很好的生物质能转化技术[6],为“消化”秸秆的好方法,但目前农村建设供100～200户管道燃气的秸秆气化系统存在很多问题。一是用秸秆制造燃气和用煤制造煤气其技术本质没有区别,某个城市能否建设煤气供应系统不是取决于是否有原料,而是取决于该城市的经济发展和财政收入状况及市民文化物质水平的高低等因素[7],而农村建设人工燃气管道供应系统也未尝不是这些因素所决定的。目前我国农村仍属低水平、不全面的小康型,有些地区尚未达到温饱型,故在相当长的历史时期内居住分散、生活水平较低的农村不可能大面积推广管道化秸秆气化工程,况且目前我国很多中小城市尚未普及管道燃气。经过对许多农村的调查表明,农民保证吃、穿后,随着其收入的提高,希望改善生活条件的顺序依次为房屋、电、自来水、电视、电话、交通工具和燃料,这说明广大农村目前对管道燃气需求尚未达到相当迫切程度。没有农民自身的积极性,仅靠国家补贴在农村建设管道燃气是不可取的,且由于财力有限,国家的补贴也有限,目前所建的秸秆气化供气系统投资都偏低,造成建设质量隐患很多,全国所建设的几百个秸秆气化站完全符合燃气建设技术规范的并不多。有些地方和部门虽为推广秸秆气化而制定了部门标准、地方标准,使其气化系统“合法化”,但降低了上百年总结出来的技术标准,只能是“削足适履”,其隐患不除,事故必将不断出现且不可能保证长期安全运行。二是秸秆气化提高了能源利用率,若用秸秆气化代替直接燃烧秸秆,非但不能“消化”秸秆,反而造成秸秆过剩。1个200户的秸秆气化站每年仅消耗400t秸秆,全国几百个气化站每年消耗几十万吨秸秆,仍有大量过剩秸秆得不到有效的利用,也解决不了“秸秆焚烧问题”。三是近年在秸秆气化方面有关部门推行秸秆氧化气化路线,该路线设备简陋且生产的燃气热值低和杂质多,根本达不到国家民用燃气标准,又多在亏损无经济效益下运行,目前全国共建小气化站700多个,投入资金3亿多元,但大部分都已停产或报废。目前秸秆利用仍未跳出“农业问题”的误区,采取小农意识的做法是解决不了秸秆过剩、焚烧秸秆污染环境的社会问题。秸秆综合利用技术 3.1 秸秆饲料技术

秸秆中含量较高的粗纤维(约占秸秆干物质的20%～50%[8]),限制了瘤胃中的微生物和消化酶对细胞壁内溶物的消化作用,导致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。在实践中,秸秆饲料的加工调制方法一般可分为物理处理、化学处理和生物处理3种[9]。这些处理方法各有其优缺点。切段、粉碎、膨化、蒸煮、压块等物理方法虽简单易行,容易推广,但一般情况不能增加饲料的营养价值。化学处理法可以提高秸秆的采食量和体外消化率,但也容易造成化学物质的过量,且使用范围狭窄、推广费用较高。生物处理法可以提高秸秆的营养价值,但要求技术较高,处理不好,容易造成腐烂变质。3.2 秸秆能源化技术

秸秆的能源密度为13～15mgkg,作为主要生活燃料,其能源化用量占农村生活用能的30%～35%。现行主要的秸秆能源化利用技术有秸秆直燃供热技术、秸秆气化集中供气技术、秸秆发酵制沼技术、秸秆压块成型及炭化技术等。3.2.1 秸秆直燃供热技术

作为传统的能量转换方式,直接燃烧具有经济方便、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。目前,英国、荷兰、丹麦等国家已采用大型秸秆锅炉用于供暖、发电或热电联产[10]。我国秸秆直燃供热技术起步较晚,适合我国农村特点的、运行费用低于燃煤锅炉的小型秸秆直燃锅炉的研究正加紧进行。

3.2.2 秸秆气化集中供气技术

秸秆气化是高品位利用秸秆资源的一种生物能转化方式。经适当粉碎后,秸秆在气化装置内不完全燃烧即可获得理论热值为5724kJm3气,其典型成分为:CO20%,H215%,CH42%,CO212%,O21.5%,N24915%。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[11]。秸秆气化集中输供系统通常由秸秆原料处理装置、气化机组、燃气输配系统、燃气管网和用户燃气系统等五部分组成,供气半径一般在1km之内,可供百余户农民用气。目前全国已有380余处秸秆气化集中供气示范点,仅山东就有170余处。秸秆气化经济方便、干净卫生,在小康村镇建设中广受欢迎。但大规模推行秸秆制气还需解决气化系统投资偏高,燃气热值偏低,以及燃气中氮气与焦油含量偏高等问题[12]。3.2.3 秸秆发酵制沼技术

秸秆制沼历史悠久,它是多种微生物在厌氧条件下,将秸秆降解成沼气,并副产沼液和沼渣的过程。沼气含有50%～70%的甲烷,是高品位的清洁燃料,它可在稍高于常压的状态下,通过PVC管道供应农家,用于炊事、照明、果品保鲜等,或加工成动力燃料和甲醇等,做双料发动机燃料。秸秆可直接投入沼气池,也常用做牲畜饲料,转化成粪便进入沼气池。池中秸秆、人畜粪便和水的配比一般为1∶1∶8,在产沼过程中,需定期投入发酵基质及清理沼渣。实践表明:一个3～5口人的家庭,建一口8～10m3的沼气池,年产300～350m3的沼气,可满足一日三餐和晚间的照明用能[13]。因此,秸秆制沼不仅可优化农村能源结构,节约不可再生能源的消耗,还具有良好的经济、环境和生态效益。3.2.4 秸秆压块成型及炭化技术

秸秆的基本组织是纤维素、半纤维素和木质素,它们通常在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”。秸秆成型燃料容重为112～114gcm3,热值为14～18MJkg,具有近似中质烟煤的燃烧性能,且含硫量低,灰分小。其优点有:(1)制作工艺简单,可加工成多种形状规格,体积小,贮运方便;(2)品位较高,利用率可提高到40%左右;(3)使用方便,干净卫生,燃烧时污染极小;(4)除民用和烧锅炉外,还可用于热解气化产煤气、生产活性炭和各类“成型”炭。3.3 秸秆的工业应用

3.3.1 生产可降解的包装材料

用麦秸、稻草、玉米秸、苇秆、棉花秆等生产出的可降解型包装材料,如瓦楞纸芯、保鲜膜、一次性餐具、果蔬内包装衬垫等,具有安全卫生、体小质轻、无毒、无臭、通气性好等特点,同时又有一定的柔韧性和强度,制造成本与发泡塑料相当,而大大低于纸制品和木制品。在自然环境中,一个月左右即可全部降解成有机肥。

3.3.2 用作建筑装饰材料

将粉碎后的秸秆按一定比例加入粘合剂、阻燃剂和其他配料,进行机械搅拌、挤压成型、恒温固化,可制得高质量的轻质建材,如秸秆轻体板、轻型墙体隔板、粘土砖、蜂窝芯复合轻质板等,这些材料成本低、重量轻、美观大方,且生产过程中无污染,因此广受用户欢迎。目前,秸秆在建材领域内的应用已相当广泛,秸秆消耗量大、产品附加值高,又能节约木材,很有发展前景。按胶凝剂分有水泥基、石膏基、氯氧镁基、树脂基等。按制品分有复合板、纤维板、定向板、模压板、空心板等。按用途分为阻燃型、耐水型、防腐型等。3.3.3 生产工业原料

玉米秸、豆荚皮、稻草、麦秸、谷类秕壳等经过加工所制取的淀粉,不仅能制作多种食品与糕点,还能酿醋酿酒、制作饴糖等。如玉米秸含有12%～15%的糖分,其加工饴糖的工艺流程为:原料-蒸料-糖化-过滤-浓缩-冷却-成品。李莉等[14]用稻草、玉米秸代替棉花、棉短绒为原料,制成纤维素,然后经化学改性、提纯等工序制得羧甲基纤维素产品,成本降低了20%。张启峰等[15]将玉米秸秆经过预处理、水解、净化、催化氢化、浓缩和结晶等步骤所制取的木糖醇,其质量可达到食品级标准。刘俊峰等[16]以稻草和麦秆为原料,用复合添加法制取了糠醛,出醛率达理论出醛率的70%～80%,废渣全部变为中性复合肥料。秸秆酸、碱水解发酵制酒精的工艺条件苛刻,对设备有腐蚀,运行成本高,而秸秆酶解发酵酒精选择性强,且较化学水解条件温和,目前国内外的研究已有一定进展[17]。3.3.4 秸秆用于编织业

秸秆用于编织业最常见、用途最广的就是稻草编织草帘、草苫、草席、草垫、草编制品等。如草帘、草苫等可用于蔬菜工程的温室大棚中;草席、草垫既可保温防冻,又具有吸汗防湿的功效;而品种花色繁多的草编制品,如草帽、草提蓝、草毡、壁挂及其它多种工艺品和装饰品,由于工艺精巧,透气保暖性好,装饰性佳,深受国内外消费者的喜爱,因而已经成为一条效益很好的创汇渠道。4 结论和建议

农作物秸秆堆肥发酵技术 篇3

1.选择田边地角取水方便处，人工挖低并做田埂，田埂要求与田岸一样平（能够保水）。水稻秸秆一般每亩堆1堆（大麦、小麦两亩堆1堆），一堆秸秆量约500公斤，占地6～7平方米。

2.秸秆分层叠堆，每层高40厘米，浇足水分（用沼液更好），使秸秆含水量为60%～70%，撒施催腐菌剂；每堆可叠4～5层，约一人高，呈圆桶状堆，需催腐菌剂12.5公斤。堆的顶部做成凹形，便于集中雨水。秸秆建堆结束后用薄膜覆盖（凹处打孔），以利保湿保温，过干可从堆顶浇水。

3.一般堆置3～5天开始发酵，1个月后堆体进入高温发酵期，一般堆置2～3个月能基本腐熟（在堆体进入高温时翻堆1次，外层秸秆翻入中间并补足水分，以利于秸秆发酵腐熟均匀），到下一茬作物播种时，充分腐熟的秸秆做有机肥可还田利用，可适量减少化肥施入量。

二、注意事项

1.堆肥时间：堆肥发酵效果与秸秆混合物的碳氮比、湿度、温度等直接相关，夏季堆肥时间一般为两个月，冬季3个月以上。

2.用足菌剂：每亩500公斤秸秆量，施足催腐菌剂12.5公斤，比例为40∶1，以保证发酵充分。

3.湿度：秸秆堆制要浇足水分，湿度过低会停止发酵，影响效果。

4.温度：建堆结束一定要用薄膜覆盖，这样可保温又保湿，堆肥温度最好长期保持在50℃以上，既有利于微生物发酵又能杀灭病原体。

农作物秸秆处理项目化运作探讨 篇4

关键词：农作物,秸秆处理,转化,项目化,系统性,资金概算

随着美丽乡村, 新农村建设, 生态文明建设的不断推进, 农村农民生活的不断改善, 农作物秸秆作为主要的生活燃料使用已成为历史。近年来, 大量的农作物秸秆被农民直接在田间焚烧。一到收获季节, 农村到处是烟雾缭绕, 直接影响城市空气。特别是在公路、铁路沿线, 燃烧的烟雾笼罩着路面, 不仅影响了汽车、火车的正常行驶, 而且还因此造成交通事故, 危害极大。各地政府部门对此采取了一些措施, 加以引导和阻止, 收到了不错的效果, 但秸秆的焚烧现象依然存在。究其原因, 主要是秸秆散落在田间对下季作物的播种有影响, 农民焚烧图方便。政府禁止燃烧秸秆主要是从“堵”的方面做文章, 如果只“堵”而不加以有效疏导, 时间一长, 人们就会对“堵”的做法产生对立情绪, 秸秆燃烧就会死灰复燃[1,2]。本文试着从疏导方面即“农作物秸秆处理系统项目化”的可操作性方面作一些探讨, 希望以此引起相关部门的重视, 并做深入研究。

1 秸秆转化系统性

秸秆的转化要改变目前简单、零散、无序状态, 把“收获、储存、加工到应用”建成产业链条, 让农民从中得到实惠, 这样农民才有把秸秆从农田拉出来的积极性, 从而在根本上解决秸秆的焚烧问题。

1.1 收获

机械化收获是现在农村收获农作物的主要方式, 大宗农作物收获的机械化率几乎达到了100%。现在有些地方要求机械收获时将秸秆碎化还田, 但碎化的秸秆还是有10 cm左右大小, 在大田会影响下季作物的种子播种, 甚至影响作物的出苗, 有些农民仍然将碎化的秸秆焚烧。如果收获机械都带有秸秆打包设备, 在收获的同时将秸秆打包留在大田, 便于农民搬运出来, 就能有效地解决这一问题。

1.2 收集

秸秆的收集就是在村级行政区建一场地, 将打包好的农作物秸秆集中堆放, 并按各农户的要求 (粗粉碎、细粉碎、换肥料、变卖) 登记。

1.3 加工处理

收集的秸秆根据农民的要求进行加工。村级负责简易加工, 镇级负责有机肥料的加工及秸秆资金的组织。其中需要细粉碎、粗粉碎作饲料的, 就地在村级加工, 并免收加工费;需要换成有机肥料的, 按150 kg秸秆换1 袋有机肥的标准折算, 肥料来源为镇级相关部门;需要变卖的, 按秸秆0.2元/kg结算。秸秆加工费用及收购费由镇级相关部门组织。

1.4 还田

秸秆以有机肥或腐熟的牲畜、家禽的粪便等方式还田, 深耕深埋, 一方面能很好地改良、培肥土壤, 供农作物需要, 另一方面也能减少肥料的流失, 同时保护农村环境。

2 秸秆转化项目化

把粮食补贴、农机补贴等农业惠农补贴政策和秸秆还田有机地结合起来, 取消粮食补贴等补贴的直补方式, 把粮补等补贴变为秸秆的处理费用。

2.1 秸秆加工及兑换方式

一是秸秆细粉碎, 用细粉碎机械加工。二是秸秆粗粉碎, 用粗粉碎机械加工。三是秸秆换有机肥, 每150 kg秸秆兑换1 袋有机肥。四是秸秆出售, 按秸秆价格0.2 元/kg收购。

2.2 秸秆收集、加工费用核算

一是秸秆细加工费, 按加工秸秆60 元/t计费。二是秸秆粗加工费, 按加工秸秆60 元/t计费。三是秸秆加工有机肥, 按每袋有机肥 (40 kg) 60 元计费。四是秸秆收集打包费, 2 季750 元/hm2。

2.3 粮食等补贴兑现方式与秸秆回收

改变以前粮补等补贴方式, 把补钱变免费加工、兑换有机肥、秸秆有偿收购形式, 让农民得到更大的实惠。一是秸秆统一回收堆储, 登记在册。以后根据农户需要再下账。二是秸秆加工实惠大于粮补等补贴。秸秆经过细加工, 可以作为鸡、鸭、鹅、猪、兔等的饲料;秸秆粗加工, 可以作为牛、羊等的饲料。农民在此加工, 既免除了加工费, 又得到了免费的饲料, 饲养的牲畜还可以增加收入, 可谓一举多得[3,4]。免除的加工费、秸秆收集打包费, 大约1 650 元/hm2, 实惠大于以前的粮补等补贴。三是秸秆兑换有机肥实惠大于粮补等补贴。1 hm2地的秸秆产量 (2 季) 大约为15 t, 可以兑换5~6袋有机肥, 每袋有机肥按60 元计, 农民可得300 元左右实惠。四是秸秆变卖得实惠。1 hm2地的秸秆出售可以获利2 250~3 000 元。

2.4 村级秸秆堆储区建设

一是村级秸秆堆储区地址选择。选择村级行政区比较中心、交通便利的地点设立[5]。二是村级秸秆堆储区面积用地1 hm2。 按1 hm2地每季7 500 kg秸秆计算, 可以打成50 kg重的草包150 个。按1 个村级单位200 hm2耕地计算, 大约是每季存3 万个包, 需占地0.67 hm2, 加工区0.37 hm2。三是村级秸秆加工设备。需2 台细加工机械、2 台粗加工机械, 日均加工秸秆量为7 500 kg左右。四是村级秸秆加工厂人员需6 人左右。

2.5 镇级有机肥厂建设

在镇一级建设1 座有机肥加工厂, 采用圆盘式加工方式, 加工设备比较廉价, 成本低, 比较受农民欢迎。有机肥加工厂选址:在镇比较中心, 人员居住比较少, 交通方便地方选址。有机肥加工厂面积:加工厂需占用土地面积一般为2~3 hm2, 视各地具体情况确定。有机肥加工设备。采用圆盘式加工设备, 一个镇级单位, 建2 台套生产线, 日生产有机肥40~50 t, 可消化秸秆40 t左右, 可基本满足一个镇的秸秆加工需要。

3 秸秆转化项目化运作资金概算 (镇级+村级)

秸秆的转化项目化运作资金概算, 要根据不同的地方、不同的种植模式和不同的加工方式来进行项目的可行性研究, 本文不作叙述。

4 结语

将秸秆系统转化, 实现项目化运, 既能补充农民养殖的饲料, 又能给农民提供改良土壤、培肥土壤的有机肥, 让农民得到更大的实惠, 从根本上解决秸秆的焚烧问题。

参考文献

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[4]黄武, 黄宏伟, 朱文家.农户秸秆处理行为的实证分析:以江苏省为例[J].中国农村观察, 2012 (4) :37-43.

农作物秸秆的青贮技术 篇5

青贮是利用微生物的发酵作用, 长期保存青绿多汁饲料的营养特征, 扩大饲料来源的一种简单、可靠而经济使用的方法。青贮的好处:一是青贮能减少养分流失, 提高饲草利用率;二是能防止霉变, 可以长期保存, 常年喂青;三是能改善饲草的适口性, 提高消化率;四是青贮饲料占用空间小, 且省工省时;五是可以通过青贮有效地利用秸秆资源, 减少环境污染。

2 青贮的方法

青贮的方法很多, 但以建池青贮较为理想, 其原因是密封好, 不易造成霉变。贮量的多少, 池子的大小可以自行选择。

2.1 挖窖建池

选择土质坚硬, 干燥向阳, 地势较高且平坦的场地建池。如果长期利用可用砖、水泥砌面, 如果临时使用, 可在池内垫一层塑料薄膜。青贮池一般长宽比例为2∶1为宜。如果池子为长方形, 四角要挖成半圆形, 以利于青贮料均匀下沉, 池壁要有一定斜度。池子的大小可根据养畜数量和贮料的多少而定。一般来说, 饲养一头牛大约需要5 t的青贮饲料, 1 m3的青贮池可贮存青贮料500 kg, 也就说, 建一个约10㎡的池子, 就可以供应一头牛的常年饲喂。

2.2 铡草装料

将要青贮的饲料用铡草机切成2 cm以下的短节, 一般不超过1 cm, 越碎越容易压实。装入备好的青贮池内, 边装料边踩压, 层层压实, 压的越实越好, 其作用是排出空气, 为青贮窖创造厌氧乳酸菌发酵的条件。青贮料的含水量为65%~70%。测定含水量可用手挤压, 如果水从手指缝间滴出, 其水分在75%~85%;松手仍呈球状, 手无湿印, 其水分为68%~75%;松手后球状慢慢膨胀, 其水分为60%~70%, 比较适合青贮。水分过低, 可加入青草或与鲜嫩新割的原料混合装填;水分过高, 可加入干草、秸秆等, 或稍加晾晒以降低水分含量。

2.3 封严盖实

当池内青贮料装满并充分压实后, 应立即用塑料薄膜将口盖严, 上面覆盖一层秸秆或湿土, 待饲料下沉稳定后, 再加土或其他覆盖物, 以高出地面。

2.4 开封使用

谈农作物秸秆利用技术 篇6

一、秸秆肥料

秸秆作为肥料是一种广泛应用的技术。可直接还田, 利用联合收割机械将秸秆粉碎, 然后进行翻耕掩埋;还可以在农作物生长期, 在植株之间覆盖秸秆, 可以保温和增肥;把秸秆粉碎和动物粪便进行混合发酵, 可制成有机肥;另外, 秸秆燃烧后的草木灰是很好的钾肥;还可以把秸秆作为饲料喂养畜禽, 将畜禽的粪便还田, 增加土壤的有机质含量;可以培养地力、改造中低产田、增加产量。

二、秸秆饲料

秸秆是一种优质的畜禽饲料, 富含钾、钙、镁、磷、氮等矿物质, 还有纤维素、蛋白质、灰分、脂肪、木质素等有机成分。在植株蜡熟期种子和果实收获后, 将秸秆粉碎, 装入密封袋或青贮池中, 压缩紧实、排除空气, 密封保存, 这样做可以保存植物中的营养成分;在贮存过程中可以加入微生物菌剂, 使秸秆发酵, 变得酸香适口、质地柔软, 提高适口性、消化率和畜禽采食量;对秸秆进行氨化处理, 用含氮的化学物质处理秸秆, 可以提高粗蛋白质含量, 有利于畜禽吸收;将秸秆晾干粉碎后加入添加剂, 再经过研磨和挤压等工序制成颗粒饲料, 便于储存、运输及销售。

三、秸秆燃料

秸秆的热值很高, 约合标准煤的1/2。利用秸秆气化技术可生产新型气体燃料, 把农村周边的秸秆收集起来就可以解决当地居民的燃气使用, 是一种理想的生活燃气, 解决了农村生活用气, 同时缓解农村化境污染;秸秆气化技术还可以用来发电, 就地解决广大农村的用电问题, 缓解能源紧张加快农村发展;秸秆还可以用于制煤, 秸秆煤产品与普通燃煤相比易燃、无异味、燃烧充分、发热量高, 秸秆制煤成本低、原料充足、工艺简单、安全无污染;秸秆煤炭可代替木材、原煤、液化气等, 广泛应用于生活炉灶、取暖炉、热水锅炉、工业锅炉等, 适用于采暖、供热、宾馆、饭店、洗浴等行业, 并且远远低于原煤的成本和市场价格。秸秆制煤利润空间巨大, 可增加农民收入拉动农村经济。

四、秸秆原料

秸秆可用做造纸原料, 减少对森林资源的开采。用秸秆造纸成本低、清洁、原料广泛发展潜力巨大;秸秆用作建筑装饰材料, 这样的材料重量轻、成本低、造型美观、对室内环境无污染绿色环保, 如生产墙体隔板、轻体板、蜂窝芯复合轻质板等, 这种材料在建筑装修领域应用相当广泛, 有很大的发展前景;秸秆用于生产筷子、快餐盒、一次性餐具等, 这种材料可降解, 对环境无污染;还可制造包装缓冲衬垫等材料;秸秆中可提取酒精、木糖醇、淀粉等工业原料;秸秆应用于编制行业, 可生产草垫、草席、草帽、草帘等工艺品和生活用品, 生产的草帘、草苫等, 广泛用于蔬菜温室大棚、建筑、路桥等行业;将秸秆粉碎加入营养剂制成培养基, 用于生产食用菌, 如黑木耳、白灵菇、香菇等, 增加农民收入。

各地方应因地制宜根据本地秸秆分布情况和有利条件以及市场供求等因素, 选择适合当地发展的秸秆应用技术, 整体布局合理规划, 深度开发综合利用, 增加秸秆利用的附加值, 形成秸秆—培养基菌肥—食用菌种植、秸秆—饲料—养殖、秸秆—煤炭、燃气—供暖、发电等产业链, 改善当地居民生活, 促进地区经济发展。

农作物秸秆重组方材制备技术研究 篇7

方材是将大径级原木经纵向锯割,横截面呈正方形或矩形(截面宽度不足厚度3倍)的木材。我国是一个森林资源贫乏的国家,自从20世纪末实施天然林保护工程以来,国内原木产量持续递减,木材供应短缺问题非常突出,用天然大径级木材加工的锯材、方材严重缺乏。然而建筑、装饰装修及家具等行业又以消耗优质锯、方材为主,因此探索方材新的来源形式就显得尤为迫切。

我国是农业大国,秸秆资源非常丰富,每年所产的麦秸、玉米秆、棉秆、豆秆、油菜秆等粮食和经济作物秸秆总量达7亿t以上[1]。农作物秸秆是一种可再生资源,主要成分与部分阔叶材相似,利用秸秆代替木材生产人造板材料对于节约木材资源、提高秸秆利用效益具有积极作用。相比秸秆资源燃烧,秸秆材料化应用是一个固碳过程,对于减少温室效应、保护生态环境也具有重要意义。目前,国内外已经开发出麦秸定向刨花板、中密度稻草板以及软质秸秆板等秸秆板材[2]。秸秆重组材的研究也主要集中在秸秆重组板材的制造工艺、材料性能及设备研发方面[3],对于农作物秸秆重组方材还未见相关的研究报道。

秸秆重组方材是借鉴重组板材的原料处理方式,在热压成型时,改变过去板坯上下加压,创新提出上下、前后四面加热加压,从而制备出人造方材。本文主要结合笔者近期对秸秆重组方材的研究成果,分析农作物秸秆重组方材的制造工艺流程、关键技术和面临的主要问题,为开发高强度和高附加值的秸秆重组方材提供理论依据。

1 农作物秸秆重组方材制备工艺

农作物秸秆重组方材是一种新型的人造材料,为了不破坏纤维强度,秸秆原料没有被加工成传统的纤维或刨花,而是经过梳解加工成连片状、交错相连的网状秸秆束单元,通过高温快速干燥,添加胶粘剂后,将网状单元铺装成板坯,再经上下和左右四面同时热压后形成人造方材,改变秸秆只能压制板材的历史。秸秆重组方材是最接近实木的人造材料,其制备的工艺流程如图1所示。实验室压制出的棉秆重组方材如图2所示。

2 农作物秸秆重组方材制备关键技术

2.1 梳解技术

秸秆梳解加工是秸秆重组方材不同于板材的一种原料处理方式,其目的是将秸秆加工成连片状并交错相连的网状单元,梳解加工既保持了原料顺纤维方向强度,又排除了原料的各种缺陷,整个工艺过程相对简单。目前,笔者已在实验室自制出秸秆梳解机。秸秆由输送装置进入第1对压辊,压辊先对秸秆施加适当径向压力,使其径向裂开,初步分离成较大块且相互粘连但不完全分离的松散结构体;然后,进入第2对梳齿辊,梳齿对初步分离的松散结构体再进行纵向梳解,梳齿运动方向基本与秸秆方向一致,梳齿切入时水平分速度大于进给速度,使秸秆粗体再细分进入最后一对梳齿辊,其间距比前一对梳辊的小,梳解出的秸秆束随之变细,秸秆梳解机具体的设计和工作原理见作者发表的文献[4]。梳解出棉秆网状单元束如图3所示。

从田间收获的新鲜农作物秸秆可直接梳解,若存放一段时间,秸秆会失去水分。当含水率在40%以下梳解时,秸秆容易断裂,不会形成连片状、交错相连的网状秸秆束单元,也无法制造出强度较高的秸秆重组方材。干燥的秸秆梳解时需要增加原料软化处理工序以提高含水率。热水蒸煮是比较理想的处理方式,不仅能快速提高原料含水率,还可提取出原料中不利于胶合的抽提物[5]。秸秆梳解的越好,秸秆束分布越均匀,不会出现过粗或过细的网状单元,压制出的秸秆重组方材断面密度分布均匀,性能优良。

2.2 干燥技术

网状秸秆束单元含水率过高对秸秆束施胶和热压都有不利的影响,四面热压时还需要消耗更多的热量来蒸发水分,如果操作不合理,会产生较大蒸气压力导致方材开裂。因此,必需通过干燥降低秸秆束的含水率,秸秆束单元可用网带式干燥机或烘箱高温快速干燥,而且不易产生变形或卷曲等缺陷,干燥过程中一定要抽样记录秸秆束含水率的变化,终含水率控制在6%~8%较为合适。由于秸秆束粗细不均匀,快速干燥易导致秸秆束水分分布不均,压制方材时易产生裂纹,因此干燥后的秸秆束应密封保存7d以上,使秸秆束含水率分布均匀后再用于压制重组方材。

2.3 施胶技术

秸秆原料制备重组方材必须添加胶粘剂,胶粘剂的选择要根据秸秆特性、方材性能要求及胶粘剂成本来决定。棉秆、烟秆、豆秆及葵花秆等木质化程度较高的秸秆,可采用脲醛树脂胶或酚醛树脂胶,如要获得更好的强度、防水及绿色环保性能,需要选用反应型胶粘剂(如异氰酸酯胶)。

网状秸秆束单元既可通过手工或机械涂刷,将胶液涂布在网状秸秆束上,又可将胶液通过高压雾化后喷洒在秸秆束表面,还可将网状秸秆束单元浸渍在稀释后的胶粘剂中施胶。浸渍施胶后秸秆含水率增大,需要在40~50℃温度下进行二次干燥。由于网状秸秆束表面积较大,一定要保证施胶的均匀性,否则会影响到重组方材的性能,施胶后应充分搅拌秸秆束,使秸秆束充分的摩擦,加强胶液在秸秆束之间的传递,施胶量一般控制在5%~12%。

2.4 四面热压技术

热压成型是农作物秸秆重组方材制备的关键工序,秸秆重组方材热压需要上下前后4个压板,因此热压过程中,如何协调、控制上下压板和前后压板之间的运动,保证压板能够加压到预设压力,保证坯料通过四面加压达到预设的截面尺寸,是秸秆重组方材成型的关键。

图4是笔者将普通试验热压机改造成四面热压机的结构图。在原有上下两面热压机的基础上,增加了前后两面压板及控制系统。热压成型时,施过胶的秸秆束坯料被置于4个压板间的下压板上,利用压机原有油路系统控制上下两个热压板,上下压板先将坯料预压到一定程度;然后,利用增加的油路控制系统驱动前后两个压板将坯料压缩到设计宽度;最后,上下两压板再次将坯料压缩到设计厚度,经过一段时间的四面热压,就可制得所需的秸秆重组方材。前后压板的高度确定了上下压板的到位尺寸,而前后压板的压缩尺寸可调,这样可生产出不同规格的农作物秸秆重组方材。

2.5 后期处理技术

秸秆重组方材从热压机出来之后,由于受环境温度变化、剖面密度不对称、方材内部含水率不均匀以及内部应力不平衡等因素的影响,秸秆重组方材会发生扭曲,甚至开裂。因此,压制出的秸秆重组方材需要进行后期处理,可以通过热堆放、调湿处理及加强密封保存等措施防止秸秆重组方材的变形。

3 农作物秸秆重组方材制造中面临主要问题

3.1 原料问题

与其它秸秆人造板生产一样,农作物秸秆重组方材的制备也面临着原料的收集、运输和贮存问题。秸秆原料轻,收集时段集中,需要占用较大贮存面积,还要保证原料垛通风防雨,避免腐朽和霉变,防止自燃现象发生。原料成本加大会使重组方材的制备成本增加,产品的市场竞争力必然会降低。因此,秸秆原料的收集、贮存及其质量保证是影响秸秆重组方材制备的一个关键问题,需要探索有效的秸秆田间处理、收集、运输及贮存系统模式,以市场需求为引导,企业为龙头,建立自收自用、分散收储、集约化收储等多种模式并存和互补的秸秆收集贮运管理体系[6,7,8,9,10]。

3.2 秸秆特性对制造工艺影响问题

农作物秸秆的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素。但灰分和抽提物含量较高,灰分的主要成分是二氧化硅,其含量高对胶粘剂的结合力有影响;抽提物在热压过程中分解产生淀粉胶,四面热压时容易粘板;枝叶中纤维细胞含量较少,秸秆皮在喷胶和铺装时容易结团,皮和秸秆束之间很难胶合,最终会影响方材的性能;髓心是轻而软似海绵状的多孔物质,吸水性较强,因此枝、叶、皮和髓心在原料制备时最好能除去;秸秆中的糖类和蛋白质含量较高,导致秸秆重组方材的防水性和防霉性较差,在拌胶时需加入合适的防水、阻燃、防霉及其他添加剂,以改善秸秆重组方材的性能[11]。

多数秸秆表面含有不利于胶合的蜡状物质,给传统氨基类树脂(如脲醛、酚醛和三聚氰胺)的润湿及胶合固化带来了很大的困难,需要通过物理、化学、机械及生物等方法处理秸秆表面,改善表面活性,提高胶合性能[2]。此外,秸秆导热系数比木材小,传热速度较慢,在相同条件下的板坯热压时间会延长[12]。

3.3 板坯铺装均匀性问题

由于秸秆粗细不均,梳解后的秸秆束纵向碾开,横向又相互藕断丝连,截面大小不一,形状尺寸离散度太大,网状秸秆束单元的尺寸远比刨花大,也没有刨花那样整齐,机械和气动不能铺装出均匀性的板坯,方材定向铺装需要人工干预实现,手工铺装功效低,工作环境差,易产生胶料污染。

今后秸秆重组方材的定向铺装恐怕只能用机械手铺装才能完成,秸秆束小规格尺寸化可能是解决铺装问题的另一个思路。

3.4 热压成型问题

秸秆重组方材热压时,坯料四面均受压,水蒸气逸出受限只能从两端出去,这容易导致方材内部含水率不均匀,产生应力不平衡。由于秸秆传热速度慢,方材外表面和热压板接触有限,导致方材芯层温度升高较慢,芯层达到胶粘剂固化温度需要较长时间,实验中压制的脲醛胶棉秆重组方材热压时间长达40min,比生产普通秸秆板材的热压时间长得多。由于传热速度慢,热压时间长,方材表面因有较厚的预固化层而发脆,甚至出现表面碳化现象,只能通过较大的砂光量消除表面缺陷,势必造成产能降低和单位能耗增加。今后,开发新型方材热压机需要采用高效热压方式(如微波加热、高频加热及喷蒸热压等)。

3.5 表面性状问题

秸秆重组方材表面不细腻,不能模仿出实木纹理。秸秆束之间存在不平行,有些倾斜角度很大,个别秸秆束几乎垂直于板面主纹理,更是破坏了秸秆方材纹理的美感。铺装不均匀使得砂光后的秸秆方材表面出现凹坑和倒刺,影响板面的平整度和粗糙度。因此,要提高秸秆重组方材表面质量,需要进行二次贴面处理。

4 结语

秸秆重组方材是最接近实木的人造材料,利用秸秆生产重组方材,不仅可以减少秸秆燃烧对环境造成的污染,还能增加农村社会就业,促进农民增收致富。利用秸秆重组方材开发具有不同使用功能产品,对于转变秸秆材料应用思路、拓展应用领域和提高利用效益等都具有重要的意义,为高效利用秸秆资源提供一条新途径,真正实现农作物秸秆由废弃物和污染物转变为木材替代资源。

秸秆重组方材的研究还处在初始阶段,今后还需在适宜制造重组方材的秸秆原料筛选、连续铺装机和热压机等关键设备的开发,对秸秆重组方材制备技术体系、秸秆重组方材性能优化及机械加工性能等方面进行深入研究,为早日实现秸秆重组方材的工业化生产提供技术支持。

参考文献

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农作物秸秆饲草化技术效益分析 篇8

1.1 农作物秸秆利用概况

我国每年可作饲料的作物秸秆产量高达6亿t, 其中玉米秸秆的面积、产量最大, 利用潜力也最大。随着农业生产方式的不断进步, 农业生产水平的逐步提高和思想观念的转变, 秸秆很少再用于烧饭。用作饲料 (青贮、氨化或直接饲喂) 的秸秆数量不到5%, 利用秸秆还田、副业加工的也少于5%。由于加工利用力度不够, 特别是适合于秸秆饲料远途运输, 促进秸秆饲料商品化流通的措施更少, 因而造成大量秸秆被焚烧或风化、霉烂, 不但浪费了大量资源, 而且还污染了环境, 影响了交通, 成了社会一大公害。

玉米秸秆机械还田, 虽说进度快, 可以增加土壤的有机质, 但也存在一定弊端。秸秆还田既不好平整土地, 也易造成土壤不透气死苗, 浇地渗水量大, 同时也易产生病虫害。长期秸秆机械还田还会造成土地养分失调, 需按碳氮比1∶25调解碳氮比例, 需要增施尿素375 kg hm2左右, 或增施碳氨975 kg/hm2左右。秸秆机械还田只是当前玉米秸秆综合利用的初级手段和权宜之计。

随着养殖业的发展, 玉米秸秆被大量的饲喂牛羊, 但因加工、贮存方法和手段极其落后, 绝大多数农户延用整秆饲喂的传统方式, 大量的玉米秸秆通过牛羊踩踏后放弃, 环境污染严重, 资源浪费大。部分养殖大户是通过普通铡草机粗加工后饲喂牛羊, 由于普通的铡草机对玉米秸秆的蜡质层、坚硬的皮和结没有完全破坏, 牛羊采食后消化吸收相当有限, 营养损失很大。玉米秸秆的贮存多是在房前院后、田间露天路旁堆放, 时间长达4～8个月。风吹、雨淋、日晒以及灰尘洒落, 导致玉米秸秆资源的严重浪费。据有关部门测算, 其营养成分损失高达50%, 且发霉变质, 绝大多数达不到饲喂标准, 牛羊采食率和消化吸收率低。

1.2 秸秆饲草化技术是畜牧业发展的必然选择

由于我国天然草场的严重退化和各种自然灾害的侵袭, 造成饲草严重短缺, 使草食类家畜的生产受到较大威胁。为了改善生态环境、再造秀美山川, 我国提出了“禁牧”、“轮牧”、“退耕还林还草”及“圈养”等政策, 进一步加大了对饲草的需求。充分利用秸秆饲料可以弥补饲草的短缺, 促进畜牧业发展。

纵观世界饲料工业的发展趋势, 秸秆等粗饲料的加工利用在饲料工业中占有越来越重要的地位。我国秸秆资源十分丰富, 据统计, 全国年产各类农作物秸秆达6亿t, 占全世界秸秆总产量的20%～30%, 其数量相当于北方草原产草量的50多倍。目前, 国内农作物秸秆用于饲料部分还很少, 在我国仅有6%～8%的肉食由草转化而来, 而美国约占73%, 澳大利亚约占90%的肉食由草转化而来。由此可见, 我国的秸秆资源还是大有利用潜能。

近年来, 人民生活水平不断提高, 对肉、蛋及奶的需求迅猛增加, 带来了畜牧业的大发展。而我国人口不断增加和耕地减少, 天然草场出现严重退化, 人畜争粮矛盾日益严重, 秸秆的有效利用是农业发展的重大任务。

我国畜牧业发展面临的现状表明, 适应我国国情和国家的大政方针, 充分利用农作物秸秆, 走秸秆饲草产业化之路是发展畜牧业的必然选择。

2 秸秆饲草化机械化技术介绍

目前, 我国秸秆饲草化技术的主要研究方向是玉米秸秆的综合利用。

2.1 玉米秸秆袋装微贮技术

利用秸秆揉丝机既可作秸秆青贮, 也可作秸秆黄贮。玉米秸秆微贮青贮就是将青玉米秸秆拉丝、揉搓后加入活性菌, 用打捆机打捆, 并进行密封包装, 袋内饲草在厌氧和酸性环境中得以长期保存;黄贮就是将收获后的玉米秆压扁并切成细丝, 经短时间干燥后机械打捆, 成为饲草和植物纤维工业原料直接进入流通市场, 玉米秸秆进行切丝后揉搓, 破坏其表皮结构, 大大增加水分蒸发面积, 使秸秆3～5个月的干燥期缩短到1～3天, 并且不破坏其纤维强度, 保持了秸秆的营养成分。据介绍, 干贮草营养物质保持较好, 以玉米秸秆为例, 干贮草粗蛋白为7.16%, 保存率达到91.48%, 无氮浸出物为63%。秸秆挤丝机可一次完成青玉米秸秆的压扁、纵切、揉搓和粉碎等复杂工序, 直接加工出可被牛羊采食的丝状饲草。玉米秸秆揉丝袋装微贮技术生产工序如下。

(1) 准备工作。按要求系好的尼龙绳、捆扎内外袋的短尼龙绳、0.6 mm以上的黑色聚乙烯塑料薄膜袋、普通编织袋、水 (以地下井水为最好, 自来水最好曝晒1天以上) 、红糖或糖蜜、铁丝钩、EM菌液、小推车、三相电源、玉米秸秆揉丝机、电动液压打包机和青玉米秸秆若干。

(2) 挤丝揉搓。改传统的横切为纵切, 专家称为秸秆加工90度的革命。使用玉米秸秆揉丝机将玉米秸秆加工成青绿秸秆草丝。

(3) 配制生产1 000 kg玉米秸秆所用菌液。取EM菌液2 kg, 加糖蜜或红糖2 kg, 水量根据实际情况添加 (以手攥玉米秸秆草丝时, 指间无水滴下, 松开手看到明显水分为宜) , 常温下充分混合均匀。

(4) 菌液混拌玉米秸秆草丝。将上述制备好的菌液按比例喷洒在加工好的玉米秸秆草丝上, 翻动搅拌均匀。

(5) 压捆包扎。将拌有菌种的玉米秸秆草丝装入电动液压打包机内挤压成型, 然后进行捆扎。装袋密封贮存。打成捆的体积与袋是相匹配的, 可以说是量身定做的。这时先把黑色塑料薄膜内袋套上, 然后再套上外袋, 分别进行扎口。

(6) 存放与管理。将成品运到准备好的空地上存放, 其上可用玉米秸秆遮盖来防晒。要及时检查, 决不能漏气进水, 一定要防止鼠害、鸡啄, 如有裂缝及时用胶布修补。

(7) 发酵时间、质量鉴别及饲喂。发酵时间根据环境温度而定, 5—8月, 21～30天;4、9月, 30～40天;其他月份40天以上。微贮后, 秸秆草丝为金黄色, 并有果香、弱酸味, 可直接饲喂, 若发臭、发霉或发粘, 则不能再用于饲喂。

2.2 玉米秸秆青贮技术

青贮技术就是通过对青鲜玉米秸秆收获、铡切后贮于窑、缸、塔、池及塑料袋中, 压实密封贮存, 使其在缺氧条件下自然利用乳酸菌厌氧发酵, 产生乳酸, 使其内部pH值降到4.0左右, 大部分微生物停止繁殖, 而乳酸菌由于乳酸的不断积累, 最后被自身产生的乳酸所控制而停止生长, 既可以保持其营养物质不受损失, 又可使饲草保持青鲜多汁, 且具有酸香味, 牲畜爱吃, 贮存时间长。该项技术的关键是适时收割和即时铡切及密封贮存, 对机械化作业要求较高。

另外, 袋式青贮技术特别适合于玉米秸秆、牧草及高粱秸秆等的大批量青贮。该技术是将秸秆经切碎后, 采用袋式灌装机械将秸秆高密度地装入由塑料拉伸膜制成的专用青贮袋, 在厌氧条件下, 实现青贮。此技术可青贮含水率高达60%～65%的秸秆。一只33 m长的青贮袋可灌装近100 t秸秆。灌装机灌装速度可高达60～90 t h。这2项新技术与传统窖贮技术相比较, 其优点是, 青贮饲料质量好, 粗蛋白含量高, 消化率高, 适口性好;损失浪费极少, 霉变损失、流液损失和饲喂损失可减少20%～30%。保存期可长达1～2年。不受季节、日晒、降雨和地下水位的影响, 可在露天堆放, 贮存、取饲方便;节省了建窖、维修费用和建窖占用的土地及劳力。

2.3 玉米秸秆氨化技术

氨化技术是玉米秸秆最为适当的化学处理方法。其技术路线是, 秸秆收获—打捆或堆成垛—塑膜密封—注入液氨或尿素—密封发酵。

3 秸秆饲草化能大幅提高养殖效益

玉米秸秆为粗饲料, 营养成分比较单一, 但加入秸秆微生物调制剂, 利用微生物发酵来分解粗纤维, 提高粗纤维的利用率并在其发酵过程中产生乳酸, 使青贮饲料的p H值降低, 抑制其他杂菌的繁殖, 以保持和提高秸秆饲草中的营养成分。微生物大量繁殖所含的菌体蛋白又是反刍动物可以利用的蛋白质, 从而提高了青贮饲料的蛋白质水平。微生物蛋白对于反刍动物来说, 是利用率很高的氨基酸平衡蛋白质, 所以深受养殖户的欢迎。袋装微处理青贮秸秆有7大好处。

(1) 改传统横切为纵切成丝, 采用微生物处理技术, 提高了玉米秸秆的饲草品质, 增加了秸秆的柔韧度和膨胀度, 使粗硬的秸秆变得柔软, 并产生浓郁的果香味, 适口性好, 粗蛋白提高2.5%, 牛羊采食速度提高40%, 纤维素消化率提高10.7%, 采食率近100%, 节约精料10%。

(2) 保存了青绿秸秆的营养成分, 损失率仅为3%～5%, 不但最大限度地保存了青绿秸秆中维生素和蛋白质等营养成分, 同时还产生大量的有机酸、菌体蛋白等, 提高了饲草的营养价值。

(3) 为牛羊常年提供青绿多汁饲料。袋装青贮能产生大量乳酸, 抑制有害菌的繁殖, 保存时间长, 彻底解决了冬春季“草荒”问题。

(4) 采用无毒、无害、弹性好和强度高的拉伸膜进行密封独立包装, 杜绝了霉变和外界污染, 始终保持草的新鲜程度, 可长期保存而不变质, 成为牛羊喜食的“绿色面包”。

(5) 用传统的窖贮和塔贮, 取草和饲喂都不方便, 饲养员费力气, 养殖效益低。用袋装草, 方便了搬运和饲喂, 吃多少打开多少。实验证明, 用窖贮和塔贮, 一个饲养员能养40头奶牛, 而采用袋装草, 同样一个饲养员就可以养60头。

(6) 袋装草经过复杂的化学方法处理后, 提高了饲料消化利用率和蛋白质供应水平, 营养成分非常丰富, 牛羊采食率和利用率高, 肉牛增重快, 奶牛奶量增加, 并且具有保胎、促进生长和提高胎儿出生质量的作用。

(7) 在微贮过程中, 饲草还会产生大量的酶以及其他活性物质, 提高瘤胃菌体蛋白的合成量, 从而提高牛羊肌体的免疫力, 预防生殖系统和乳房疾病, 提高配种受胎的作用率, 起到保健作用。

4 秸秆饲草化是农村经济可持续发展的需要

(1) 秸秆饲草化使秸秆由无处堆放的垃圾变为牲畜优质可口的饲料, 真正做到变“废”为宝, 物尽其用。推广秸秆饲草化技术, 提高了农民的种粮收益, 同时机械作业提高了农业劳动生产率和生产效率, 降低了生产成本, 改善了农民生产条件, 推动了农村经济的快速发展, 促进了文明生产和社会进步。

(2) 秸秆饲草化是环境保护的需要。随着农村经济的发展, 秸秆用作燃料的比例越来越小, 大量的秸秆废弃不用, 有的在田间焚烧, 浓烟滚滚, 既污染环境又损害土地;有的堆积在田间路旁以及乡间街道, 秸秆腐烂变质, 影响环境卫生, 而且时常引起火灾, 烧毁林木造成财产损失, 隐患很大。通过秸秆饲草化使秸秆的乱堆乱放、任意焚烧成为历史, 避免了由此而产生的环境污染。

(3) 发展秸秆饲草化技术, 使秸秆过腹还田, 充分利用资源, 既符合节约型社会的要求, 也是发展循环经济的需要。

参考文献

文登市农作物秸秆还田技术 篇9

关键词：农作物,秸秆,利用价值,作用,直接还田技术,山东文登

秸秆是作物根、茎、叶的总称。农作物秸秆指农作物收获果实、籽粒后的剩余部分。光合作用产生的营养物质有50%以上储存在秸秆内。一般农作物秸秆产量是籽粒产量的1.0~1.5倍。文登市总耕地5.47万hm2, 其中小麦2.83万hm2, 玉米2.40万hm2, 花生2.05万hm2。上述农作物秸秆产量达到13.93万t, 其中小麦秸秆20.35万t, 玉米秸秆2.34万t, 花生秸秆9.24万t。这些农作物秸秆若实现综合利用, 可节约大量资源, 否则会对环境造成污染。

文登市农民对农作物秸秆利用有悠久的历史, 由于以前农业生产水平低, 产量低, 秸秆数量少, 除少量用于垫圈、喂养牲畜, 部分用于堆沤肥以外, 大部分都作为燃料烧掉。随着全市农业生产发展, 自20世纪80年代以来, 粮食产量大幅度提高, 一方面秸秆数量也相应增多, 另一方面随着经济情况的改善, 农村生活中烧煤和使用液化气成为主流, 用秸秆烧火做饭的越来越少, 农村这种形势的变化形成农作物秸秆的大量富余。进入21世纪以来, 文登市农业机械化水平不断提高, 先是小麦联合收割机的普及使麦秸直接还田成为可能, 随后玉米的机械化收割又推动了玉米秸秆直接还田的普及。目前, 文登市秸秆直接还田量占各种农作物秸秆总量的66%, 秸秆的其他利用形式主要用作饲料, 实现秸秆过腹还田;还有一部分作为工业原料, 生产纸浆、糠醛等工业产品, 或作为能源进行生物发电;另外, 还有很少一部分作为生活燃料。

1 农作物秸秆的利用价值

秸秆是农作物的重要农副产品, 同时也是工农业生产的重要生产资源。作为一种资源, 农作物秸秆含有丰富的营养元素 (表1) [1,2]和可利用的化学成分[3] (表2) , 可用作有机肥料、饲料、食用菌栽培料等。

(%)

注:各养分含量为各养分占干物重的比例。

1.1 农作物秸秆的肥料价值

农作物秸秆中含有大量的有机质, 氮、磷、钾等大量元素, 以及其他中微量元素, 是一种重要的有机肥源。农作物秸秆作为肥料施入农田, 是补充和平衡土壤养分、改良土壤的有效方法, 对于促进农业生产的良性循环、提高耕地地力水平和农业的可持续发展具有重要意义。

(%)

不同种类秸秆含有的养分数量有差异, 通常豆科作物的秸秆含氮量较多;禾谷类作物如小麦、玉米秸秆含钾量较多, 油菜秸秆含硫量较多, 施用时应注意这些特点。秸秆中的养分绝大部分为有机态, 经腐解转化后方能被作物吸收利用, 其肥效稳定而长久。

1.2 秸秆的综合利用价值

农作物秸秆中含有碳水化合物、粗蛋白、粗脂肪, 可用作牲畜饲料, 发展畜牧业生产, 实现秸秆过腹还田;秸秆的有机成分以粗纤维为主, 而食用菌可以分解纤维素而生产出优质美味的食物蛋白质, 用以发展当地的食用菌生产;另外, 利用麦秸进行造纸, 玉米芯生产糠醛, 棉杆用作生物发电都是农作物秸秆很好的利用方式。

2 秸秆直接还田的作用

秸秆分解是微生物学过程:首先在白霉菌和无芽孢细菌为主的微生物作用下, 分解水溶性物质和淀粉等, 然后逐步过渡至以芽孢细菌和纤维分解菌为主的微生物区系, 分解蛋白质、果胶类物质和纤维素等;后期在以放线菌和某些真菌为主的微生物作用下, 主要分解木质素、单宁和蜡质等难分解的物质。故初期分解迅速, 在适宜条件下, 分解强度较大的时期可维持12~45 d, 然后转入缓慢分解时期。例如玉米秸秆, 只要环境条件适宜时, 第1个月分解最快, 往后逐步减慢[4]。

秸秆在土壤中的分解速度与多种因素有关, 如秸秆的碳氮比、土壤条件、秸秆数量、土壤细碎程度、耕埋深度等有关。一般土温在20~30℃时分解最快, 低于10℃分解较弱, 至5℃时基本不分解;土壤相对含水量在60%~80%时有利于秸秆的腐解, 土壤含水量过高或过低都不利于秸秆腐解;秸秆用量适中, 粉碎良好, 全部埋入土中并分布均匀, 土壤墒情好时, 均有利于秸秆分解。实行秸秆还田, 一是提高土壤养分含量。秸秆含有农作物所需要的各种养分, 直接还田能明显提高耕层土壤养分含量, 尤其是有机质和速效钾的含量。实行玉米秸秆还田后, 土壤中有机质及速效氮、磷、钾养分含量均增加 (表3) 。根据文登市土肥站定位监测的结果, 有机质平均每年增加0.25 g/kg, 速效钾平均每年增加4.5 mg/kg, 碱解氮和有效磷变化不明显。二是改善土壤结构, 促进土壤团粒结构形成。秸秆直接还田明显增加了土壤活性有机质的含量, 而随着土壤有机质含量的增加, 土壤中微团粒结构增加, 土壤容重会相应降低, 土壤吸水性、透气性提高, 土壤的保水保肥能力就会提高, 同时秸秆还田也有良好的改土作用, 使土壤变得更加疏松, 易耕作。三是提高作物产量。实行秸秆还田后, 农作物产量明显提高, 增产幅度一般为5%~10%。

注:试样地点在文登市宋村镇姚山头村。

3 文登市农作物秸秆直接还田概况

秸秆直接还田, 就是在农作物收获时或收获后, 将秸秆就地粉碎抛撒在田间或深埋在地里, 为下茬作物利用;也可以把当地多余作物秸秆集中起来, 在果园的果树行间进行覆盖或在农田进行翻压或覆盖还田。

3.1 小麦秸秆直接还田

在使用联合收割机收获小麦的同时, 使用安装在联合收割机上的一种专门的装置粉碎麦秸, 然后抛撒于麦田地表。文登市的小麦秸秆直接还田是从2000年开始并逐渐普及的, 现在除了个别因套种其他农作物或零星种植的地块不便于小麦联合收割机操作以外, 多数麦田都实现了机械化收割, 同时进行麦秸直接还田。目前, 文登市常年实行麦秸直接还田的面积约有2.64万hm2, 占小麦收获面积的93.4%左右, 还田地块还田量为4.50~6.00 t/hm2, 小麦秸秆年还田总量约为190.01万t。

小麦秸秆还田注意事项:一是麦秸还田量要控制在6 t/hm2内。收获时估计麦秸产量, 按麦秸产量相当于小麦籽粒产量干重的1.0~1.2倍计算, 产量超过6 t/hm2的地块, 要将多余麦秸带出麦田, 留作他用, 否则影响玉米的播种及出苗[5]。二是玉米播种时提倡施用种肥, 施用三元复合肥150~225 kg/hm2, 以防因麦秸腐熟吸收土壤养分而影响玉米小苗的生长。三是玉米播种后出苗前及时浇水, 一方面为了保证玉米出苗生长, 另一方面有利于麦秸的腐解。

3.2 玉米秸秆直接还田

目前, 文登市主要推广的玉米秸秆还田技术是先由人工将玉米穗摘下, 用与拖拉机配套的专用玉米秸秆还田机将玉米秸秆就地粉碎, 并均匀抛撒在地面上, 再用圆盘耙或旋耕机耙切, 粉碎根茬, 整平后用圆盘式播种机播种小麦或用免耕机直接进行免耕播种。文登市玉米秸秆还田从2000年开始试点, 2005年逐渐普及。目前, 常年玉米直接还田面积约有1.92万hm2, 占玉米收获面积的80%左右, 还田量为7.5 t/hm2, 玉米秸秆年还田总量为18 720 t。

4 秸秆还田技术

随着文登市农作物秸秆直接还田技术的普及, 土壤肥力得到明显提升, 但同时也出现不少问题。由于是小麦、玉米连作, 倒茬间隔时间短, 再加上秸秆还田量大, 土壤水分不足, 翻压深度不够, 特别是施氮肥不足时, 出现妨碍耕作、影响出苗, 甚至缺苗、弱苗现象。另外, 也出现小麦冻害加重、抗旱能力减弱、病虫害发生加重的现象。为了克服秸秆还田的盲目性, 提高秸秆还田的技术水平, 推动秸秆还田在当地的进一步普及, 经过多方面调查研究, 于2008年制定了适合文登市实际情况的秸秆还田技术规范和主要配套措施, 并取得了明显效果。

4.1 适时进行秸秆还田

小麦秸秆还田应在小麦蜡熟期进行, 麦收的同时将麦秸切碎, 均匀撒开, 玉米播种后, 将麦秸覆盖在玉米行间, 高留茬地块要结合追施玉米苗肥进行中耕灭茬。玉米秸秆还田时, 要在玉米成熟后, 趁秸秆含水量较高时, 及时收割粉碎还田, 以利于玉米秸秆的尽快腐烂, 否则会因为气温降低而影响玉米秸秆的腐烂。

4.2 提供还田质量

一般以还田的秸秆量能够维持并逐步提高土壤有机质含量为宜。从生产实际出发, 一般以本田上茬秸秆全部或部分还田即可。麦秸一般应在3.75~4.50 t/hm2 (干重计) , 玉米秸秆一般应在6.0 t/hm2。小麦秸秆产量的计算方法是秸秆干物质产量等于籽粒产量的1.0~1.2倍, 玉米为1.1~1.3倍。过多的秸秆会影响下茬作物的播种和出苗[6]。因此, 麦秸超过4.5 t/hm2, 玉米秸秆超过6.0 t/hm2的, 多余部分应带出本田, 小麦秸秆可进行棉田覆盖, 玉米秸秆可用作饲料。

小麦秸秆应尽量切碎, 否则会影响玉米出苗。玉米秸秆粉碎的程度较好, 一般都能符合要求, 而翻压深度往往不够, 从而会影响小麦的播种。玉米秸秆直接还田的要求:秸秆翻压深度最好达到20 cm, 至少不得低于15 cm。另外, 粉碎与耕耙要衔接好。粉碎后, 一定要用旋耕机或重型圆耕耙耙切2遍, 以进一步切碎玉米秸秆, 耙后要及时耕翻, 并做到不重、不漏, 覆盖严密。

4.3 合理配施氮肥

作物秸秆的碳氮比值较大, 一般在 (60~100) ∶1, 而微生物在分解作物秸秆时, 需要吸收一定的氮素供自身营养所需, 造成与作物争夺氮素营养, 从而影响下茬作物的苗期生长。因此, 秸秆还田地块一定要补充速效氮肥。耕地前要及时运撒农家肥, 并且增施速效氮肥150~225 kg/hm2, 以促进秸秆的腐解, 防止土壤碳氮比过大而造成土壤缺氮。底肥应用小麦专用配方肥的田块, 可增施尿素75 kg/hm2。

4.4 提高播种质量

合适的土壤含水量能加速秸秆的腐烂分解, 土壤水分应控制在20% (土壤相对湿度80%) 左右, 最有利于秸秆的分解, 而土壤过干或过湿, 都不利于秸秆的分解。因此, 凡秸秆还田地块, 必须足墒播种。播种最好采用机械播种, 并一定要提高播种质量, 做到播种深度适宜, 一般要求播深为3~5 cm, 不能低于3 cm, 也不能超过5 cm, 且播深要一致, 播种要均匀, 还要适当增加10%的播种量, 以保证一播全苗。

4.5 加强播后管理

播后必须镇压, 还要视土壤墒情及时浇好越冬水, 一方面能满足小麦需要, 另一方面也能加速土壤沉实和玉米秸秆的腐解, 防止麦苗长在玉米秸秆上而出现黄苗现象。

4.6 重视病虫害防治

农作物秸秆直接还田, 加重了部分病虫害的危害。自2000年以来, 文登市小麦、玉米秸秆还田面积逐年增加, 小麦、玉米的根病 (根腐病、纹枯病、全蚀病) 、地下害虫 (金针虫、蛴螬) 、小麦赤霉病、玉米褐斑病、玉米丝黑穗病、瘤黑粉病、玉米蓟马、玉米耕葵粉蚧等呈逐年上升趋势, 防治方法也要适当调整。地下害虫发生重的地块用药剂处理土壤;大力推广药剂拌种, 预防根部病害;加强病虫害的预测预报, 及时适期防治;对玉米丝黑穗病、瘤黑粉病发生重的地块, 不要进行秸秆直接还田, 要经高温腐熟后, 再进行还田。

参考文献

[1]陈兴业, 冶林茂, 张硌.土壤水分植物生理与肥料学[M].北京:海洋出版社, 2010.

[2]常用肥料使用手册编委会.常用肥料使用手册[M].成都:四川科学技术出版社, 2011.

[3]刘培军, 张曰林.作物秸秆综合利用技术[M].济南:山东科学技术出版社, 2010.

[4]吴行国, 朱桂珍, 韩芳.秸秆还田技术的应用效果及示范推广[J].农业科技通讯, 2008 (12) :94-95, 147.

[5]秸秆还田机操作要领[J].农民科技培训, 2009 (5) :38.