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農作物秸稈綜合(hé)利用技術推廣研究
農作物(wù)秸稈綜合(hé)利用技術推(tuī)廣研究
發布日期:2020-08-12
農作物秸稈是是當(dāng)今世界上僅次(cì)於煤炭、石(shí)油(yóu)和天然氣的第四大能源。我國秸稈(gǎn)資源(yuán)非常豐富,每年產生的秸稈相當於300多萬t氮肥、700多萬(wàn)t鉀(jiǎ)肥、70多萬(wàn)t磷肥,這相當於全國每年(nián)化肥用量的1/4。但長期以來焚燒秸(jiē)稈的習慣依然存在,不僅嚴重汙染環境,而且造成能源的重大浪費。因此,推廣和發展農作物秸稈綜合利用(yòng)技術,具有重大而深遠的意義,也是目前國家重點推廣實施的保環境護和資源利用的重(chóng)要技術。
農作(zuò)物秸稈綜合利用技術是由諸多單項技術組成且相對獨立的新(xīn)型實用技術,比較成熟或正在發展的技術主要有:秸稈粉碎還田及用作育菇培料,轉化為家畜飼料,秸稈氣化及發電,製(zhì)造建材及工業用途,農作物(wù)秸稈(gǎn)也可以(yǐ)經過秸稈顆粒(lì)機、秸稈壓塊機壓製成生物質成型燃料,生物質(zhì)成型燃料又被稱為“秸稈煤”,“秸稈煤(méi)”是未來替代煤等化石能源最佳的選擇。
1、秸稈粉碎還田及用作育菇培料
1.1粉碎翻壓覆蓋直接還田
它是以機械的(de)方式將(jiāng)田(tián)間的農(nóng)作物秸稈直接粉碎並拋撒於地表,隨即耕翻人士,使之腐爛分解。據農技人員連續6年跟蹤試驗測定有機質含量增加2倍,速效氮增(zēng)加3倍;土壤(rǎng)團粒結構改善,保水、透氣,吸水(shuǐ)能力提高:地溫提高1~2。該技術(shù)的(de)實施不僅能增加土(tǔ)壤有機質含量,降低土壤容量,防止土地板結,而且能減(jiǎn)少秸稈的養分和水分的自然損失,有利(lì)於蓄水(shuǐ)保墒,減少資源浪費(fèi),淨化周圍環境。同時(shí),能提高工效(xiào),減輕勞動強(qiáng)度,爭(zhēng)搶農時,提高農作物(wù)的產量和質量,增加農民收入(rù)。一般情況下連續3年以上,可使小麥增產7%~8%,玉米增(zēng)產5%~6%。這種還田(tián)方式通(tōng)常有兩種,一種是以拖拉機為動力懸掛聯合收獲機械:另(lìng)一(yī)種是(shì)聯合收割機在收獲果(guǒ)實(shí)的同時將秸稈切碎(suì)直接還田。
1.2粉碎堆積腐化還田
將粉碎的秸稈加入人糞尿,堆積成堆,然後(hòu)封泥,有機物在微生物作用下逐(zhú)步礦(kuàng)質化和腐殖化,腐熟,形成優質肥料。堆腐還田能提高土壤有機質含量,促進速效養分的釋放,提高土(tǔ)壤含水量和農作物產量,具有作用最好、效果最快的特點。堆(duī)腐還田的缺點是漚製時間較長,一般需3個月以上。三是過腹還田。利用秸稈(gǎn)中的營養成分作為動物飼料,再以其排出的糞尿回歸田地。
1.3秸稈育菇
以(yǐ)玉米稈、稻草(cǎo)等秸稈,經熱蒸、消毒,發酵、化學處理後,可用作種植平菇、草菇、風(fēng)尾菇等(děng)的培料,能大大降低生(shēng)產(chǎn)成(chéng)本(běn)。
2、秸稈處理後作家畜飼料
麥秸、稻草及玉米秸稈是產量最大的農作物廢(fèi)棄物,利用這些(xiē)秸稈轉化為飼料具有廣闊前途。隨著草原場退化嚴(yán)重(chóng),放(fàng)畜(chù)量超載嚴重,用秸稈飼料搭配精飼(sì)料的圈養方式迅(xùn)速擴展。秸稈在飼料利用方麵主要為青貯、氨化、製塊和製粒、微生物處理等。
2.1青貯處理
就是將飽含液(yè)汁的表綠(lǜ)牧草飼料、秸稈等經過加工並(bìng)添加一定比例的添加劑,壓實後密封貯存,經過一段時間的乳酸(suān)發酵(jiào)後,轉化成含有豐富蛋白質維生素及適口性好的飼料。這種方法能長(zhǎng)期保持青綠多汁的營養特性,養分損失少。一(yī)般(bān)調製幹草養分損失達20%~30%.而青貯一般損失僅8%~10%,胡蘿卜素損失極小,並可長期貯存,消化率高、適口性好(hǎo),占地空間少(shǎo)。
2.2氨化處理
此方法應用(yòng)最廣泛,有堆垛法、氨化池法、氨化爐法等(děng)。一般來說,氮化(huà)秸稈的消(xiāo)化率可提高(gāo)20%左右.粗蛋白含量也可提高1~1.5倍。秸稈經氨化處理後質地(dì)變(biàn)得鬆軟,具有糊香味,牲畜愛吃,采食速度、采食量提高,且能改善秸稈的(de)營養價值。
2.3微貯及冷壓處理(lǐ)
主(zhǔ)要是針對含(hán)水量(liàng)低的麥秸(jiē)、稻草以及半黃或黃幹玉米秸、高梁秸等不宜青貯的秸稈。微生物發酵貯存技術是利(lì)用微生物發酵的原理.使農作物秸稈在微貯過程中,將(jiāng)大量的木質纖維類物質降解為易發酵糖類,並轉化(huà)為揮發(fā)性脂肪(fáng)酸、二氧化碳等,成(chéng)為牛、羊等家畜的飼料(liào)。它比(bǐ)氨化(huà)飼料成本低。而塊狀秸稈飼料就是利用冷壓技術(shù)將粉碎的秸稈擠壓成小塊,水分少、體積小,可保留飼料的纖維(wéi),又(yòu)便於(yú)儲存和運輸(shū),使之商品化。加工的飼料塊有炒香味,牛羊喜歡吃。
3秸稈氣化及發(fā)電
3.1秸稈氣化作生活燃料
秸稈氣化集中供氣技術是(shì)一種生物質(zhì)熱解氣化技術,是將玉米秸稈、小麥秸稈等生物質原料粉碎後在氣化反應爐中半通過熱(rè)解反應或高溫裂解,變成以一氧化碳和氫氣為主的可燃氣體。秸稈(gǎn)氣化集中供氣係(xì)統由生物質氣化站,燃氣輸配管網和用戶室內設施三(sān)部分(fèn)組成。氣化站主要設備由固定床下喂入式生物質氣化器、燃氣淨化器、貯存(cún)器、貯存櫃、風機和給料機構(gòu)成;燃氣輸配(pèi)管網由聚丙烯(xī)或聚乙稀塑料(liào)連接而成:用戶室內配有活性炭濾清器、燃氣流量表和(hé)低熱(rè)值燃氣爐。秸稈氣化集中供氣技術的設備簡單,操作方便,價格低廉,能減(jiǎn)少或防止秸稈汙染,改(gǎi)善生活環境,提高(gāo)農民生活質(zhì)量。這項工程適於秸稈資源豐富、農民生活水平較高的農(nóng)村地區,以自然村為單(dān)位進行推廣。以山東省能(néng)源研究所研製生產的低熱值(zhí)生物質氣化裝置為例,1
kg秸稈一般可以生產2m3混合可燃氣體,其熱值為5
MJ/m3左(zuǒ)右,農民每戶每天需(xū)用氣2~3m3左(zuǒ)右,若按燃氣價格0.22元/m3計算,每月用氣費用為13.2~19.8元,每戶每年約需用1t秸稈原(yuán)料,通過秸稈氣化技術(shù)可消化(huà)當地玉米秸稈總量的1/3。沼氣的運用不僅為農民(mín)生活帶來了方便,而且增加了農民收入。
3.2秸稈發電
在目前能源緊張(zhāng)的情況下,秸稈發電不僅每年可以消化掉廢置的秸稈,而且還可獲得可觀的經濟效益、良好的生態效益和社會效益。丹麥是世界上首先使用秸稈發電(diàn)的國家,首都哥本哈根的阿維多發電廠建於20世紀90年代,被譽為全球效率最高、最環保的熱電聯供電廠之(zhī)一。阿維多(duō)電廠每年燃燒15萬t秸(jiē)稈,可滿足幾十萬用戶的供熱和用電需求。使用秸稈發電,電廠降(jiàng)低了原料的成本,百姓享受了便宜的電價,環(huán)境受(shòu)到保護,新能源得以開(kāi)發,同時還使農民增加了收入。現在我國已在部分地區進行(háng)發電應用,同時一批新型秸稈發電廠正在投資興建中。
4、製造建材(cái)及(jí)工農業用料
4.1製造建材
不同作物秸稈的重量與品質也不(bú)同,可將(jiāng)不同的秸稈加工成各種牆體材料、保溫材料等人造(zào)板材,可(kě)替代大量(liàng)木材。我國年產小麥1.3億t.麥秸年產量在1.5億t位以上。如果每年取麥秸總量的0.5%生(shēng)產板材,可替代150萬m3原木。麥秸牆體保溫材密度為0.2—0.25
g/cm3,導熱係數與聚氨脂泡沫、岩棉相似,但其成本僅為它們的1/4~1/3。棉杆可代替木材(cái)製造纖維板、中密度板(bǎn)、保溫板等。我國年產棉稈3000萬t.棉稈的化學成分、組織結構與木材相似,可代替木材製造纖維、中密度板、保溫板。1t棉稈可代替0.4m3木材,如果利用棉稈總量的1%,一年就可代替14萬m3木材。
4.2其它工農業應用
以秸稈為主要原(yuán)料可加工餐盒、包裝紙,並可提取澱(diàn)粉、製作酒精及加工苯(běn)纖維地膜(mó)等。將秸稈固化(huà)後(hòu)做燃料,解決秸稈(gǎn)質地鬆散,不易儲運(yùn)及熱(rè)效率低的問(wèn)題。可以固(gù)化成棒狀、塊狀、顆(kē)粒狀等成型燃料。秸稈經裂解、冷卻得到液體(tǐ)產品,不但可以做燃料,還可以進一步提(tí)取化工原料。秸稈反應堆的應用成為秸稈利用的新亮點。秸稈反應堆是把秸稈鋪製一定厚度,保證(zhèng)足夠(gòu)的氧氣,放上(shàng)菌種在一定的溫度、水分、pH下可(kě)以產生二氧化碳,放出熱量,生成礦質元素和抗病孢子,大(dà)量(liàng)補(bǔ)充植物所(suǒ)需二氧化碳的虧缺,讓其(qí)光合(hé)作用大大增強,進而獲得高產,優質、無公害農產品的(de)工藝設施技術。其技術特點是以秸(jiē)稈(gǎn)替代化肥,以植物疫苗替(tì)代農藥,通(tōng)過一定的設施工藝,實施資源利用、生態改良、環境保護及無公害的有機栽培。秸稈中分離出的半纖維素在半纖維素酶作用下轉化為低聚木糖,製取澱粉(fěn),能用於生產功能性食品,傲飼料,釀酒、釀醋等。
5、結語
農作物秸稈綜合利用技術在發達國家得到廣泛推廣。美國將秸稈用作飼料、手工製品等(děng),有的地方還用來蓋房。日本(běn)約68%的稻(dào)秸稈翻人土層中還田,10.5%秸稈作為粗飼料養牛,7.05%秸(jiē)稈做混合肥料。我國(guó)對秸稈的綜合利用尚處於初(chū)始階段,需(xū)要加大科(kē)研力度,加(jiā)強(qiáng)農作物秸稈綜合(hé)利(lì)用的推廣工作,促(cù)進農業可持續發展(zhǎn)。
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