农作物秸秆资源的利用◆韩志强
近年来,农作物秸秆成为农村环境污染的新源头。每年夏收和秋冬之际,总有大量的小麦、玉米等秸秆在田间焚烧,产生了大量浓重的烟雾,不仅成为农村环境保护的瓶颈问题,甚至成为殃及城市环境的罪魁祸首。从目前情况看,形势不容乐观。秸秆焚烧污染大气环境,综合开发利用又面临着技术不成熟、投资比较大、效果比较差的窘境。据有关统计,我国作为农业大国,每年可生成7亿多吨秸秆,成为“用处不大”但必须处理掉的“废弃物”。实际上,秸秆综合开发的前景非常好,问题的关键在于提高农作物秸秆的综合开发利用及其利用率。
一、秸秆的利用价值
农作物秸秆中有机质含量为15%,并且含有氮、磷、钾、钙等多种农怍物生长的营养元素。据科学检测:湿玉米秸秆氮的含量为0.01%、磷的含量为0.21%、钾的含量为2.28%;每亩耕地若还田鲜秸秆1250公斤,则相当于施18.75公斤的碳铵、104斤的过磷酸钙;同时还能补充其他多种营养元素。据统计:我国每年秸秆的产量为6.3亿吨,其中含氮量300多万吨、含磷量70多万吨、含钾量近700多万吨,相当于目前化肥施用量的1/4以上。
二、农作物秸秆的利用途径
1.农作物秸秆的肥料化利用
1.1秸秆直接还田法
分为秸秆粉碎翻压还田和整株覆盖还田,通过还田可以增加土壤养分(特别是钾元素的营养),提高土壤有机质的含量、改良土壤结构。秸秆覆盖还田有保墒、调温、抑制杂草生长、减轻烟碱等作用。
1.2秸秆沤制有机肥法
将秸秆切碎,掺人1/3的泥土、人畜粪便堆入坑池沤制。沤制时要灌足水分、并以泥密封30天左右,可以促使秸秆腐烂,消灭病虫害,提高粪肥的质量。施人土地对培养地力、增加收入、提高产量、改善作物品质、提高肥料的利用率均有良好的作用。该法简单易操作、且效果好。
2.农作物秸秆的能源化利用
2.1秸秆厌氧发酵制沼气
将秸秆、杂草、畜禽粪便在沼气池内进行厌氧发酵产生沼气。这种方法不仅能提供清洁能源,同时解决农村燃料短缺和大量焚烧秸秆的矛盾。沼气可用于照明和做饭,沼液可以直接肥田,沼渣还可以用来养鱼。形成种植与养殖和渔业紧密结合的物质循环的生态模式。以沼气为纽带,实现农业生态良性循环;实现农业生态系统自身清洁。
2.2秸秆生物制气法
也称秸秆气化。是在缺氧状态下对秸秆进行加热使其能量转化,产生作为能源用的CO、CH4等生物气体。该气体可燃,可作为锅炉燃料;也可作为管道气为城乡居民集中供气。秸秆气化技术不仅可以利用生物能部分代替矿物
燃料,消化利用大量的秸秆,而且减少燃料燃烧时S02、CO2、NO等污染物的排放。秸秆气化的优点:一是气化原材料价廉,气化所用的原材料主要是秸秆、稻壳、玉米芯、木屑、板皮等,原料来源广泛,价廉易取。二是转换率高,秸秆原料的挥发组分高、灰分少、易燃,是气化的理想材料,气化炉的转换效率一般可达到70%以上。三是清洁、方便,气化所产的可燃气用管道输送给用户,使用方便,清洁卫生。四是发展沼气,促进生态良性循环,沼气的推广利用不但能减轻国家商品能源紧缺的压力,还能改善农业生态循环,降低生物质消耗,对促进生物质良性循环,建立生态农业及维护生态平衡都起着积极的作用。
2.3秸秆制固体燃料
将干秸秆粉碎然后用秸秆成型高压机将其挤压成型,将秸秆制成燃料,该燃料与普通燃料煤在基本相同的条件下燃烧比热值较高。
三、农作物秸秆的原料化利用
农作物秸秆作为原料在造纸、编制行业、食用菌生产中有广泛的用途。如小麦秸秆是造纸的主要原料,棉花秸秆可用于纤维棉的生产,玉米芯是生产化工原料糖醛的原料等。近年又兴起了秸秆制炭技术、纤维密度板制作技术等。随着科技的进步,秸秆新产品的开发将会越来越广泛。
四、农作物秸秆的饲料化利用
1.秸秆直接饲用、干贮及颗粒转化法
秸秆直接饲用是根据秸秆的营养成分,用秸秆直接饲喂牲畜,这是秸秆饲料化利用的传统方法。近几年来秸秆颗粒化饲料机的问世及推广,可将那些蛋白质含量高的秸秆粉碎后再制成颗粒饲料,可大大提高秸秆的饲料转化率。
2.秸秆微生物处理制成微生物饲料法
农作物秸秆中含有碳水化合物、蛋自质、脂肪、木质素等,这些物质大都可被微生物分解利用。该法是利用生物原理将农作物秸秆粉碎后加入微生物菌种进行生物发酵处理,农作物秸秆与微生物转化为富有多种营养成分的饲料,经发酵后的饲料不仅适口性改善,且大大提高秸秆的营养价值。
3.秸秆青贮饲料法
是将易于青贮的秸秆在青贮池内适宜温度下贮存,待冬季青贮饲料缺乏时饲喂牲畜的一种方法。一般无毒无害的青绿秸秆均可青贮。含糖分高的秸秆易于单独青贮,如玉米秸秆、高梁秆、红薯秧等。而蛋白质含量高的秸秆不易单独青贮;如大豆秧等,但可与其他易青贮的秸秆混合青贮;一般以2:1为好。这样不仅兼顾饲料的品质并能提高饲料的营养成分。
4.秸秆氨化饲料
是用含氨源的化学物质(例如液氨、氨水、尿素、碳酸氢氨等)在一定条件下处理作物秸秆,使秸秆更适合草食性牲畜饲用的一种方法。氨化后秸秆可提高消化率20%,提高粗蛋白含量4%-6%;且秸秆松软、具有糊香味,牲畜不仅喜欢吃,采食速度还能提高16%-30%、采食量增加20%-30%,总营养价值提高1-1.78%;lKg的氨化秸秆饲料相当于0.4-/0.5%的燕麦的营养价值。此钋含水量高的秸秆被氨化后,可防止霉变,还能杀灭杂草种子、寄生虫卵及病菌。
综上所述,农作物秸秆是农业生产中的主要废弃物,它的合理利用与否对农业生态环境质量的好坏起着举足轻重的作用。农作物秸秆作为一种有价值的生物资源,如何充分合理开发利用变废为宝,不仅可产生巨太的经济利益,还会收到良好的环境效益,对保护和改善农业生态环境,实现农业可持续发展有着重要的意义。
(作者系临夏州农科院经济作物研究所副所长、高级农艺师)
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