秸稈循環利用途徑初探

姚玉華

摘要：受我國傳統耕作模式影響，焚燒秸稈現象普遍存在且屢禁不止，其關鍵在于缺乏合適而經濟的利用途徑。介紹作物秸稈焚燒的諸多危害，提出通過秸稈還田、飼用養畜、生物轉化、能源轉化等方式，為農作物秸稈的循環開發利用提供參考。

關鍵詞：秸稈；利用；秸稈還田；生物轉化；能源轉化

中圖分類號：F062.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）06-0075-02

隨著我國經濟的不斷發展，能源短缺問題日益突出。為了解決能源危機、減輕環境污染、保護生態環境，開發利用農作物秸稈尤為重要。為此，農業部、財政部、環保廳、鐵道部、交通部、民航總局等部門聯合起草了《秸稈禁燒和綜合利用管理辦法》，農業部還投入秸稈綜合利用專項資金，推動秸稈的綜合開發利用。如何提高秸稈綜合利用率，是各級農業及農機部門的重要任務，也是關乎農村節能減排和農業增效、農民增收的大事。

1 秸稈焚燒的危害

受傳統耕作模式的影響，我國焚燒秸稈的現象十分普遍，其危害也日漸嚴重。1） 污染空氣，危害人體健康。焚燒秸稈會使大氣中的二氧化碳、二氧化硫、可吸入顆粒物三項污染物指標明顯提高，對人的眼睛、鼻子和咽喉刺激較大，直接危害人體健康，也是導致霧霾產生的重要因素。2） 引發火災，威脅群眾生命財產安全。每年春耕前，焚燒秸稈現象十分嚴重，極易引發山林火災，造成重大生命財產損失，而且屢禁不止。據統計，我國每年因焚燒秸稈引發山林火災造成的經濟損失高達上億元。3） 引發交通事故，影響道路交通和航空安全。焚燒秸稈產生的滾滾濃煙直接影響民航、鐵路、高速公路的正常運營，特別是焚燒秸稈產生的濃煙會導致能見度下降，對民航安全帶來嚴重影響。一旦引發事故，所造成的生命財產損失不可估量，所造成的社會影響極為嚴重。4） 破壞土壤結構，造成農田質量下降。焚燒秸稈導致地面溫度急劇高升，能直接燒死土壤中的有益微生物，使土壤自然肥力和保水性能大大下降，水分損失嚴重，且板結不耐旱。

2 秸稈循環利用的途徑

2.1 秸稈還田

農作物秸稈還田是保護性耕作技術的重要內容，主要以機械粉碎、破茬、深耕、耙壓等機械化作業為主，將農作物秸稈粉碎后直接還到土壤中去。其技術內容包括：秸稈切碎漚肥還田技術、就地粉碎還田技術、秸稈粉碎滅茬還田技術、水田秸草還田技術、秸稈覆蓋免耕播種聯合作業技術、秸稈整株還田技術。秸稈還田的好處主要體現在：一是增加土壤有機質。秸稈中含有的氮、磷、鉀、鎂、鈣、硫等是農作物生長必需的主要營養元素，粉碎還田后有助于培肥地力。二是改善土壤環境，改造中低產田。秸稈中含有大量的能源物質，將其粉碎還田后會使微生物激增，土壤生物活性強度提高，接觸酶活性增加47%，微生物繁殖力增強，生物固氮增加，堿性降低，達到土壤酸堿平衡、養分結構合理的效果。三是形成有機質覆蓋，抗旱保墑。秸稈還田所形成的地面覆蓋，具有抑制土壤水分蒸發、儲存降水、提高地溫等優點，有利于作物產量的提高。四是降低病蟲害發病率。根茬粉碎疏松和攪動表土，會改變土壤理化性能，破壞玉米螟蟲及其他地下害蟲的寄生環境，進而大大降低病蟲害。五是省工增產，爭搶農時。機械化秸稈還田作業成本僅為人工作業成本的1/4，但工效卻比人工高出多倍，有利于爭搶農時和增產增收。六是防治環境污染，優化環境。秸稈還田避免了長期以來農民大量焚燒秸稈而造成的環境污染，有利于生態改善和環保農業發展。

2.2 飼用養畜

以秸稈作為飼料，是解決秸稈焚燒問題的最直接途徑。秸稈養畜既響應了國家封山禁牧、改善生態環境的號召，又推動了畜牧養殖業發展；既減少糧食消耗，又促進農民增收，有利于種植業與養殖業的和諧可持續發展。秸稈用作飼料的途徑主要有：一是用作青貯飼料。將秸稈粉碎后裝入青貯池，壓實密封發酵后用作牛、羊等喂養飼料。二是用作黃貯飼料。將秸稈切碎至2～4 cm，裝入缸中，加適量溫水密封2 d即可。經黃貯后能達到酸、甜、疏、軟的效果，這樣牲畜較為愛吃，其利用率可達80%～90%。三是用作氨化飼料。秸稈經氨化處理后，粗蛋白含量會明顯增加，木質纖維素部分被分解，進而改變了粗纖維結構，改善了牲畜食用適口性，增加了牲畜采食量，降低了精飼料消耗。氨化法主要有堆垛氨化法和氨化爐法，工藝簡單，成本低。四是用作糖化飼料。把干秸稈切碎成2～4 cm，將酵母用水化開、加水攪勻并與秸稈攪拌后，將秸稈堆成方形堆或裝缸，密封1～3 d即可。糖化后的秸稈蛋白質含量達40%，糖含量達30%，提高了牲畜的適口性。五是用作堿化飼料。堿化處理是使不易消化的木質素變成羥基本質素，使飼料營養價值提高50%～100%，主要包括氫氧化鈉處理、液氨處理、尿素處理和石灰處理等。六是用作干飼料。將秸稈高壓高溫壓縮成顆粒狀和塊狀干飼料，這樣便于運輸，而且長期保存不易變質。

2.3 秸稈生物轉化

2.3.1 利用秸稈生產有機肥

1） 利用腐熟劑堆制有機肥。這種方法的最大特點是采用生物化學技術加速秸稈腐爛，即在堆漚時加入快速腐熟劑，以提高堆肥溫度和分解速度，縮短堆肥周期，這樣即使在冬天也能使用，解決了傳統堆漚技術受環境影響大、產出量少的缺點。

2） 工廠化生產。建立秸稈有機肥生產廠，這也是有機肥堆漚技術在企業化生產中的具體應用。其特點是用高新技術進行菌種培養和生產，用現代化設備控制溫度、濕度、數量、質量和時間，經機械翻拋、高溫堆腐、生物發酵等過程，將秸稈和其余廢棄物轉移成優質有機肥，具有自動化程度高、腐熟周期短、產量高、無環境污染、肥效高且易控制等優點。

2.3.2 利用秸稈燃氣，改善農村生態環境 生物質燃氣俗稱秸稈燃氣，是以農作物秸稈等自然界生長的有機農業或林業廢棄物為原料，通過技術裝置快速連續地將原材料中的碳水化合物裂解并重新組合而制成的炔類可燃氣體，也是一種新型民用燃料。該技術具有原材料價格低廉、就地取材、可以再生、便于工業化制氣等優點，已被國家列為農村能源建設和環保工程的重點推廣項目，在我國農村一些地區得到了迅速發展和廣泛應用，特別是在北方，“二人燒火，全村做飯取暖”，不僅推動了燒柴革命，保護了森林資源，而且大大改善了人民群眾的生活。例如，遼寧承天新能源開發有限責任公司建設了100個覆蓋丹東各縣市區及其周邊地區部分鄉（鎮）村的生物質和可燃垃圾氣化站及其附屬工程，使 5萬農戶及一些居民住宅樓實現了生活燃料的燃氣化。

2.4 秸稈能源轉化

2.4.1 制定秸稈固化燃料 秸稈燃料是生物質固化成型燃料的一種，是指以農作物秸稈、稻殼、樹枝等為原料，經粉碎加壓增密成型的高揮發性固體燃料，其密度為0.8～1.4g/m3，熱值在13.38～18.81 kJ之間，灰分為5%左右，燃燒率達95%以上，含硫量在5‰以下，且燃盡的灰粉可作為優質鉀肥直接還田，改良土壤。秸稈燃料具有以下特點：一是環保節能。以玉米秸稈、小麥秸稈、稻草等廢棄物為原料。二是燃燒時間長。秸稈經粉碎加工壓密成型后密度加大、體積縮小，秸稈燃燒時間比相同重量的秸稈延長了10～15倍。三是熱值高。秸稈燃料是在高溫擠壓下不完全碳化過程中成型的，成型產品的熱值比原秸稈提高2.09～4.18 kJ。四是體積縮小，這樣更便于燃燒、儲存和運輸。五是應用范圍廣。可代替木材、液化氣等，是新型、環保、清潔、可再生能源。

2.4.2 利用秸稈發電，節約能源 建設大型秸稈發電廠，是解決秸稈焚燒難題的有效途徑。無論是將秸稈粉碎進行噴粉發電，還是將秸稈壓塊燃燒發電，或是與煤渣混燒發電，技術上都相對成熟。例如，遼寧錦州等地建設的中等規模秸稈發電廠，不僅消化了當地的農作物秸稈，還帶來可觀的經濟效益。在建設秸稈發電廠時，還可以配套建設大型秸稈固化裝置，把秸稈切割粉碎后經高壓制成比重為200 kg/m3左右的方塊，便于保存和運輸。

參考文獻

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