楊璦嘉 張 婷
(沈陽工學院生命工程學院,遼寧撫順 113122)
我國秸稈的利用現狀及應用技術
楊璦嘉 張 婷*
(沈陽工學院生命工程學院,遼寧撫順 113122)
農作物秸稈是一種重要的可再生資源,我國秸稈資源豐富,分布廣泛,但是利用方式方法簡單,影響了秸稈的利用效果。本文主要介紹了我國秸稈綜合利用現狀及應用技術,為其廣泛利用提供參考。
秸稈;利用;現狀;應用技術
農作物秸稈的數量龐大、種類多、資源分布廣泛,世界秸稈年產量超過29億t。秸稈是一種寶貴的可再生資源,用途廣泛,但其利用方法相對簡單,大多以直接燃燒和秸稈還田為主,少量用于培養沼氣、生產食用菌和制作飼料等,綜合利用效率不高。露天焚燒是我國目前解決秸稈問題的主要方法,焚燒秸稈不僅浪費資源,而且還污染大氣環境,危害人體健康,甚至影響交通。隨著我國農民生活水平的不斷提高、農村資源結構的不斷改善,應加大秸稈的綜合開發力度,提高其綜合利用效率,達到增加農民收入、加快推進農村生態建設的目的。秸稈的綜合利用方法主要有制作有肥料、飼料、燃料、工業原料等幾個方面[1],現將其介紹如下。
秸稈還田后可增加土壤速效養分含量,有效保持土壤地力,防止水土流失,保護土壤的生態系統,同時還可提高土壤的有機成分含量,減少化肥用量,調節土壤的溫度和濕度,預防病害發生。秸稈還田技術操作簡單,是其實現資源化利用的重要途徑[2]。
農作物秸稈中含有豐富的纖維素和木質素等有機物,可以作為栽培食用菌的原料,提高秸稈的利用價值和食用菌的品質與產量。以秸稈為生料栽培香菇、雞腿菇等菌類都取得了成功,產量較高,經濟效益顯著[3]。用作食用菌的培養料后,秸稈還可作為優質有機肥還田。[4]
作物秸稈可以作為食草動物的飼料。用秸稈作飼料不僅可以節約大量糧食,還可解決畜牧業原料不足等難題[5]。
可以用農作物的秸稈、落葉、雜草、動物的排泄物等做原始材料制作有機肥,發酵生成沼氣。粉碎農作物秸稈,加入動物的排泄物,攪拌均勻,通過微生物發酵可以生成沼渣、沼液、沼氣。目前可用稻殼、玉米芯、秸稈等來替代麩皮,經過適當的處理后可作為真菌曲種發酵的原材料。秸稈資源豐富、應用技術簡單、生產成本低,發展前景廣闊[6]。
用秸稈生產出來的可降解材料主要應用于一次性餐具和建筑材料等。用秸稈做一次性餐具具有成本低廉、性能好、無污染等特點,具有十分廣闊的市場前景。由于秸稈雜細胞多、硅元素含量高,在制作紙張的過程中使用化學物質污染大,排放的污染液體難以處理,污染處理成本高,且用農作物秸稈造紙成本高,產品銷售難[7],因此農作物秸稈在造紙技術中并不受到重視,但利用秸稈生產木質纖維板技術獲得了國家的認可[8]。
秸稈氣化是指在沒有氧氣的狀態下加熱秸稈,使秸稈中的碳元素、氫元素、氧元素等分解為一氧化碳、氫氣、甲烷等可燃性氣體。氣化后的秸稈不僅可以解決農村生活用氣,還可緩解農村環境的污染。南京市江寧區有20多座秸稈氣化站,2008年江寧區被江蘇省農林廳評為為全省秸稈綜合利用示范縣(區)[9]。
秸稈發電技術是采用生物質直燃的發電設備和技術,將農作物的秸稈和枯枝落葉、雜草等作為材料進行發電,燃燒后的草木灰還可用于生產磷鉀有機復合肥料。秸稈發電不僅可消耗秸稈資源,還可獲得可觀的經濟效益、社會效益和生態效益。目前秸稈發電技術和發電設備已經基本成熟[10]。
用現代生物工程技術生產蛋白,必須經過微生物酵解反應,即用發酵來培養微生物而制成蛋白質。這種技術可以將秸稈中的纖維素、半纖維素等大分子多糖部分分解成多種小分子糖和粗蛋白等,生產的飼料更容易被畜禽吸收。秸稈反應堆技術主要包括生物反應堆、植物疫苗、設施工藝三大部分[11],其技術特點是用秸稈代替化肥、用植物疫苗代替農藥。
在不添加任何粘合劑的情況下將農作物秸稈、鋸末、生活廢品等采用生物化學技術進行加工,經過煤化調制后高溫、高壓制成黑色方塊燃料(綠煤),便于儲存和運輸,使用方便[12]。
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