秸稈循環(huán)利用途徑初探

姚玉華

摘要：受我國(guó)傳統(tǒng)耕作模式影響，焚燒秸稈現(xiàn)象普遍存在且屢禁不止，其關(guān)鍵在于缺乏合適而經(jīng)濟(jì)的利用途徑。介紹作物秸稈焚燒的諸多危害，提出通過(guò)秸稈還田、飼用養(yǎng)畜、生物轉(zhuǎn)化、能源轉(zhuǎn)化等方式，為農(nóng)作物秸稈的循環(huán)開(kāi)發(fā)利用提供參考。

關(guān)鍵詞：秸稈；利用；秸稈還田；生物轉(zhuǎn)化；能源轉(zhuǎn)化

中圖分類號(hào)：F062.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2014）06-0075-02

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源短缺問(wèn)題日益突出。為了解決能源危機(jī)、減輕環(huán)境污染、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，開(kāi)發(fā)利用農(nóng)作物秸稈尤為重要。為此，農(nóng)業(yè)部、財(cái)政部、環(huán)保廳、鐵道部、交通部、民航總局等部門聯(lián)合起草了《秸稈禁燒和綜合利用管理辦法》，農(nóng)業(yè)部還投入秸稈綜合利用專項(xiàng)資金，推動(dòng)秸稈的綜合開(kāi)發(fā)利用。如何提高秸稈綜合利用率，是各級(jí)農(nóng)業(yè)及農(nóng)機(jī)部門的重要任務(wù)，也是關(guān)乎農(nóng)村節(jié)能減排和農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收的大事。

1 秸稈焚燒的危害

受傳統(tǒng)耕作模式的影響，我國(guó)焚燒秸稈的現(xiàn)象十分普遍，其危害也日漸嚴(yán)重。1） 污染空氣，危害人體健康。焚燒秸稈會(huì)使大氣中的二氧化碳、二氧化硫、可吸入顆粒物三項(xiàng)污染物指標(biāo)明顯提高，對(duì)人的眼睛、鼻子和咽喉刺激較大，直接危害人體健康，也是導(dǎo)致霧霾產(chǎn)生的重要因素。2） 引發(fā)火災(zāi)，威脅群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。每年春耕前，焚燒秸稈現(xiàn)象十分嚴(yán)重，極易引發(fā)山林火災(zāi)，造成重大生命財(cái)產(chǎn)損失，而且屢禁不止。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年因焚燒秸稈引發(fā)山林火災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)上億元。3） 引發(fā)交通事故，影響道路交通和航空安全。焚燒秸稈產(chǎn)生的滾滾濃煙直接影響民航、鐵路、高速公路的正常運(yùn)營(yíng)，特別是焚燒秸稈產(chǎn)生的濃煙會(huì)導(dǎo)致能見(jiàn)度下降，對(duì)民航安全帶來(lái)嚴(yán)重影響。一旦引發(fā)事故，所造成的生命財(cái)產(chǎn)損失不可估量，所造成的社會(huì)影響極為嚴(yán)重。4） 破壞土壤結(jié)構(gòu)，造成農(nóng)田質(zhì)量下降。焚燒秸稈導(dǎo)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(yán)重，且板結(jié)不耐旱。

2 秸稈循環(huán)利用的途徑

2.1 秸稈還田

農(nóng)作物秸稈還田是保護(hù)性耕作技術(shù)的重要內(nèi)容，主要以機(jī)械粉碎、破茬、深耕、耙壓等機(jī)械化作業(yè)為主，將農(nóng)作物秸稈粉碎后直接還到土壤中去。其技術(shù)內(nèi)容包括：秸稈切碎漚肥還田技術(shù)、就地粉碎還田技術(shù)、秸稈粉碎滅茬還田技術(shù)、水田秸草還田技術(shù)、秸稈覆蓋免耕播種聯(lián)合作業(yè)技術(shù)、秸稈整株還田技術(shù)。秸稈還田的好處主要體現(xiàn)在：一是增加土壤有機(jī)質(zhì)。秸稈中含有的氮、磷、鉀、鎂、鈣、硫等是農(nóng)作物生長(zhǎng)必需的主要營(yíng)養(yǎng)元素，粉碎還田后有助于培肥地力。二是改善土壤環(huán)境，改造中低產(chǎn)田。秸稈中含有大量的能源物質(zhì)，將其粉碎還田后會(huì)使微生物激增，土壤生物活性強(qiáng)度提高，接觸酶活性增加47%，微生物繁殖力增強(qiáng)，生物固氮增加，堿性降低，達(dá)到土壤酸堿平衡、養(yǎng)分結(jié)構(gòu)合理的效果。三是形成有機(jī)質(zhì)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(fā)、儲(chǔ)存降水、提高地溫等優(yōu)點(diǎn)，有利于作物產(chǎn)量的提高。四是降低病蟲(chóng)害發(fā)病率。根茬粉碎疏松和攪動(dòng)表土，會(huì)改變土壤理化性能，破壞玉米螟蟲(chóng)及其他地下害蟲(chóng)的寄生環(huán)境，進(jìn)而大大降低病蟲(chóng)害。五是省工增產(chǎn)，爭(zhēng)搶農(nóng)時(shí)。機(jī)械化秸稈還田作業(yè)成本僅為人工作業(yè)成本的1/4，但工效卻比人工高出多倍，有利于爭(zhēng)搶農(nóng)時(shí)和增產(chǎn)增收。六是防治環(huán)境污染，優(yōu)化環(huán)境。秸稈還田避免了長(zhǎng)期以來(lái)農(nóng)民大量焚燒秸稈而造成的環(huán)境污染，有利于生態(tài)改善和環(huán)保農(nóng)業(yè)發(fā)展。

2.2 飼用養(yǎng)畜

以秸稈作為飼料，是解決秸稈焚燒問(wèn)題的最直接途徑。秸稈養(yǎng)畜既響應(yīng)了國(guó)家封山禁牧、改善生態(tài)環(huán)境的號(hào)召，又推動(dòng)了畜牧養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展；既減少糧食消耗，又促進(jìn)農(nóng)民增收，有利于種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)的和諧可持續(xù)發(fā)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(shí)密封發(fā)酵后用作牛、羊等喂養(yǎng)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(jīng)黃貯后能達(dá)到酸、甜、疏、軟的效果，這樣牲畜較為愛(ài)吃，其利用率可達(dá)80%～90%。三是用作氨化飼料。秸稈經(jīng)氨化處理后，粗蛋白含量會(huì)明顯增加，木質(zhì)纖維素部分被分解，進(jìn)而改變了粗纖維結(jié)構(gòu)，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(jiǎn)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(kāi)、加水?dāng)噭虿⑴c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(zhì)含量達(dá)40%，糖含量達(dá)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(zhì)素變成羥基本質(zhì)素，使飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)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(yùn)輸，而且長(zhǎng)期保存不易變質(zhì)。

2.3 秸稈生物轉(zhuǎn)化

2.3.1 利用秸稈生產(chǎn)有機(jī)肥

1） 利用腐熟劑堆制有機(jī)肥。這種方法的最大特點(diǎn)是采用生物化學(xué)技術(shù)加速秸稈腐爛，即在堆漚時(shí)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(tǒng)堆漚技術(shù)受環(huán)境影響大、產(chǎn)出量少的缺點(diǎn)。

2） 工廠化生產(chǎn)。建立秸稈有機(jī)肥生產(chǎn)廠，這也是有機(jī)肥堆漚技術(shù)在企業(yè)化生產(chǎn)中的具體應(yīng)用。其特點(diǎn)是用高新技術(shù)進(jìn)行菌種培養(yǎng)和生產(chǎn)，用現(xiàn)代化設(shè)備控制溫度、濕度、數(shù)量、質(zhì)量和時(shí)間，經(jīng)機(jī)械翻拋、高溫堆腐、生物發(fā)酵等過(guò)程，將秸稈和其余廢棄物轉(zhuǎn)移成優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥，具有自動(dòng)化程度高、腐熟周期短、產(chǎn)量高、無(wú)環(huán)境污染、肥效高且易控制等優(yōu)點(diǎn)。

2.3.2 利用秸稈燃?xì)?，改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境 生物質(zhì)燃?xì)馑追Q秸稈燃?xì)?，是以農(nóng)作物秸稈等自然界生長(zhǎng)的有機(jī)農(nóng)業(yè)或林業(yè)廢棄物為原料，通過(guò)技術(shù)裝置快速連續(xù)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?xì)怏w，也是一種新型民用燃料。該技術(shù)具有原材料價(jià)格低廉、就地取材、可以再生、便于工業(yè)化制氣等優(yōu)點(diǎn)，已被國(guó)家列為農(nóng)村能源建設(shè)和環(huán)保工程的重點(diǎn)推廣項(xiàng)目，在我國(guó)農(nóng)村一些地區(qū)得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，特別是在北方，“二人燒火，全村做飯取暖”，不僅推動(dòng)了燒柴革命，保護(hù)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(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司建設(shè)了100個(gè)覆蓋丹東各縣市區(qū)及其周邊地區(qū)部分鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）村的生物質(zhì)和可燃垃圾氣化站及其附屬工程，使 5萬(wàn)農(nóng)戶及一些居民住宅樓實(shí)現(xiàn)了生活燃料的燃?xì)饣?/p>

2.4 秸稈能源轉(zhuǎn)化

2.4.1 制定秸稈固化燃料 秸稈燃料是生物質(zhì)固化成型燃料的一種，是指以農(nóng)作物秸稈、稻殼、樹(shù)枝等為原料，經(jīng)粉碎加壓增密成型的高揮發(fā)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(dá)95%以上，含硫量在5‰以下，且燃盡的灰粉可作為優(yōu)質(zhì)鉀肥直接還田，改良土壤。秸稈燃料具有以下特點(diǎn)：一是環(huán)保節(jié)能。以玉米秸稈、小麥秸稈、稻草等廢棄物為原料。二是燃燒時(shí)間長(zhǎng)。秸稈經(jīng)粉碎加工壓密成型后密度加大、體積縮小，秸稈燃燒時(shí)間比相同重量的秸稈延長(zhǎng)了10～15倍。三是熱值高。秸稈燃料是在高溫?cái)D壓下不完全碳化過(guò)程中成型的，成型產(chǎn)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(chǔ)存和運(yùn)輸。五是應(yīng)用范圍廣?？纱婺静?、液化氣等，是新型、環(huán)保、清潔、可再生能源。

2.4.2 利用秸稈發(fā)電，節(jié)約能源 建設(shè)大型秸稈發(fā)電廠，是解決秸稈焚燒難題的有效途徑。無(wú)論是將秸稈粉碎進(jìn)行噴粉發(fā)電，還是將秸稈壓塊燃燒發(fā)電，或是與煤渣混燒發(fā)電，技術(shù)上都相對(duì)成熟。例如，遼寧錦州等地建設(shè)的中等規(guī)模秸稈發(fā)電廠，不僅消化了當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)作物秸稈，還帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。在建設(shè)秸稈發(fā)電廠時(shí)，還可以配套建設(shè)大型秸稈固化裝置，把秸稈切割粉碎后經(jīng)高壓制成比重為200 kg/m3左右的方塊，便于保存和運(yùn)輸。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉婭.農(nóng)作物秸稈治理與綜合利用[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003（1）：18-23.

[2] 韓魯佳，閆巧娟，劉向陽(yáng)，等.中國(guó)農(nóng)作物秸稈資源及其利用現(xiàn)狀[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2002（3）：87-91.

[3] 胡俊梅.農(nóng)作物秸稈資源化利用分析[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（4）：207-210.

[4] 陶仁.農(nóng)作物秸稈循環(huán)利用模式[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2012（2）：57-58，61.

[5] 卜毓堅(jiān)，屠乃美，劉文，等.我國(guó)農(nóng)作物秸稈綜合利用現(xiàn)狀及其技術(shù)進(jìn)展[J].作物研究，2006（5）：526-529.