農(nóng)作物秸稈污染控制措施

李靖媛

【摘要】：我國作為農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物秸稈成為農(nóng)村面源污染的新源頭。文中分析了秸稈的多種利用技術(shù)及各項(xiàng)利用技術(shù)的適用方式。

【關(guān)鍵詞】： 秸稈；利用技術(shù)；適用

【前言】：近年來，農(nóng)作物秸稈成為農(nóng)村面源污染的新源頭。每年夏收和秋冬之際，總有大量的小麥、玉米等秸稈在田間焚燒，產(chǎn)生了大量濃重的煙霧，不僅成為農(nóng)村環(huán)境保護(hù)的瓶頸問題，甚至成為殃及城市環(huán)境的罪魁禍?zhǔn)?。?jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，我國作為農(nóng)業(yè)大國，每年可生成7億多噸秸稈，成為“用處不大”但必須處理掉的“廢棄物”。在此情況下，完全由農(nóng)民來處理，就出現(xiàn)了大量焚燒的現(xiàn)象。

1、 秸稈肥料化利用技術(shù)

秸稈還田技術(shù)主要包括秸稈機(jī)械粉碎還田、保護(hù)性耕作、快速腐熟還田、堆漚還田等方式以及生物反應(yīng)堆等方式。

機(jī)械化粉碎還田主要將收獲后的農(nóng)作物秸稈粉碎后，翻埋或覆蓋還田。對小麥秸稈采用聯(lián)合收割收獲，使小麥秸稈基本得到粉碎，再配以秸稈粉碎及拋灑裝置，實(shí)現(xiàn)小麥秸稈的基本還田；對玉米秸稈采用中型拖拉機(jī)牽引秸稈粉碎機(jī)將玉米秸稈粉碎兩遍，用大中型拖拉機(jī)翻耕或旋耕，將秸稈翻入耕層。秸稈機(jī)械化粉碎還田能夠節(jié)省勞力，增加土壤有機(jī)質(zhì)，改善土壤結(jié)構(gòu)，具有便捷、快速提高土壤保水保肥性能，適用于玉米、小麥產(chǎn)區(qū)。

保護(hù)性耕作是以保護(hù)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和節(jié)本增效為目標(biāo)，以秸稈覆蓋留茬還田、就地覆蓋或異地覆蓋還田、免少耕播種施肥復(fù)式作業(yè)、輪作、病蟲草害綜合控制等為主要內(nèi)容的先進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)。具有防治農(nóng)田揚(yáng)塵和水土流失、蓄水保墑、培肥地力、節(jié)本增效等作用。

快速腐熟還田主要利用微生物菌劑對農(nóng)作物秸稈進(jìn)行發(fā)酵腐熟直接還田。具有增加稻田土壤有機(jī)質(zhì)，改良土壤理化性質(zhì)，促進(jìn)腐殖質(zhì)的積累與更新、改善土壤耕性等功能。南方地區(qū)適宜推廣稻田秸稈腐熟還田技術(shù)、墑溝埋草耕作培肥技術(shù)，北方地區(qū)適宜推廣秸稈粉碎腐熟還田技術(shù)、秸稈溝埋腐熟還田技術(shù)。

堆漚還田主要是在田間地頭挖積肥凼，將農(nóng)作物秸稈堆成垛，添加適量的家畜糞尿或污泥等，調(diào)整碳氮比和水分，或者添加菌種和酶，使秸稈發(fā)酵生成有機(jī)肥。該項(xiàng)技術(shù)適用于秸稈產(chǎn)量豐富的糧食主產(chǎn)區(qū)和環(huán)境容量有限的地區(qū)進(jìn)行推廣，尤其是環(huán)境問題比較突出的城鄉(xiāng)結(jié)合部。

秸稈生物反應(yīng)堆主要是將農(nóng)作物秸稈加入一定比例的水和微生物菌種、催化劑等原料，發(fā)酵分解產(chǎn)生CO2。通過構(gòu)造簡易的CO2交換機(jī)對農(nóng)作物進(jìn)行氣體施肥，滿足農(nóng)作物對CO2的需求；同時(shí)可以有效增加土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分，提高地溫，抑制病蟲害、可減少化肥、農(nóng)藥用量。適用于從事溫室大棚瓜果、蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物生產(chǎn)的農(nóng)戶應(yīng)用。

2、 秸稈飼料化利用技術(shù)

秸稈飼料利用主要指通過利用青貯、微貯、揉搓絲化、壓塊等處理方式，把秸稈轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)飼料。青貯、微貯是指利用貯藏窖等，對秸稈進(jìn)行密封貯藏，經(jīng)過一定的物理、化學(xué)或生物方法處理制成飼料，飼喂牛、馬、羊等大牲畜，并將其糞便還田，即過腹還田。對提高秸稈飼料的營養(yǎng)成分等作用顯著，具有簡單易行、省功省時(shí)，便于長期保存，全年均衡供應(yīng)飼喂等特點(diǎn)，既解決了冬季牲畜飼料缺乏等問題，又節(jié)省了飼料糧，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

3、 秸稈能源化利用技術(shù)

秸稈能源化利用技術(shù)主要包括秸稈沼氣（生物氣化）、秸稈固化成型燃料、秸稈熱解氣化、直燃發(fā)電和秸稈干餾等方式。

秸稈沼氣（生物氣化）是指以秸稈為主要原料，經(jīng)微生物發(fā)酵作用生產(chǎn)沼氣和有機(jī)肥料的技術(shù)。該技術(shù)充分利用稻草、玉米等秸稈原料，有效解決了沼氣推廣過程中原料不足的問題，使不養(yǎng)豬的農(nóng)戶也能使用清潔能源。

秸稈固化成型燃料是指在一定溫度和壓力作用下，將農(nóng)作物秸稈壓縮為棒狀、塊狀或顆粒狀等成型燃料。秸稈成型后，體積縮小6-8倍，密度為1.1-1.4噸/立方米，能源密度相當(dāng)于中質(zhì)煙煤，使用時(shí)火力持久，爐膛溫度高，燃燒特性明顯得到改善，可以代替木材、煤炭為農(nóng)村居民提供炊事或取暖用能，也可以在城市作為鍋爐燃料，替代天然氣、燃油。

秸稈熱解氣化是以農(nóng)作物秸稈、稻殼、木屑、樹枝以及農(nóng)村有機(jī)廢棄物等為原料，在氣化爐中，缺氧的情況下進(jìn)行燃燒，通過控制燃燒過程，使之產(chǎn)生含一氧化碳、氫氣、甲烷等可燃?xì)怏w作為農(nóng)戶的生活用能。主要適用于以自然村為單位進(jìn)行建設(shè)。

秸稈直接燃燒發(fā)電技術(shù)是指秸稈在鍋爐中直接燃燒，釋放出來的熱量通常用來產(chǎn)生高壓蒸汽，蒸汽在汽輪機(jī)中膨脹做功，轉(zhuǎn)化為機(jī)械能驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。適用于農(nóng)場以及我國北方的平原地區(qū)等糧食主產(chǎn)區(qū)。

秸稈干餾是指利用限氧自熱式熱解工藝和熱解氣體回收工藝，將秸稈在一個(gè)系統(tǒng)上同時(shí)轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)炭、燃?xì)?、焦油和木醋酸等多種產(chǎn)品。該項(xiàng)技術(shù)適用于小規(guī)模、多網(wǎng)點(diǎn)建設(shè)，集中深加工的發(fā)展方式。

4、 秸稈生物轉(zhuǎn)化食用菌技術(shù)

食用菌是真菌中能夠形成大型子實(shí)體并能供人們食用的一種真菌，食用菌以其鮮美的味道、柔軟的質(zhì)地、豐富的營養(yǎng)和藥用價(jià)值備受人們青睞。由于秸稈中含有豐富的碳、氮、礦物質(zhì)及激素等營養(yǎng)成分，且資源豐富，成本低廉，因此很適合做多種食用菌的培養(yǎng)料，通常由碎木屑、棉籽殼、稻草和麥麩等構(gòu)成。

5、 秸稈炭化、活化技術(shù)

秸稈的炭、活化技術(shù)是指利用秸稈為原料生產(chǎn)活性炭技術(shù)，因秸稈的軟、硬不同，可分為兩種生產(chǎn)加工方法。

⑴軟秸稈。如稻草、麥秸、稻殼等，可采用高溫氣體活化法，即把軟質(zhì)秸稈粉碎后在高壓條件下制成棒狀固體物，然后進(jìn)行炭化，破碎成顆粒，通過轉(zhuǎn)爐與900℃左右水蒸汽進(jìn)行活化造孔，再經(jīng)過漂洗、干燥、磨粉等工藝制成活性炭。

⑵硬度較強(qiáng)的秸稈。如棉柴、麻桿等，可采用化學(xué)法。即把硬質(zhì)秸稈粉碎成細(xì)小顆粒狀，篩分后烘干水份控制在25%左右。經(jīng)過氯化鋅、磷、酸、鹽酸等，配制成適合的波美度和PH值溶液浸泡4-8小時(shí)，進(jìn)行低溫炭化（250-350℃）和高溫活化（360-450℃），再經(jīng)回收（把消耗的原料稀出再經(jīng)過煮、漂洗、烘干、篩分、磨粉等工藝）制成活性炭。

6、以秸稈為原料的加工業(yè)利用

秸稈纖維作為一種天然纖維素纖維，生物降解性好，可以作為工業(yè)原料，如紙漿原料、保溫材料、包裝材料、各類輕質(zhì)板材的原料，可降解包裝緩沖材料、編織用品等，或從中提取淀粉、木糖醇、糖醛等。

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