秸秆处理技术

淮阴工学院环境生物技术大作业作者:吴红兵学号：1081602223学院:生化学院专业:生物1082题目:浅谈国内秸秆处理技术任课教师：方芳摘要农作物秸秆是一种数量十分可观的宝贵资源，可以用作肥料、饲料、能源、工业原料等，应用前景十分广阔。但是我国现在秸秆处理和利用现状并不乐观，在我国特别是农村，大多仍然使用最原始的处理方法——焚烧，这不仅造成了资源的巨大浪费，而且还对环境构成了巨大的威胁。所以我国专家学者研究开发了物理、化学、生物等多种有效处理秸秆的方法，并正在努力的进行推广和实施。虽然现在在国内还未完全普及，但如今秸秆的利用率已不可同日而语了，而且我国农民的环保意识也进一步加强，这更有助于我国秸秆处理技术的普及和推广。Summary：Cropstalks(CSS)isaveryconsiderableamountofpreciousresources,canbeusedasfertilizer,feed,energyandindustrialrawmaterialandsoon,theapplicationprospect.Butourcountrynowwithstrawandtheuseofthestatusquoisnotoptimistic,inourcountry,especiallyinruralareas,mostlystillusethemostprimitiveprocessingmethod——burn.Thisnotonlycausedhugewasteofresources,butalsoontheenvironmentformahugethreat.SoChinaresearchanddevelopmentexpertsandscholarsphysical,chemical,biological,etcDuoZhongeffectivetreatmentofstrawmethod,andarehardtopromoteandimplementation.Althoughnowindomesticnotquitepopular,butnowtheutilizationrateofstraw,andhasincontradistinctiontotheenvironmentalprotectionconsciousnessofChinesefarmersalsofurtherstrengthen,themorehelpfultoourstrawprocessingtechnologypopularizationandpromotion关键词秸秆，处理方法，应用，发展前景Keywords：straw，Processingmethod，application，Developmentprospects1引言我国每年产出大量的稻、麦、玉米、油类作物等秸秆，高达5亿吨。一般来讲，麦秸、稻草、玉米秸秆含纤维素量分别在80%、75%、50%左右，含植粉量分别在13%、15%、40%左右，残渣量在10%左右。秸秆除含有大量有机物外，还含有N0.4%、P2O50.2%、K2O51.5%。因而不难看出秸秆全身是宝，其所含营养成分，不亚于粮食本身。[1]但由于秸秆数量大、密度小、集散储运费用高、使用不便，相对于化肥和其他能源，其经济价值较低。目前人们主要将秸秆当作废物丢弃或田间燃烧，这样不仅造成有机资源的极大浪费，也使土壤的肥力逐年下降、理化性质渐渐变差，特别是对社会带来巨大的危害性。一、秸秆焚烧产生的滚滚浓烟造成空气能见度降低,直接影响民航和交通,造成民航延班或飞机无法降落,高速被迫封闭,公路、铁路等无法正常运营；二、造成大气环境污染,严重破坏了附近城市的环境形象,“三夏”,“三秋”期间眼科疾病和呼吸道疾病发病率骤增,危害人民群众的身体健康；三、形成新的安全隐患,收获季节,往往天气干燥,田间易燃物增多,随意焚烧秸秆,极易造成附近未收割的农田及林木失火,甚至殃及田间农民的生命安全；四、造成土壤板结,秸秆焚烧使土壤中有机质遭到破坏,致使土壤板结、肥力下降、粮食减产；五、造成资源浪费,破坏农村生态平衡,影响农村经济效益的提高和农业的持续发展。[2]为何时下以焚烧处理秸秆的方法普遍流行呢，因为农民焚烧秸秆可以追求经济利益的最大化。农民作为理性的经济人总是力求使自己的利益最大化,在对各种处理方法进行比较后,农民认为就地露天焚烧秸秆可以获得自身利益最大化。调查表明,在经济发达的地区,秸秆作为一种劣质燃料,已被煤和煤气所替代,失去其作为燃料的价值。随着生产力的不断发展,农村逐步实现了机械化,机械耕作逐步代替了牛耕,化肥代替了堆肥,秸秆作为饲料和肥料的意义已逐渐减少。由此看来,秸秆的传统利用价值已经大大减少,成为廉价产品,焚烧秸秆的现象也就越严重在这些地区现有利用秸秆的方式工序多、成本高、费时费事、影响农时,这些原因是农民对于废弃秸秆做出焚烧选择的又一原因。农民利用秸秆的成本高包括两方面的内容。一方面是利用现有的秸秆处理技术的费用成本较高,经济上不合算。据报道,河南省的一些农村用机械进行秸秆粉碎还田,每亩费用约为15元；河北、江苏一些地区推广的堆沤制肥方法,处理1亩秸秆的投资也要15元左右。另一方面是利用秸秆的机会成本较高,农民投人秸秆利用中的劳动所获得的收益较低,而将同样的劳动投人到其它经营活动中收益会更高,这种比较很难用统计数字来说明,往往是农民根据其实践活动得出的经验总结。在现有的经济技术条件下,对农民来说,把废弃的秸秆焚烧掉是效率最高、最经济合算的处理办法。[3]由此可见，秸秆的处理和利用已成为一个巨大负担，因此，推广有效地科学的秸秆处理方法，合理处理和利用秸秆，对于发展经济建设、保护生态环境，具有特别重要的现实意义。2秸秆处理科学有效的方法2.1秸秆物理处理法秸秆的物理处理法包括切短、磨碎及蒸煮法等,较为简单,常作为其他方法的前处理。物理法能提高秸秆的适口性,增加采食量,但是不能提高秸秆的营养价值和消化率。另外还有高压蒸汽处理、膨化等。秸秆中的木质素在温度达到170℃时才可以软化或是部分水解,这种处理需要特定的设备输送热量、控制温度,成本较高。近年来,又见到一些关于用辐射技术处理秸秆的报道,当辐射剂量超过2.0×107时能促使秸秆的细胞壁含量降低,提高体外消化率。[4~6]2.1.1机械处理粉碎、浸泡、蒸煮等是处理秸秆粗饲料的最简便而又重要的方法。热喷处理秸秆饲料的粗蛋白含量可提高0.71%,纤维素干物质含量降低2.9%,NDF消化率由37.93%提高到68.82%,有机物消化率由38.65%提高到75.12%,热喷粗饲料的经济价值比原始秸秆增值8倍多。2.1.2射线照射处理r射线等照射低质秸秆,一般可提高动物体外消化率和瘤胃低级挥发性脂肪酸的产量,在2×106rad辐射剂量条件下,用r射线辐射经1%氨+5%氢氧化钙处理的秸秆,可大大提高秸秆的消化率。[7]2.2秸秆化学处理法2.2.1碱化处理早在20世纪初,欧洲就开始进行秸秆的碱化处理研究,用NaOH处理秸秆,利用率可提高40%～50%,本法在畜牧生产中运用达半个世纪。20世纪70年代碱化干处理法在欧洲,特别是在英国和丹麦进入商业化生产利用阶段。目前我国应用较为普遍的是干法处理,这种方法使秸秆中氢氧化钠含量达3%～5%。干法碱化秸秆,其消化率一般可以提高12%～15%。[8]2.2.2氨化处理氨处理秸秆起始于20世纪70年代中期,首先在挪威等国应用,然后欧洲许多国家应用,20世纪80年代后传播到第三世界各国。目前我国麦秸氨化粗蛋白可由3.6%增加到11.6%,干物质体内消化率提高24.14%,粗纤维体内消化率提高43.77%,有机物体内消化率提高29.4%,粗蛋白消化率提高35.3%。作物秸秆经氨化处理后,DM采食量可提高25%左右。[9]2.2.3氧化处理秸秆的氧化处理主要包括秸秆的S02处理、秸秆的碱性过氧化氢(AHP)处理和秸秆的臭氧(O3)处理。[10]2.3秸秆生物处理法2.3.1青贮青贮是应用最广泛、操作也简单的方法之一。在青(黄)贮过程中,经过乳酸发酵,抑制和杀死有害微生物,达到长期酸贮的目的。在秸秆发酵过程中,要有足够的可溶性碳水化合物(WSC)作为微生物的能源。研究表明,秸秆表面附着大量的乳酸菌,因此,要将秸秆粉碎成3~5厘米、提供适宜的WSC和水分,然后踏实、密封,保持厌氧环境,即可达到贮存和处理的效果。中国农科院畜牧研究所的王加启博士等在1997年分别用饲料级纤维素酶、生化级纤维素酶和市售饲料复合酶处理玉米秸、稻草及麦秸,结果表明,酶能降低发酵的pH值,增加乳酸含量,但不能降低秸秆中的中性洗涤纤维(NDF)含量,也不能提高秸秆干物质(DM)、NDF的瘤胃降解率。酶对细胞壁结构的破坏作用不大,而其它抑制不良发酵的添加剂如甲酸、丙酸、己二烯酸等,虽然能选择性抑制霉菌生长,但费用较高,在生产中很少应用。[11]2.3.2真菌处理随着养殖业的发展,对秸秆研究的重点放在如何消除木质素对秸秆消化的抑制上。秸秆是一种纤维性饲料,主要成分有纤维素、半纤维素、木质素等。虽然反刍动物的瘤胃中有种类繁多的微生物(细菌、原虫和真菌),可以分解纤维素和半纤维素,但反刍动物体内还没有发现有降解木质素的微生物和相应的酶。木质素阻碍了瘤胃微生物对纤维素和半纤维素的降解,导致秸秆的消化率很低。提高秸秆的消化率的关键是降解木质素,打断酯键,破坏它和纤维素、半纤维素三者的牢固结合,有利于纤维素和半纤维素酶作用的发挥。目前,对木质素降解的研究非常肤浅,木质素生物降解的机理尚不清楚。ZoharKerem(1992)、Eggins等(1992)认为,对木质素进行最有效降解的微生物是属于担子菌属的白腐霉菌(whiterotfungi),在自然状态下,白腐霉菌定植缓慢,很难形成优势菌群,定植后降解周期十分漫长,这是该类菌种用以降解秸秆并进入产业化难以逾越的障碍。[12]2.3.3微贮秸秆微贮技术通过加入木质素、纤维素发酵剂等，在密闭的厌氧条件下，促进秸秆纤维素、半纤维素和木质素的分解，改善秸秆的适口性，提高其消化率，并增加营养。通过这种方式处理农作物秸秆，具有产量高、成本低、增重快、无毒害等特点，可以作为一种处理秸秆的新技术，生产的饲料广泛应用于草食家畜的饲养。这一技术的成功应用，为我国农区作物秸秆的有效利用和发展农区畜牧业，又开辟了一条新的途径。[13~15]结论秸秆资源综合利用的实施者是广大农民群众,只有他们真正理解了治理工作的意义和综合利用能给他们带来的切身利益,他们才可能始终如一地将这种理解落实到自觉行动中。因此,一方面需要利用各种新闻媒体,大力宣传综合利用的意义,另一方面,需要加强技术培训,安排专业技术人员下乡宣传、指导,逐步把秸秆综合利用转变为农村群众的自觉行动。农作物秸秆被大量焚烧导致环境恶化、资源浪费的现象在很多国家都出现过。今天,在世界各国都越来越重视环境问题、积极地实施可持续发展战略的形势下,各国都在积极地探求对农业废弃物再利用的有效解决方案。我国秸秆数量多,分布广,从局部地区层次看可能无足轻重,但站在国家的层次上看它却是一种巨大的社会资源。我国人多地少,人均自然资源占有量低,因此,走生态农业的发展道路是我们的必然选择。经过近年来的工作积累,我国在秸秆资源的治理和综合利用上取得了相当的成效和较丰富的经验。但由于一些问题的制约,秸秆资源综合利用的潜力尚未得到充分发挥。随着各级政府以及社会各界对发展生态农业的认识的加深和措施的加强,相信在相关行业的共同努力下,我国将能够做到既有效利用资源,又保护好资源和环境,形成生态和经济的良好循环,实现中国农业的可持续发展参考文献1司晶星.秸秆燃烧的危害及其解决方案.实践与探索,，2006，第8期2康团飞.秸秆焚烧的危害与控制.技术与应用，1999，第5期3潘涌璋.农村焚烧秸秆的经济学分析.经济工作，2005，第10期4薛允连.秸秆处理技术.农村新技术，1999，第11期5卢庆萍，王加启.秸秆处理技术的研究.中国饲料，1999，第