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玉米桿、花生桿、花生殼的有機(jī)質(zhì)含量和npk的含量
發(fā)布時(shí)間：2025-05-12 03:34:40
我國(guó)農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量約為7億噸，可收集量為5億噸左右。據(jù)估計(jì)，每年有近90％的纖維素不能被利用，多數(shù)被白白的燒掉[1]。目前，秸稈綜合利用主要新途徑是作為肥料開(kāi)發(fā)利用、作為新型能源、作為畜牧飼料、可降解材料、工業(yè)原料和培養(yǎng)食用菌基料等?？萍疾恳呀?jīng)把“農(nóng)作物秸稈綜合利用技術(shù)示范工程”作為星火計(jì)劃重點(diǎn)工作之一，并將遵循技術(shù)成熟、簡(jiǎn)易、能大量消化秸稈和就地解決問(wèn)題的原則，把秸稈還田、秸稈畜禽飼料、秸稈轉(zhuǎn)化新能源和有關(guān)工業(yè)原料的科研和技術(shù)開(kāi)發(fā)推廣，以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化作為工作重點(diǎn)，為提高全國(guó)秸稈綜合利用的水平創(chuàng)造有利條件[2]。
1 農(nóng)作物秸稈的化學(xué)組成
農(nóng)作物秸稈的化學(xué)組成因物種不同而有所差異，但總的來(lái)看它們都主要含有木質(zhì)素、纖維素、半纖維素、水份以及少量粗蛋白、脂肪等有機(jī)物。幾種農(nóng)作物秸稈的化學(xué)組成如表1所示[3]。
表1 幾種農(nóng)作物秸稈的化學(xué)組成(%)
2 農(nóng)作物秸稈利用的途徑
2.1 農(nóng)作物秸稈作為肥料[4-6]
目前，農(nóng)作物秸稈作為肥料主要是指秸稈還田技術(shù)（主要是玉米秸稈粉碎翻壓還田技術(shù)及麥秸粉碎翻壓還田技術(shù)），此外還可利用秸稈生產(chǎn)生物有機(jī)復(fù)合肥。秸稈機(jī)械技術(shù)主要過(guò)程為：收割秸稈、粉研討會(huì)、翻壓還田、生物有機(jī)復(fù)合肥。
農(nóng)作物秸稈切碎還田不僅可以增加土壤有機(jī)質(zhì)，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高地力，而且可以迅速騰地以解決“三夏”、“三秋”、農(nóng)忙期間爭(zhēng)農(nóng)時(shí)，爭(zhēng)勞力的矛盾。還可以避免由于焚燒秸稈產(chǎn)生的環(huán)境污染，是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略決策。經(jīng)過(guò)這幾年秸稈還田在農(nóng)業(yè)上的廣泛應(yīng)用，實(shí)踐證明秸稈還田能有效增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，改良土壤，培肥地力，特別對(duì)緩解我國(guó)氮、磷、鉀比例失調(diào)的矛盾，彌補(bǔ)氮、磷、鉀化肥不足有十分重要意義，堅(jiān)持常年秸稈還田，不但在培肥階段有明顯的增產(chǎn)作用，而且后效十分明顯，因此秸稈還田是保持和提高土壤肥力，使農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)、高效，走可持續(xù)發(fā)展道路的重要途徑。
2.2 農(nóng)作物秸稈作為新型能源[2,7-8]
農(nóng)作物秸稈作為新型能源主要是指秸稈氣化技術(shù)。秸稈氣化供氣技術(shù)指可燃燒的農(nóng)作物秸稈（玉米秸、麥秸、高梁秸、稻秸、向日葵餅、豆秸、花生殼及各種草料等）進(jìn)行粉碎、干燥、熱解、氣化、還原等過(guò)程變成H2、CO、CH4等可燃性氣體。該技術(shù)有節(jié)能環(huán)保、高效的特點(diǎn)。
以秸稈氣化集中供氣系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)主要包括：機(jī)組＋儲(chǔ)氣柜＋主、支管道＋居民入戶(hù)管道＋專(zhuān)用秸稈煤氣常壓灶具和氣表等。機(jī)組內(nèi)的氣化反應(yīng)自上而下可分為四層：1）干燥層：氧氣中水分蒸發(fā)，使秸稈干燥和預(yù)熱。2）干餾層：進(jìn)一步加熱升溫，揮發(fā)物質(zhì)餾出滲混到燃?xì)庵小?）燃燒或氧化層：與氧氣反應(yīng)，生成大量的CO2，放出熱量，部分碳的氧氣不足，生成CO并放出熱量。4）還原層：基本沒(méi)氧氣，CO2及H2O炻熱的碳進(jìn)行反應(yīng)還原成CO和H2。在實(shí)驗(yàn)燃燒過(guò)程中，還原層溫度越高，CO2還原就越順利，一般在700—900使CO2和C接觸的越長(zhǎng)，得到的CO與H2量越多。整個(gè)系統(tǒng)流程如下：
農(nóng)作物秸稈經(jīng)粉碎后經(jīng)螺旋上料機(jī)送入氣火爐內(nèi)，在空氣不足量情況下，秸稈經(jīng)燃燒反應(yīng)，生成含一定量的CO、CH4，由氣化上部抽出送往凈化器系統(tǒng)，其包括一級(jí)水洗和二級(jí)噴淋成霧狀、除去大量的粉塵和膠油，經(jīng)三級(jí)過(guò)濾，由泵抽回循環(huán)使用，經(jīng)過(guò)完全冷卻，從管道送到儲(chǔ)氣柜，存儲(chǔ)一定量燃?xì)?，協(xié)調(diào)用氣負(fù)荷，再通過(guò)氣機(jī)經(jīng)過(guò)分氣箱輸送到管道管網(wǎng)直至到每家每戶(hù)，戶(hù)內(nèi)均配制燃?xì)饬髁勘砗烷y門(mén)。
2.3 農(nóng)作物秸稈作為畜牧飼料
以農(nóng)作物的葉、秸、根、藤、莖、殼以及工業(yè)下腳料或無(wú)毒野草等秸稈為原料，用化學(xué)、生物工程相結(jié)合的方法，將秸稈纖維分解、經(jīng)熟化制粒而成，是喂牛、羊、馬、鹿等畜，以及作為雞、鴨、兔和魚(yú)等水產(chǎn)部分飼料的全高價(jià)高效生物飼料。成本低，秸稈飼料是玉米成本的1/5。
2.3.1 秸稈微貯飼料[9,10]
秸稈微貯飼料是在農(nóng)作物秸稈中，加入微生物高效活性菌種——秸稈發(fā)酵活干菌，放入密封的容器中貯藏，經(jīng)過(guò)一定的發(fā)酵過(guò)程使農(nóng)作物秸稈在微貯過(guò)程中，由于秸稈發(fā)酵活干菌的作用，在適宜的溫度和厭氧環(huán)境下，將大量的木質(zhì)纖維類(lèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為糖類(lèi)，糖類(lèi)又經(jīng)有機(jī)酸發(fā)酵轉(zhuǎn)化為乳酸和揮發(fā)性脂肪酸，使pH降低到4.5—5.0，抑制了丁酸菌、腐敗菌等有害菌的繁殖，使秸稈變得能夠長(zhǎng)期保存不壞。主要過(guò)程如下：
微貯飼料的水分含量是否合適是決定微貯飼料好壞的重要條件之一，因此，在噴灑和壓實(shí)過(guò)程中要隨時(shí)檢查秸稈水分含量是否合適，要注意層與層之間水分銜接，不得出現(xiàn)干層。秸稈微貯后，窖池內(nèi)貯料慢慢下沉，應(yīng)及時(shí)加蓋土封防止漏氣。
2.3.2 多維復(fù)合酶菌秸稈發(fā)酵飼料[11-13]
除以上利用秸稈發(fā)酵活干菌進(jìn)行發(fā)酵外，多維復(fù)合酶菌秸稈發(fā)酵飼料也是一項(xiàng)高科技生物工程技術(shù)。是由能產(chǎn)生多種酶的耐熱性芽孢桿菌、乳酸菌、雙歧桿菌、光合菌、酵母菌、放線(xiàn)菌等106種有益生物組成的微生態(tài)發(fā)酵制劑。多維復(fù)合酶菌可分為Ⅰ號(hào)和Ⅱ號(hào)。對(duì)植物秸稈進(jìn)行發(fā)酵，生產(chǎn)出成本低，營(yíng)養(yǎng)成分全，味香可口的營(yíng)養(yǎng)飼料。此外，可用液氨、尿素、碳酸氫氨、氨水等氨源生產(chǎn)秸稈氨化飼料。
2.4 農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)可降解材料
目前農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)可降解材料主要是生產(chǎn)一次性秸稈餐飲容器和建筑材料。
2.4.1 一次性秸稈餐飲容器生產(chǎn)技術(shù)[14]
我國(guó)一次性餐具年消費(fèi)量為115億只，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)降解的紙制餐具的廠(chǎng)家有上百家，年生產(chǎn)能力僅為30億只，生產(chǎn)秸稈餐具的企業(yè)有數(shù)十家，年產(chǎn)量為2.25億只，需求缺口達(dá)72億只/年，由于紙制餐具價(jià)格高，且造紙過(guò)程中有污染，因此，秸稈一次性餐具將以其成本低廉、性能好、無(wú)污染等無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，擁有極其廣闊的市場(chǎng)空間。一次性秸稈餐飲容器是利用廢棄農(nóng)作物秸稈，如麥秸、稻草、稻谷殼、玉米秸桿、花生殼、棉花桿、蔗渣（包括鋸末、葦桿、草莖）等純天然植物纖維，添加符合食品包裝衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的安全無(wú)毒成形劑，經(jīng)獨(dú)特工藝和成型方法制造的可完全降解的各種盤(pán)、碗、口杯等綠色環(huán)保產(chǎn)品。其具體工藝流程如下：
該產(chǎn)品耐油、耐熱、耐酸堿、耐冷凍，強(qiáng)度優(yōu)于泡沫塑料和紙制餐具，價(jià)格遠(yuǎn)低于紙制餐具。原料來(lái)源豐富、工藝簡(jiǎn)單、成本低、無(wú)三廢、自動(dòng)化程度高，可一次成型，自動(dòng)殺菌，包裝產(chǎn)品用后可作為禽畜飼料，漚制成有機(jī)肥還田?，F(xiàn)已研制出植物纖維餐具成型機(jī)組，環(huán)保筷子也已投入生產(chǎn)。
2.4.2 生產(chǎn)刨花板及建筑用紙面草板[15-16]
以麥秸為原料，采用一種新型膠黏劑可生產(chǎn)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的麥秸刨花板產(chǎn)品；采用新型膠黏劑，攪膠前麥秸碎料的含水率大于13％，麥秸碎料可不進(jìn)行干燥直接進(jìn)行攪膠等后序加工；不另加任何防水劑，從而可使刨花板生產(chǎn)的施膠成本降低10％，綜合生產(chǎn)成本降低5—8％；該產(chǎn)品無(wú)游離甲醛等有害氣體；由于施膠需少，攪拌時(shí)間量延長(zhǎng)一倍。麥秸刨花板是木材刨花板的理想替代品，產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于建筑裝修，家具制造，車(chē)船廂內(nèi)裝飾及包裝等行業(yè)。
建筑用紙面草板系以潔凈的天然稻草或麥草為主要原料，經(jīng)熱壓成型，外表粘貼面紙而成的建筑板材。主要用于房屋的外墻，外墻內(nèi)襯、內(nèi)隔墻、棚板、屋面板。由于稻草板的原料是取之不盡的一年生可再生資源——稻、麥草，生產(chǎn)過(guò)程中不產(chǎn)生對(duì)環(huán)境的污染物；它自身不含有害物質(zhì)，而且當(dāng)它完成使用目的而被拆除時(shí)，仍可還它本來(lái)面目——稻、麥草而回歸大自然。稻草板是不折不扣的生態(tài)建材。如果用我國(guó)目前年產(chǎn)稻谷稻草板用來(lái)作建筑物的墻體，可以滿(mǎn)足約705億平方米建筑物的需要，相當(dāng)于目前我國(guó)每年城鄉(xiāng)所有新建筑物的75％左右。
3 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，利用農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)肥料、作為新型能源、作為畜牧飼料、可降解材料大大提高了農(nóng)作物的利用率，同時(shí)解決了許多問(wèn)題。目前，人們正在研究更高的利用富維生素農(nóng)作物秸稈，如生產(chǎn)木糖醇、單細(xì)胞蛋白等[1，17-18]。但同時(shí)應(yīng)該注意，秸稈微生物處理技術(shù)難度很大，如今只取得階段成果，因此開(kāi)發(fā)利用時(shí)一定要謹(jǐn)慎小心，以免造成浪費(fèi)。
