第25卷 第5期2005年 10月农业与技术Agriculture&TechnologyVol125 No15Oct.2005
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农业秸秆资源化利用途径探讨
邹海明
(安徽科技学院植物科学学院资环教研室 安徽凤阳 233100)
=摘 要>随着我国农村经济的发展和能源供应结构的调整,=关键词>农业秸秆; 中图分类号:F306
全世界每年产农作物秸秆约1000~2000亿吨,我国每年达8亿吨以上
[1]
出现了农业秸秆过剩现象,田间直接燃烧造成了严重的环境问题。
本文综述了农业秸秆资源化利用的主要途径,介绍了秸秆的基本利用技术,表明了秸秆作为可再生能源的重要性和广泛应用前景。
资源化;能源
文献标识码:A
缺氧状态下燃烧反应的能量转换过程,当固体物质在高温条件下,与气化剂(空气、氧气和水蒸气)反应得到小分子可燃气体的过程。目前使用最广泛的是空气作为气化剂。产生的气体主要作为燃料,用于锅炉、民用炉灶、发电等场合。整个气化反应可分两个过程,一是燃烧反应过程:C+O2=CO2,2H2+O2=2H2O;二是气化反应过程:C+H2O=CO+H2,2C+O2=2CO。另外,秸秆在625e隔绝或少量供给氧气的条件下热解,产物冷凝后得到气体、液体、固体3类产品,分别为15%的可燃气体,75%的热解油和15%的木碳粉[2]。热解油经重整和精炼后可作发动机燃料,可燃气体可供民用,木碳粉也有广泛用途。秸秆厌氧生物降解也可产生作为燃料的沼气以及产生有机肥,实现农业生态良性循环。112 秸秆水解
秸秆里含有丰富的纤维素、半纤维素和木质素,水解法是指把秸秆中的纤维素、半纤维素转化为多糖,然后再用生物技术发酵成为乙醇。其工艺过程为:首先借助化学的、物理的方法对秸秆进行预处理,使纤维素与木质素、半纤维素等分离开,使纤维素降低聚合度,半纤维素被水解成木糖、阿拉伯糖等单糖;其次单糖在细菌、真菌、酵母菌等微生物代谢作用下生成乙醇[1]。113 压块成型及炭化技术
压块成型就是将秸秆粉碎,用机械的方法在一定的压力下挤压成型。这种技术能提高能源密度,改善燃烧特性,实现优质能源转化。现在一般为棒状压块成型,密度1200kg/m3,热值14~20MJ/kg,接近于中质煤。炭化技术就是利用炭化炉将秸秆压块进一步加工处理,生产出可供烧烤
。随着农村经济的
发展和能源供应的改善,农民对秸秆的燃烧利用逐渐减少,部分经济较发达地区出现了田间直接焚烧秸秆的现象,造成了严重的环境污染问题。利用现代生物技术将农业秸秆转化为有机肥、饲料、酒精等产品,不仅可以缓解资源紧缺压力,同时也可以避免农业秸秆造成环境污染的问题,因而成为世界各国竞相开展的研究课题,具有重大的战略意义。在2003年,国家农业部把实施重点地区农作物秸秆机械化还田利用作为为农民办的11件实事之一。其实,秸秆作为农业的副产品,是一种有用的资源。秸秆中有机质含量平均为15%,平均含碳44122%、氮0162%、磷0125%、钾1144%,还含有镁、钙、硫等元素,这些都是农作物生长所必需的营养元素。秸秆中含有的碳水化合物、蛋白质、脂肪、木质素、醇类、醛、酮和有机酸等,大都可被微生物分解利用,经过处理后可以加工成饲料供动物食用。秸秆的主要成分是碳水化合物,如果燃烧充分,是一种清洁和可再生的能源。
因此,实现秸秆资源化利用是农业可持续发展战略的需要。近年来,秸秆利用技术在我国发展的较快,主要有秸秆能源利用技术、秸秆肥料利用技术、秸秆饲料利用技术以及秸秆工业原料利用技术等。
1 秸秆能源利用技术
111 秸秆气化
农作物秸秆气化技术,就是秸秆燃料在常压
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等使用的木炭。该木炭造成环境污染较轻,因此被称为/生物煤0。75%(即以手握原料以指缝中见到水珠,但不滴水为准)。装入塑料袋或窑中,压实并排净空气,密封保存40~50天即可开袋(窑)喂用。312 秸秆黄贮技术
干的作物秸秆经黄贮后适口性改善,利用率提高2倍。具体做法是先将干作物秸秆锄切到3~4厘米放入缸中,加适量温水闷2天即可。313 秸秆氨化技术
目前秸秆氨化技术主要的氨源有液氨、尿素、碳铵和氨水。用氨量(以尿素计)是秸秆的3~2 秸秆肥料利用技术
秸秆肥料利用除可采用直接还田、堆沤还田和过腹还田三种形式外,还可采用特殊工艺和科学配比,将秸秆经粉碎、酶化、配料、混料等工序后堆肥,制成秸秆复合肥,其成本与尿素相接近,施用后对于优化农田生态环境、增加作物产量作用明显。具体堆肥方式有催腐剂堆肥技术、速腐剂堆肥技术和酵素菌堆肥技术[3]
。
211 催腐剂堆肥技术
催腐剂就是根据有益微生物的营养要求,以作物秸秆为培养基,选用适合有益微生物营养要求的化学药品配制成定量N、P、K、Ca、Mg、Fe、S等营养的化学制剂,有效改善了有益微生物的生态环境,加速了有机物分解腐烂。212 速腐剂堆肥技术
将速腐剂加入秸秆中,能在短期内将秸秆粗纤维分解,施入土壤后迅速培肥土壤,减轻作物病虫害,刺激作物增产,实现用地养地相结合。213 酵素菌堆肥技术
酵素菌是由能够产生多种酶的好(兼)气性细菌、酵母菌和霉菌组成的有益微生物群体。利用酵素菌产生的水解酶的作用,在短时间内,可以把作物秸秆等有机质材料进行糖化和氨化分解,产生低分子的糖、醇、酸等土壤中有益微生物生长繁殖的良好培养基,大大促进堆肥中放线菌的繁殖,从而改善土壤的微生态环境,创造农作物生长发育所需要的良好环境。
3 秸秆饲料利用技术
为了提高秸秆的消化率和适口性,农业科技人员研制出了一系列秸秆处理方法。处理后的秸秆,其营养价值与中等水平的牧草相当。秸秆经过技术处理后,营养成分提高,适口性改善,可大大提高秸秆利用,降低精料的用量。其主要方法有以下6种:
311 秸秆青贮技术
青贮秸秆青绿多汁、适口性好、营养较丰富、容易消化,是牲畜的好饲料。目前常用的青贮技术有塑料袋青贮和窑式青贮两种,即把收获的作物秸秆锄切刀1~2厘米,并将含水量调到67~
6%,即每百公斤秸秆加尿素3公斤或碳铵7~9公斤,或用氨水10~12公斤。氨化用水量一般为40~50%,即3公斤尿素或9公斤碳铵兑40~50公斤水配成溶液,搅拌均匀后加入100公斤秸秆草粉中,氨化温度夏季利用太阳热能,冬季在室内保温或地窖中,也可在火炕烧火加温氨化。5~15e需4~8周,20~30e需1~2周,用时一日一取,并晾晒一天让氨味挥发后再喂用。314 秸秆碱化技术
秸秆碱化技术有氢氧化钠处理、石灰处理等多种。石灰处理技术简单易行,投资少,效果好。100公斤水中加100公斤生石灰,不断搅拌,待其澄清后取上清液。按溶液与饲料3B1的比例在缸中搅拌后稍压实,冬季3天,夏季一天即可喂用。315 秸秆糖化技术
将干作物秸秆锄切刀3~4厘米。用水将酵母菌化开,加入到100公斤水中搅拌均匀,冬天可用30~40e温水将酵母液均匀喷洒到锄短的作物秸秆上,松散堆入容器中,封闭1~3天即可喂用。
316 秸秆微贮技术
用锄草机将秸秆切短至4~8厘米,先在窖底铺一层秸秆,厚度为20~30厘米,再喷洒菌液。分层装窑,放一层压实一层,排除秸秆间空气,待秸秆铺到高于窑口约40厘米时,压实一次,在上面洒一层食盐粉,覆上塑料薄膜,加上10厘米的稻草,再掩盖25厘米厚的泥土,使窑封的严实,1个月后即可喂用。
4 秸秆工业原料利用技术
随着科技发展,秸秆的工业利用得到了长足的发展,其经济效益和环境效益显著[4]。411 制浆造纸
目前我国造纸制浆原料中,1/3来源于秸秆,
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其制浆具有成本低廉、成纸平滑度好,容易施胶等优点,但纸浆质量差、效率低、污染重,可通过改进制浆技术得到不同程度的克服和补偿[5]。412 用秸秆生产有机产品及燃料技术
秸秆的主要成分是纤维素,研究发现利用微生物可将秸秆中的纤维素水解为葡萄糖,半纤维素水解为木糖。再利用葡萄糖和木糖可以发酵生产乙醇、丙酮、丁醇等一系列产品,由此取代传统原油。
413 利用秸秆生产轻型建材替代木材和粘土砖
5 结 论
秸秆是人类能获得的宝贵可再生资源。人类社会的进步,科学技术的发展,秸秆的利用必将形成一个巨大的产业群。它是人类物质文明的重要组成部分,是实现可持续发展,保护环境的重要环节。我国目前农业秸秆的利用水平和有效利用率都很低,而野生植物秸秆的利用就更少。这种低水平的利用或者是不当的处置,不但没有发秸秆富含纤维素、木质素,是生产建材的优良原料。秸秆与化学剂混合,经热压可生产轻型建材。工艺流程是,将秸秆粉碎后按一定比例加入轻粉、膨润土作为粘合剂,再加入阻燃剂和其它配料,以机械搅拌、挤压成型,恒温固化,制成了防水,防火、防虫、防老化、防震并达到国家规范的轻质建筑材料)))五防轻体隔墙板[3]。414 利用秸秆生产可降解包装缓冲材料技术
用秸秆生产的缓冲包装材料,在自然条件下,可以迅速降解为有机肥。西安建筑科技大学应用麦秸秆、稻草等多种天然植物纤维素材料为主要原料,配以多种安全无毒物质开发出完全可以降解的缓冲包装材料。这种材料具有体积小、重量轻、压缩强度高的特点,同时又有一定的柔韧性,制造成本与发泡塑料相当,大大低于纸制品和木质制品。在自然环境中,一个月左右即可全部降解成有机肥。西北农业大学用玉米秸秆热压工艺成型生产出瓦楞纸芯,已投入小批量生产。此类产品比纸制品成本低,完全可以替代纸制品。415 秸秆作为食用菌培养基的利用
目前国内利用熟料麦秸作为培养基,生产食用菌技术已成熟,平均生产1kg食用菌(平菇、香菇、金针菇)可消耗秸秆1kg左右,菌渣还可以还田作有机肥料。此项技术简单易行,推广容易。
416 生产纤维素酶、半纤维素酶
利用稻草粉作碳源固体发酵生产纤维素酶已得到普遍应用。纤维素酶应用最大的潜力,是降解纤维质原料成葡萄糖,用以代替淀粉作为工业发酵的原料。特别指出的是,低(无)纤维素酶活力的半纤维素酶的应用有着广阔的前景,它可以应用于生物制浆、生物漂白、废纸2次纤维回收、废纸脱墨、纸张表面处理等、我国在这方面的研究尚处于起步阶段[6]。
挥出宝贵资源应有的价值,而且还造成污染环境等不利影响。例如滇池周边花卉产业的迅速发展,大量花卉秸秆没有获得良好处置,自然腐化后形成进入滇池的面源污染,是造成滇池污染的因素之一[7]。
因此,要实现秸秆的综合利用,充分发挥这一宝贵资源的效益,必须两手抓。一方面要积极开展秸秆综合利用的研究工作,尽快将现有的先进科学技术,特别是生物工程与化学工程等用于秸秆的开发利用,使之形成环保型、无公害、高效和高利用率的生产工艺,并结合各种不同秸秆的不同性状,得到充分有效的利用,获得最佳效果。另一方面,要通过建立必要的法律法规,从管理上入手,加强对资源的管理以实现可持续发展,建立现代资源合理利用体系,实现良性循环[8]。
总之,对于宝贵的可再生资源)))秸秆的资源化利用,对我们的社会主义现代化建设,特别是当前西部大开发,充分发挥地方特色优势,如云南植物王国,形成独具特色的优势产业,秸秆的现代化开发利用,无疑具有明显的经济、环境及社会效益。
参考文献
[1]张雪松,朱建良.秸秆的利用与深加工[J].化工时刊,2004,18
(5):1-5.
[2]王宜明,范家友,高红武等.秸秆综合利用探析[J].昆明冶金高等专科学校学报,2001,17(4):15-18.
[3]王革华.实现秸秆资源化利用的主要途径[J].上海环境科学,2002,21(11):651-691.
[4]顾树华编著.能源利用与农业可持续发展.北京:北京出版社,2001.
[5]陈洪章,李佐虎.纤维素科学与技术,2000,10(3):47-52.[6]中国资源综合利用,2001,04:33-34.
[7]刘岩,张天柱,陈吉宁.滇池流域农业非点源污染治理的收费政策研究[J].厦门大学学报,2003,42(6):787-790.
[8]张宝莉主编.农业环境保护[M].北京:化学工业出版社,2002.
(下转第85页)
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聚糖处理农作物可明显提高产品质量。羧甲基壳聚糖能提高玉米果穗籽粒中可溶性蛋白质的含量[3]并能提高甘薯、玉米、木薯等低蛋白作物储藏蛋白的含量[4]。试验证明甲壳质及壳聚糖不但能增加粮食作物的蛋白质含量及提高水果的含糖量还显著增加作物产量。用其处理作物种子可以增产5%)15%;用其进行果蔬喷灌可至少增产20%)40%。
214 水果、蔬菜保鲜剂
果蔬加工中有许多情况是不能通过加热灭菌的,如泡菜、酸菜、腌渍水果、杂锦水果色拉等,针对这种情况常规都通过添加防腐剂进行处理。通过试验发现利用甲壳质和壳聚糖生产的保鲜剂处理过的蔬菜、水果会在表面形成一层膜,该膜能防止细菌侵入和抑制水果蔬菜表面原有的细菌进行繁殖,还能防止水分蒸发,具有良好的保水功能,从而达到保鲜的目的。使用甲壳质保鲜剂可使萝卜保鲜8个月以上,辣椒可以保鲜5个月以上,黄瓜可以保鲜20天以上,西红柿可以保鲜5个月以上,花菜类可以保鲜3个月以上。215 种子包衣剂
由于壳聚糖及其衍生物是一种高分子聚合物,其成膜性能具有良好的缓释性和自然降解的特性,同时起着固定和渗透剂作用,因此壳聚糖能在作物种子表面形成一层保护膜,利于保持种子水分,又能吸收环境中的水分供作物需要,在水分过多的情况下可以阻断水分,防止种子烂掉,有利于种子萌发和出苗,而且在酸性条件下可以自然降解,是一种良好的种衣剂。目前,以壳聚糖及其
衍生物为原料生产的种衣剂已在美国、荷兰等国得到广泛应用。
3 结 论
甲壳质及其衍生物与多数高分子化合物相比具有天然、无毒、无味、与环境兼容性好等优点,并且其自身还具有高活性和易降解等特点,因此我们可以认为甲壳质及壳聚糖是非常有价值的新型材料,在农业生产上将会有很大的应用前景。目前对其在农业生产上的进一步应用已经成为研究的热点。伴随着人类对于保护地球、保护生存环境的环保意识的增强,发展绿色农业的呼声已日益高涨并且逐渐成为时尚的追求,这就要求广大农业工作者推广生产无公害、无污染、无残毒的农业生产技术和材料。可以预期,甲壳质和壳聚糖在农业上的应用必定为开展绿色农业生产带来新的生机,将为广大农民的增产增收开辟美好的前景。
参考文献
[1]朱立贵,林海.新兴饲料添加剂)))甲壳素与壳聚粮[J].饲料工业,2000,21(7):27-28.
[2]张敏恒,邓忠贤,徐江.甲壳质在农业上的开发及应用[J].农药,2001,(4):3-5.
[3]师素云,薛启汉,刘蔼民,等.壳聚粮对玉米的调节作用[J].天然产物研究与开发,1998,11(2):32-35.
[4]OsujiGo,etal,Regulationofammoniumionsalvageandenhancementofthestorageproteincontentsofcorn,sweetpotato,andyamtuberbyN2(carboxymethyl)chitosanapplication[J].AgriculturalandFoodchem2istry,1992,(40):724-734.
(上接第80页)
TheRoutesofDiscussingAgriculturalStrawResourceReuse
ZOUHai2ming
(InstituteofBotany,AnhuiScientificandTechnicalCollege,Fengyang 233100,China)
Abstract:Withthedevelopmentoftheruraleconomyofourcountryandadjustmentoftheenergysupplystructure,thesurplusphenomenonoftheagriculturalstrawhasappeared,itcausestheseriousenvironmentalproblemtoburndi2rectlyinthefield.Themainwayutilizedinsurveyagriculturalstrawrecycletreatmentofthispaper,hasintroducedthebasicusetechnologyofthestraw,haveshownthestrawastheimportanceoftheregeneratedenergyandusetheprospectextensively.
Keywords:Agriculturalstraw;Resourcereuse;Energyresource
作者简介:邹海明(1977-),男,安徽省巢湖市人,助教,从事环境科学方面教学和研究。
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农业秸秆资源化利用途径探讨
邹海明
(安徽科技学院植物科学学院资环教研室 安徽凤阳 233100)
=摘 要>随着我国农村经济的发展和能源供应结构的调整,=关键词>农业秸秆; 中图分类号:F306
全世界每年产农作物秸秆约1000~2000亿吨,我国每年达8亿吨以上
[1]
出现了农业秸秆过剩现象,田间直接燃烧造成了严重的环境问题。
本文综述了农业秸秆资源化利用的主要途径,介绍了秸秆的基本利用技术,表明了秸秆作为可再生能源的重要性和广泛应用前景。
资源化;能源
文献标识码:A
缺氧状态下燃烧反应的能量转换过程,当固体物质在高温条件下,与气化剂(空气、氧气和水蒸气)反应得到小分子可燃气体的过程。目前使用最广泛的是空气作为气化剂。产生的气体主要作为燃料,用于锅炉、民用炉灶、发电等场合。整个气化反应可分两个过程,一是燃烧反应过程:C+O2=CO2,2H2+O2=2H2O;二是气化反应过程:C+H2O=CO+H2,2C+O2=2CO。另外,秸秆在625e隔绝或少量供给氧气的条件下热解,产物冷凝后得到气体、液体、固体3类产品,分别为15%的可燃气体,75%的热解油和15%的木碳粉[2]。热解油经重整和精炼后可作发动机燃料,可燃气体可供民用,木碳粉也有广泛用途。秸秆厌氧生物降解也可产生作为燃料的沼气以及产生有机肥,实现农业生态良性循环。112 秸秆水解
秸秆里含有丰富的纤维素、半纤维素和木质素,水解法是指把秸秆中的纤维素、半纤维素转化为多糖,然后再用生物技术发酵成为乙醇。其工艺过程为:首先借助化学的、物理的方法对秸秆进行预处理,使纤维素与木质素、半纤维素等分离开,使纤维素降低聚合度,半纤维素被水解成木糖、阿拉伯糖等单糖;其次单糖在细菌、真菌、酵母菌等微生物代谢作用下生成乙醇[1]。113 压块成型及炭化技术
压块成型就是将秸秆粉碎,用机械的方法在一定的压力下挤压成型。这种技术能提高能源密度,改善燃烧特性,实现优质能源转化。现在一般为棒状压块成型,密度1200kg/m3,热值14~20MJ/kg,接近于中质煤。炭化技术就是利用炭化炉将秸秆压块进一步加工处理,生产出可供烧烤
。随着农村经济的
发展和能源供应的改善,农民对秸秆的燃烧利用逐渐减少,部分经济较发达地区出现了田间直接焚烧秸秆的现象,造成了严重的环境污染问题。利用现代生物技术将农业秸秆转化为有机肥、饲料、酒精等产品,不仅可以缓解资源紧缺压力,同时也可以避免农业秸秆造成环境污染的问题,因而成为世界各国竞相开展的研究课题,具有重大的战略意义。在2003年,国家农业部把实施重点地区农作物秸秆机械化还田利用作为为农民办的11件实事之一。其实,秸秆作为农业的副产品,是一种有用的资源。秸秆中有机质含量平均为15%,平均含碳44122%、氮0162%、磷0125%、钾1144%,还含有镁、钙、硫等元素,这些都是农作物生长所必需的营养元素。秸秆中含有的碳水化合物、蛋白质、脂肪、木质素、醇类、醛、酮和有机酸等,大都可被微生物分解利用,经过处理后可以加工成饲料供动物食用。秸秆的主要成分是碳水化合物,如果燃烧充分,是一种清洁和可再生的能源。
因此,实现秸秆资源化利用是农业可持续发展战略的需要。近年来,秸秆利用技术在我国发展的较快,主要有秸秆能源利用技术、秸秆肥料利用技术、秸秆饲料利用技术以及秸秆工业原料利用技术等。
1 秸秆能源利用技术
111 秸秆气化
农作物秸秆气化技术,就是秸秆燃料在常压
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等使用的木炭。该木炭造成环境污染较轻,因此被称为/生物煤0。75%(即以手握原料以指缝中见到水珠,但不滴水为准)。装入塑料袋或窑中,压实并排净空气,密封保存40~50天即可开袋(窑)喂用。312 秸秆黄贮技术
干的作物秸秆经黄贮后适口性改善,利用率提高2倍。具体做法是先将干作物秸秆锄切到3~4厘米放入缸中,加适量温水闷2天即可。313 秸秆氨化技术
目前秸秆氨化技术主要的氨源有液氨、尿素、碳铵和氨水。用氨量(以尿素计)是秸秆的3~2 秸秆肥料利用技术
秸秆肥料利用除可采用直接还田、堆沤还田和过腹还田三种形式外,还可采用特殊工艺和科学配比,将秸秆经粉碎、酶化、配料、混料等工序后堆肥,制成秸秆复合肥,其成本与尿素相接近,施用后对于优化农田生态环境、增加作物产量作用明显。具体堆肥方式有催腐剂堆肥技术、速腐剂堆肥技术和酵素菌堆肥技术[3]
。
211 催腐剂堆肥技术
催腐剂就是根据有益微生物的营养要求,以作物秸秆为培养基,选用适合有益微生物营养要求的化学药品配制成定量N、P、K、Ca、Mg、Fe、S等营养的化学制剂,有效改善了有益微生物的生态环境,加速了有机物分解腐烂。212 速腐剂堆肥技术
将速腐剂加入秸秆中,能在短期内将秸秆粗纤维分解,施入土壤后迅速培肥土壤,减轻作物病虫害,刺激作物增产,实现用地养地相结合。213 酵素菌堆肥技术
酵素菌是由能够产生多种酶的好(兼)气性细菌、酵母菌和霉菌组成的有益微生物群体。利用酵素菌产生的水解酶的作用,在短时间内,可以把作物秸秆等有机质材料进行糖化和氨化分解,产生低分子的糖、醇、酸等土壤中有益微生物生长繁殖的良好培养基,大大促进堆肥中放线菌的繁殖,从而改善土壤的微生态环境,创造农作物生长发育所需要的良好环境。
3 秸秆饲料利用技术
为了提高秸秆的消化率和适口性,农业科技人员研制出了一系列秸秆处理方法。处理后的秸秆,其营养价值与中等水平的牧草相当。秸秆经过技术处理后,营养成分提高,适口性改善,可大大提高秸秆利用,降低精料的用量。其主要方法有以下6种:
311 秸秆青贮技术
青贮秸秆青绿多汁、适口性好、营养较丰富、容易消化,是牲畜的好饲料。目前常用的青贮技术有塑料袋青贮和窑式青贮两种,即把收获的作物秸秆锄切刀1~2厘米,并将含水量调到67~
6%,即每百公斤秸秆加尿素3公斤或碳铵7~9公斤,或用氨水10~12公斤。氨化用水量一般为40~50%,即3公斤尿素或9公斤碳铵兑40~50公斤水配成溶液,搅拌均匀后加入100公斤秸秆草粉中,氨化温度夏季利用太阳热能,冬季在室内保温或地窖中,也可在火炕烧火加温氨化。5~15e需4~8周,20~30e需1~2周,用时一日一取,并晾晒一天让氨味挥发后再喂用。314 秸秆碱化技术
秸秆碱化技术有氢氧化钠处理、石灰处理等多种。石灰处理技术简单易行,投资少,效果好。100公斤水中加100公斤生石灰,不断搅拌,待其澄清后取上清液。按溶液与饲料3B1的比例在缸中搅拌后稍压实,冬季3天,夏季一天即可喂用。315 秸秆糖化技术
将干作物秸秆锄切刀3~4厘米。用水将酵母菌化开,加入到100公斤水中搅拌均匀,冬天可用30~40e温水将酵母液均匀喷洒到锄短的作物秸秆上,松散堆入容器中,封闭1~3天即可喂用。
316 秸秆微贮技术
用锄草机将秸秆切短至4~8厘米,先在窖底铺一层秸秆,厚度为20~30厘米,再喷洒菌液。分层装窑,放一层压实一层,排除秸秆间空气,待秸秆铺到高于窑口约40厘米时,压实一次,在上面洒一层食盐粉,覆上塑料薄膜,加上10厘米的稻草,再掩盖25厘米厚的泥土,使窑封的严实,1个月后即可喂用。
4 秸秆工业原料利用技术
随着科技发展,秸秆的工业利用得到了长足的发展,其经济效益和环境效益显著[4]。411 制浆造纸
目前我国造纸制浆原料中,1/3来源于秸秆,
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其制浆具有成本低廉、成纸平滑度好,容易施胶等优点,但纸浆质量差、效率低、污染重,可通过改进制浆技术得到不同程度的克服和补偿[5]。412 用秸秆生产有机产品及燃料技术
秸秆的主要成分是纤维素,研究发现利用微生物可将秸秆中的纤维素水解为葡萄糖,半纤维素水解为木糖。再利用葡萄糖和木糖可以发酵生产乙醇、丙酮、丁醇等一系列产品,由此取代传统原油。
413 利用秸秆生产轻型建材替代木材和粘土砖
5 结 论
秸秆是人类能获得的宝贵可再生资源。人类社会的进步,科学技术的发展,秸秆的利用必将形成一个巨大的产业群。它是人类物质文明的重要组成部分,是实现可持续发展,保护环境的重要环节。我国目前农业秸秆的利用水平和有效利用率都很低,而野生植物秸秆的利用就更少。这种低水平的利用或者是不当的处置,不但没有发秸秆富含纤维素、木质素,是生产建材的优良原料。秸秆与化学剂混合,经热压可生产轻型建材。工艺流程是,将秸秆粉碎后按一定比例加入轻粉、膨润土作为粘合剂,再加入阻燃剂和其它配料,以机械搅拌、挤压成型,恒温固化,制成了防水,防火、防虫、防老化、防震并达到国家规范的轻质建筑材料)))五防轻体隔墙板[3]。414 利用秸秆生产可降解包装缓冲材料技术
用秸秆生产的缓冲包装材料,在自然条件下,可以迅速降解为有机肥。西安建筑科技大学应用麦秸秆、稻草等多种天然植物纤维素材料为主要原料,配以多种安全无毒物质开发出完全可以降解的缓冲包装材料。这种材料具有体积小、重量轻、压缩强度高的特点,同时又有一定的柔韧性,制造成本与发泡塑料相当,大大低于纸制品和木质制品。在自然环境中,一个月左右即可全部降解成有机肥。西北农业大学用玉米秸秆热压工艺成型生产出瓦楞纸芯,已投入小批量生产。此类产品比纸制品成本低,完全可以替代纸制品。415 秸秆作为食用菌培养基的利用
目前国内利用熟料麦秸作为培养基,生产食用菌技术已成熟,平均生产1kg食用菌(平菇、香菇、金针菇)可消耗秸秆1kg左右,菌渣还可以还田作有机肥料。此项技术简单易行,推广容易。
416 生产纤维素酶、半纤维素酶
利用稻草粉作碳源固体发酵生产纤维素酶已得到普遍应用。纤维素酶应用最大的潜力,是降解纤维质原料成葡萄糖,用以代替淀粉作为工业发酵的原料。特别指出的是,低(无)纤维素酶活力的半纤维素酶的应用有着广阔的前景,它可以应用于生物制浆、生物漂白、废纸2次纤维回收、废纸脱墨、纸张表面处理等、我国在这方面的研究尚处于起步阶段[6]。
挥出宝贵资源应有的价值,而且还造成污染环境等不利影响。例如滇池周边花卉产业的迅速发展,大量花卉秸秆没有获得良好处置,自然腐化后形成进入滇池的面源污染,是造成滇池污染的因素之一[7]。
因此,要实现秸秆的综合利用,充分发挥这一宝贵资源的效益,必须两手抓。一方面要积极开展秸秆综合利用的研究工作,尽快将现有的先进科学技术,特别是生物工程与化学工程等用于秸秆的开发利用,使之形成环保型、无公害、高效和高利用率的生产工艺,并结合各种不同秸秆的不同性状,得到充分有效的利用,获得最佳效果。另一方面,要通过建立必要的法律法规,从管理上入手,加强对资源的管理以实现可持续发展,建立现代资源合理利用体系,实现良性循环[8]。
总之,对于宝贵的可再生资源)))秸秆的资源化利用,对我们的社会主义现代化建设,特别是当前西部大开发,充分发挥地方特色优势,如云南植物王国,形成独具特色的优势产业,秸秆的现代化开发利用,无疑具有明显的经济、环境及社会效益。
参考文献
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[8]张宝莉主编.农业环境保护[M].北京:化学工业出版社,2002.
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#85 #2005年10月 农业与技术Vol125 No15
聚糖处理农作物可明显提高产品质量。羧甲基壳聚糖能提高玉米果穗籽粒中可溶性蛋白质的含量[3]并能提高甘薯、玉米、木薯等低蛋白作物储藏蛋白的含量[4]。试验证明甲壳质及壳聚糖不但能增加粮食作物的蛋白质含量及提高水果的含糖量还显著增加作物产量。用其处理作物种子可以增产5%)15%;用其进行果蔬喷灌可至少增产20%)40%。
214 水果、蔬菜保鲜剂
果蔬加工中有许多情况是不能通过加热灭菌的,如泡菜、酸菜、腌渍水果、杂锦水果色拉等,针对这种情况常规都通过添加防腐剂进行处理。通过试验发现利用甲壳质和壳聚糖生产的保鲜剂处理过的蔬菜、水果会在表面形成一层膜,该膜能防止细菌侵入和抑制水果蔬菜表面原有的细菌进行繁殖,还能防止水分蒸发,具有良好的保水功能,从而达到保鲜的目的。使用甲壳质保鲜剂可使萝卜保鲜8个月以上,辣椒可以保鲜5个月以上,黄瓜可以保鲜20天以上,西红柿可以保鲜5个月以上,花菜类可以保鲜3个月以上。215 种子包衣剂
由于壳聚糖及其衍生物是一种高分子聚合物,其成膜性能具有良好的缓释性和自然降解的特性,同时起着固定和渗透剂作用,因此壳聚糖能在作物种子表面形成一层保护膜,利于保持种子水分,又能吸收环境中的水分供作物需要,在水分过多的情况下可以阻断水分,防止种子烂掉,有利于种子萌发和出苗,而且在酸性条件下可以自然降解,是一种良好的种衣剂。目前,以壳聚糖及其
衍生物为原料生产的种衣剂已在美国、荷兰等国得到广泛应用。
3 结 论
甲壳质及其衍生物与多数高分子化合物相比具有天然、无毒、无味、与环境兼容性好等优点,并且其自身还具有高活性和易降解等特点,因此我们可以认为甲壳质及壳聚糖是非常有价值的新型材料,在农业生产上将会有很大的应用前景。目前对其在农业生产上的进一步应用已经成为研究的热点。伴随着人类对于保护地球、保护生存环境的环保意识的增强,发展绿色农业的呼声已日益高涨并且逐渐成为时尚的追求,这就要求广大农业工作者推广生产无公害、无污染、无残毒的农业生产技术和材料。可以预期,甲壳质和壳聚糖在农业上的应用必定为开展绿色农业生产带来新的生机,将为广大农民的增产增收开辟美好的前景。
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TheRoutesofDiscussingAgriculturalStrawResourceReuse
ZOUHai2ming
(InstituteofBotany,AnhuiScientificandTechnicalCollege,Fengyang 233100,China)
Abstract:Withthedevelopmentoftheruraleconomyofourcountryandadjustmentoftheenergysupplystructure,thesurplusphenomenonoftheagriculturalstrawhasappeared,itcausestheseriousenvironmentalproblemtoburndi2rectlyinthefield.Themainwayutilizedinsurveyagriculturalstrawrecycletreatmentofthispaper,hasintroducedthebasicusetechnologyofthestraw,haveshownthestrawastheimportanceoftheregeneratedenergyandusetheprospectextensively.
Keywords:Agriculturalstraw;Resourcereuse;Energyresource
作者简介:邹海明(1977-),男,安徽省巢湖市人,助教,从事环境科学方面教学和研究。