农作物秸秆综合利用技术

摘要：該文综述了农作物秸秆的利用的成因和综合利用技术的进展，包括肥料转化技术、饲料转化技术、能源技术等。农作物秸秆的综合利用就是对可再生资源的利用可以有效解决农村肥料、饲料以及能源的短缺问题，为农业的持续发展提供保障，是生态环境保护最有效的方法。

关键词：秸秆；可再生资源；综合利用

孙金华. 农作物秸秆综合利用技术[J]. 农业工程技术，2017，37（26）：33.

一、农作物秸秆利用结构原理

秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。纤维素是一种葡聚糖，它构成秸秆基本结构，在植物体中半纤维还可以与纤维素、木质素、果胶质、蛋白质等很多高分子成分相关联形成稳定而复杂的植物半纤维素类成分，在植物体内起到支架和骨干的作用，还可以起到储存碳水化合物的作用。木质结构单元是松柏醇、香豆醇和芥子酸等化合物，木质素机械程度很高，有天然塑料之称，在秸秆中木质素能与纤维素、半纤维素、碳水化合物等分子相结合形成更复杂的高级结构，给予细胞壁化学和生物学的抵抗力，并使植物具有机械力。木质素不易化学降解，浓硫酸、盐酸不能使它分解，但强碱溶液可以使它分解。纤维素是细胞壁的主要成分，在纤维素的周围充填着半纤维素和木质素阻碍了纤维素分子的直接接触。

二、农作物秸秆利用技术

1、秸秆肥料化技术

据测定秸秆的秆、叶、根中含有大量的氮、磷、钾有机原料，分析得出每100 kg鲜秸秆中含氮0.48 kg、磷0.38 kg、钾1.67 kg，相当于2.4 kg的氮肥、3.8 kg的磷肥、3.4 kg的钾肥。

秸秆还田常见为机械化以及覆盖、堆沤两种技术，在秸秆肥料转化中起到关键作用。作物秸秆本身养分不均衡，含量偏低且不易腐熟，因此需要添加一些有机肥料，比如畜禽粪便、生活垃圾、污水处理厂产生的污泥等物料，加快秸秆腐熟，实现肥料化生产。此外，还需要适当添加一些专用的菌剂，增加肥效。秸秆用量要依据其他物料的养分含量改善发酵物料的碳氮比和含水量，从而利于接种菌剂发挥作用。

2、秸秆饲料化技术

作物秸秆通常主要用来充当反刍动物的粗饲料。其主要由纤维素等组成，导致适口性以及消化转化率大大降低，且矿物质和蛋白质含量也偏低，直接影响秸秆的利用，增加环境污染。因此，通过推广秸秆饲料化，不仅可以有效节省粮食的消耗，同时减少对环境造成的污染，还可以确保畜牧业持续、稳定的发展。

（1）秸秆氨化处理

据莫放研究表明麦秸氨化粗蛋白质可由3.6%增加到11.6%，于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%，粗蛋白质消化率提高35.3%，作物秸秆经氨化处理后DM采食量可提高25%左右。

（2）秸秆微贮

指在秸秆进行发酵前，适量添加一定量的微生物添加剂，通过这些微生物对秸秆进行分解，软化秸秆，将其中的纤维素、半纤维素及木质素等有机碳水化合物转化为糖类，最终经过发酵，转化成乳酸和其他一些挥发性脂肪酸，提高瘤胃微生物对秸秆的利用率。微贮后蛋白质含3.85%，粗脂肪2.43%，无氮浸出物2.19%，灰分5.99%，水分51.92%，可提高消化率24%-43%，有机物消化率29%，并能够调节动物的肠胃功能，使其达到平衡，但也只适于反刍动物[1]。

3、秸秆能源化技术

秸秆生物气化技术又称秸秆沼气技术，是指以秸秆为主要原料经微生物厌氧发酵作用生产可燃气体—沼气的秸秆处理利用技术。该技术处理秸秆，除了生产农村急需的高品质清洁能源，还能生产有机肥料。

（1）秸秆热解气化

是将秸秆转化为气体燃料的热化学过程。秸秆气化反应器中氧气不足时部分燃烧以提供气化吸热反应所需的热量，使秸秆在700-850℃左右的气温度下发生热解气化反应转化为含氢气、一氧化碳和低分子烃类的可燃气体，可以直接作为锅炉燃烧供热。

（2）生物质固化成型燃料技术

是在一定温度和压力作用下，将各类分散的没有一定形状的农林生物经收集、干燥、粉碎等预处理后，利用特殊的生物固化成型设备挤压成密度较大的棒状或颗粒状等成型燃料，从而提高其运输和贮存能力，改善秸燃烧性能，提高利用效率，扩大应用范围。

（3）农作物秸秆直接燃烧发电

生物质燃烧发电（包括城市固体废物发电）技术类似燃煤技术，就是对农作物秸秆进行打捆、运输、燃烧产生的蒸汽通过汽轮机或蒸汽机系统驱动发电机发电，基本达到成熟阶段，且风险小，已进入商业化阶段。

4、农作物秸秆的其它应用技术

秸秆还可以用于造纸、生产可降解的包装材料以及制作人造板等。利用秸秆制浆，不仅成本较低，且制成的纸平滑、易施胶，且安全无毒、无臭、卫生、质轻、通气性好、容易降解等特点[2]。

三、存在的问题与展望

目前，全国对秸秆的综合利用仍不够成熟，大多数是以粗加工为主，缺乏对秸秆精细加工技术的研究与推广。由于不同动物消化特点不相同，再加上植物纤维的差异，因此秸秆饲料需要区分多个种类。此外，秸秆综合利用加工设备以粗放型生产方式为主，其自动化程度精细加工程度有待提高。

参考文献

[1] 莫 放. 化学处理对秸秆秕壳的瘤胃有机物降解率的影响[J]. 中国畜牧杂志，2001（6）：3-5.

[2] 江海波，素元萍，余 康. 中国农作物秸秆资源分布利用与开发策略[J]. 国土与自然资源研究，2008（2）92-93.endprint