农作物秸秆如何变废为宝?湖南这几种主要综合利用方式了解一下

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  农作物秸秆资源是宝贵的可再生资源,用则利,弃则害,加快推进秸秆综合利用,对于稳定农业生态平衡、缓解资源约束、减轻环境压力具有十分重要的意义。

  “秸秆作为农业废弃物,是‘放错了地方的资源’。近几年,我省通过大力开展试验示范,同时学习和借鉴其他省份经验,摸索出适合湖南推广的秸秆综合利用技术路线。”5月21日,省农业机械化技术推广站调研员、研究员级高级工程师吴文科,向记者介绍了我省农作物秸秆综合利用的7种主要方式。

  据统计,我省每年农作物播种面积在1.2亿亩以上,年产秸秆5000万吨左右,实际可收集资源量约为3700万吨。其中,水稻秸秆约2700万吨、油菜秸秆260万吨、棉花秸秆70万吨、玉米秸秆390万吨、薯类秸秆80万吨、豆类秸秆40万吨、花生秸秆36万吨、小麦秸秆8万吨和其它谷物秸秆80万吨。

  秸秆机械粉碎还田

  增产稳产,省工省时

  近年来,我省秸秆机械粉碎还田面积和数量呈快速增长的趋势。吴文科告诉记者,秸秆还田对改善农业生产条件,增加土壤有机质含量,保障粮食稳产增产有积极作用。同时,还可提高土壤的蓄水保墒能力,缓解雨水对土壤的冲刷,减少水土流失。

  

  边收获变粉碎还田。(受访者供图)

  吴文科介绍,秸秆机械粉碎还田技术主要是推广利用带茎秆切碎装置的全(半)喂入收割机进行收获,在收获时将农作物秸秆粉碎均匀抛洒至田表,要求留茬高度不大于 15 厘米、茎秆切碎长度不大于 10 厘米,再在机械耕整地时将秸秆埋入土中并及时灌水促使秸秆腐烂。

  “秸秆机械粉碎还田与传统的秸秆处理方法相比,具有省工省时、提高效率、节约成本等优点,是我省农作物秸秆的主要处理方式。”吴文科表示。

  秸秆机械化制肥

  品质提升,肥中有料

  据记者了解,秸秆捡拾粉碎制肥还田技术,即利用全(半)喂入收割机收割,但秸秆不切碎,再利用自走式或牵引式打捆机进行秸秆捡拾作业,通过机械粉碎后,再利用秸秆制肥机组制肥。

  

  秸秆机械化制肥。

  “秸秆收集、粉碎,在制肥机内加入腐熟剂、菌种,高温杀有害菌、催生益生菌,机外熟化,快速形成有机质含量较高的有机肥,再施入田土中,可减少化肥的施用量,提高农产品品质。这项技术其实是农机与农艺高度结合的产物。”吴文科说。

  秸秆饲料化加工

  提质增效,家畜青睐

  众所周知,农作物秸秆若直接作为饲料,其粗纤维含量高、蛋白质、矿物质、可溶性碳水化合物和胡萝卜素等含量低,营养价值低。此外,秸秆质地坚硬、口感不好,易导致家畜采食量小,消化率低。“若对它们进行适当的加工处理,降低秸秆中木质纤维素含量,增加蛋白质含量,改善其适口性,提高营养价值,可在一定程度上提高家畜的采食量和消化率,从而提高植物秸秆的利用率、经济效益。”吴文科介绍道。

  吴文科告诉记者,秸秆饲料化加工技术主要包括青贮加工、黄贮加工、微贮加工、氨化加工以及包膜加工等方面。以最基本的青贮加工技术为例,主要流程为:秸秆趁青收获,机械切碎后并添加菌种进行包膜处理,待发酵后,可用于喂养牲畜。

  

  秸秆被切碎后进行包膜处理。

  吴文科还介绍,据测算,每1万吨秸秆压缩饲料,可供3000~4000头牛食用 1年,肉牛可增重增收 15%,奶牛可增产增收16%,乳脂率也提高 0.2%。“因此,加快以秸秆为原料的粗饲料工业化生产和现代化的流通已迫在眉睫。”

  秸秆发电

  节能环保,寒中送暖

  秸秆发电,就是以农作物秸秆为主要燃料的一种发电方式。作物秸秆燃烧作为一种传统的能量转化方式,它的成本低廉、经济方便,可在农作物秸秆主产区为中小型企业、学校以及乡镇居民用于冬季供暖。

  

  秸秆发电厂。

  吴文科告诉记者,秸秆作为可再生资源,用于燃烧供热发电,可有效解决秸秆焚烧造成的环境污染问题。近几年,湖南省已建成农作物秸秆发电厂10余家。

  秸秆气化

  干净方便,动力十足

  秸秆气化集中供气技术是我国农村能源建设推出的一项新技术。它是以农村丰富的农作物秸秆为原料,经过热解和还原反应后生成可燃性气体,通过管网送到农户家中,可供炊事、采暖燃用。

  

  秸秆生物质气化生活用炉。

  吴文科详解道,该技术是将玉米、小麦等农作物干秸秆粉碎后作为原料,经过气化设备(气化炉)热解、氧化和还原反应转换成可燃气体,经净化、除尘、冷却、储存加压,再通过输配系统用作燃料或生产动力。“秸秆气化是一种清洁、方便、廉价的能源。”

  记者采访了解到,利用秸秆发展沼气是秸秆气化利用的另一种方式。大致流程是把新鲜牲畜粪和风干秸秆作为原料(粪草比为 2∶1)装入沼气池内进行发酵。作为制气原料的新鲜秸秆或干秸秆可用机动铡草机切碎。通过厌氧发酵微生物发酵后,将秸秆中有机剩余物中的能量转化为沼气,每吨可产沼气 100 立方米左右,1 立方米沼气热值为 5000~5500 大卡, 相当于1公斤原煤或 0.76 公斤标准煤。制气后的沼气粪水残渣可还田,所产生的沼气经净化、除尘、储存加压,再经输配管道提供给用户。

  秸秆成型(燃料)机械化

  秸秆替煤,能源富足

  该技术采用成型机,在不添加任何粘结剂的条件下,将粉碎后较松散的秸秆类生物质原料在成型套筒内热压成一定密度的生物质棒块,以取代煤作为生物质燃炉、锅炉、壁炉、茶水炉、发电炉的燃料。“该技术的应用可解决农民荒烧秸秆、缓解部分地区能源短缺,环境污染等问题。作业主要包括秸秆收集、干燥、粉碎、成型、燃烧等环节。”吴文科说。

  

  秸秆生物质锅炉燃烧器。

  据吴文科介绍,收集秸秆时,农户要将收获后的秸秆经风吹日晒,自然状态脱水。经较长时间水浸,纤维素和木质素受到破坏或夹带泥土较多的秸秆不能作为原料。“如果收集的秸秆要度过雨季,最好将它们堆集在防雨的棚室里,防止秸秆腐烂。有条件的应把秸秆进行粉碎后储存,这样既利于防火、少占用空间,还可以使粉料自然酶化,使木质素软化。”

  秸秆的粉碎作业也有要求,需根据不同作物秸秆选择不同的粉碎方式。玉米、麦秆等含木质素较低的秸秆选用揉丝机效果较好;新鲜、含水量较大秸秆则需要铡切后再进行粉碎;棉花秸秆等木质素较高的秸秆粉碎时,须选用棉秆专用粉碎机具,最好先铡切,然后再进行粉碎。

  此外,不同作物的秸秆粉料,压缩成型所要求的水分也有所不同,压缩成型前必须对原料进行干燥。根据生产进度及场地的面积可使用烘干机或人工自然晾晒。秸秆固化燃料加工要求原料的含水率为15%~25%最佳。

  秸秆栽培食用菌

  变废为宝,“闲”田不闲

  我省是水稻种植大省,对于水稻收获后剩下的秸秆,农户以往都是一“火”烧之。但此举带来的是对环境的破坏。

  “农作物秸秆含有丰富的纤维素和木质素等有机物,是栽培食用菌的好材料。”吴文科说,利用稻草、麦秆、玉米秆、油菜秆等农作物秸秆作主料,可大量生产多种食用菌。

  

  食用菌培育。

  秸秆作为食用菌栽培的基础材料,是一项投资小、见效快且能大量处理剩余秸秆、受农民欢迎的致富技术。

  据记者了解,本报曾报道过的湘潭县一季稻冬闲田“一亩脱贫”新模式,正是利用秸秆种菇解决了秸秆焚烧难题,提升了稻田综合效益,让冬闲田成功完成了从杂草丛生到变废为宝的转变。

  记者还采访得知,2015~2018 年,我省连续 4 年投入资金用于秸秆机械化还田及综合利用技术推广和应用。累计在近 30 个县布局试点,试点面积约 2.6 万亩,示范带动全省水稻秸秆综合利用面积达到 26 万亩,初步形成了肥料化、饲料化利用为主,基料化、原料化利用为补充,能源化利用快速发展的秸秆综合利用格局。

  “虽然目前我省秸秆综合利用面积和数量有了增长,但存在的问题我们也不能忽视。”吴文科告诉记者,秸秆有效利用率还有待进一步提高;全省各地依然存在秸秆焚烧现象,严重污染环境;秸秆收贮运依然难度较大,成本较高。

  因此,他建议,政府要加大支持力度,对秸秆机械粉碎还田、捡拾打捆等作业进行补贴;加大秸秆收贮运先进机具的研发力度和秸秆综合利用技术推广应用力度,积极培育扶持秸秆综合利用示范龙头企业。

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