对玉米秸杆综合开发利用技术的初步探讨
2008-02-19 14:28:27   来源：本站原创   评论：0 点击：

     【摘  要:】　玉米秸杆是一种生产量很大但也极具有实际用途的宝贵资源。秸杆焚烧不仅烧掉了肥力与能源资源，而且污染环境，给交通与航空带来不便。加强秸杆综合开发利用是我市发展现代化农业的有效途径，秸杆还田与秸杆饲料是目前切实可行经济有效的利用方式，另外也有必要加强对燃料酒精、工业造纸等规模化秸杆利用方面的研究。

     【关键词】　秸杆；饲料；能源；综合利用

 

    玉米是我国第二大粮食作物，其经济系数为0.38～0.5。农业生产技术的现代化，使玉米产量有了大幅度提高。玉米籽粒产量提高的同时，也生产了大量的秸杆。据统计，我国年种植玉米1.26亿公顷，年秸杆产量约6亿吨^[1]。我市年均玉米播种面积3.67万公顷，年产秸杆约17.5万吨。在玉米主产区，大量的玉米秸杆成为了一大公害，受农业机械化及养殖业不发达的限制，很多农民往往在收获玉米籽粒后将秸杆堆放或晾干再一烧了之。届时可见烽风火连天烟雾锁地，不仅严重污染了空气环境，而且给地面交通及航空带来很大的不便；焚烧秸杆也使焚火点土壤中的微生物被烧死，土壤焦化，肥力长时间难以恢复；另外，焚烧秸杆还往往烧坏电缆、烧死树木、引发火灾，给国家及社会带来一系列损失。玉米秸杆中主要含纤维素、半纤维素、木质素等，营养丰富。据测算，每100g秸杆中，含碳44.2g，氮0.62g，磷0.25g，钾1.44g及钙、镁、铁、硫、硅等微量元素，有机物含量约为15%左右^[2], 所以焚烧秸杆烧掉的不仅是大量的肥力资源，也烧掉了有效改良土壤的物理基质。秸杆焚烧后所残留的养分以钾为主,另有少量的微量元素，因而还田增产效果特小，比堆肥还田小10倍，比过腹还田小100倍^[3]。因此，加强秸杆综合开发利用，是农业绿色化有机化及走可持续发展之路的必经途径。

 

    化肥的大量推广利用使秸杆堆肥还田基本不再；农业机械化程度的提高，使大牲畜饲养量大大减少，秸杆也不再成为必备饲料；有限的奶牛饲养只能利用有限的秸杆，大量的仍无去处。目前比较卓有成效的就是近几年通过政府大力号召及广大农民的积报配合，利用秸杆还田机进行秸杆粉碎还田得到到了有效的进展，有的乡村还实现了基本上百分之百的秸杆还田，迈出了秸杆利用保护环境的可喜一步。在规模化秸杆气化利用方面，虽有少量的几个成功的试点，但还仅处于试验阶段，目前还没有得到大面积的普及。

 

    这是目前最直接也最容易实施的利用方式。秸杆还田之后，在土壤中通过微生物作用，缓慢分解，释放出其中的矿物质养分，供作物吸收利用；分解时形成的有机质、腐殖质又可为土壤中微生物及土壤生物提供原料，从而使土壤结构得到有效改善，增进土壤肥力。土壤中微生物生存活跃，土壤系统生态平衡稳定，土地生产力就会稳固提高。

    将玉米子粒收获后，先用秸杆粉碎机将秸杆打碎，再用深耕犁翻压，将粉碎后的秸杆置于地下，目前这是我市玉米产区最主要也最便捷的利用方式，面积年年增大（表1）。

                                        表1 占城镇近五年秸杆还田面积统计          

    由于秸杆中纤维素类物质分解较慢，所以对下季的小麦产量无明显增产效应，但对下年度的玉米增产效果比较明显。据调查，上年度的秸杆还田，下一年度的玉米产量一般比没有进行还田的增产5%~10%。

     高温堆肥是指将秸杆粉碎后洒水堆压，利用堆压产生的高温促进纤维素降解的生物转化过程。高温堆肥在以前是秸秆利用的重要方式，是增强土壤肥力的有效方法之一。秸杆经高温堆压处理后，秸杆内的粗纤维成分分解，产生小分子的糖、醇等，有一种特殊的肥香味，对土壤微生物的生长与繁殖、改善土壤理化性状、增加有机质含量均有着不可估量的作用。

    高温堆肥时辅之以禽畜粪便或生物菌肥等，可以加速秸杆的分解腐化，提高效率。这样处理的秸杆，腐熟快，腐解充分完全，外观呈黑色，肥味浓，农民常称之为“有劲”。在堆肥的同时，加进适量的杀虫剂，可有效杀灭隐藏于秸杆内的蛴螬、金针虫等地下害虫，作到一劳多得。

     指秸杆经过适当处理以饲料方式经过大牲畜消化降解、再以粪肥方式还入田中。这在我市农业机械化不太发达的山区乡镇，还是一种秸杆还田的主要方式。过腹秸秆在牲畜肠胃中经各种体内酶及微生物的降解，大分子碳氮化合物变为小分子，不能作为营养被吸收的剩余物质以粪便形式排出，含氮量较大，微生物数量也大，还田的增产效果明显。特别是在改良土壤理化性状、增强土壤有机质方面，有着化学肥料不可替代的作用。

     玉米秸杆中含有丰富的碳水化合物、蛋白质、有机酸、醇类、脂类及无机矿物质等^[4]。经适当方式处理后，其适口性大为提高，营养价值也加大，是发展畜牧业的良好原料。作为饲料利用后，其副产品粪便又是上好的肥田原料。

     玉米收获后将青绿的玉米秸杆经粉碎机粉碎，贮存于特定设备中充分压实密封在无氧条件下经发酵而成。青贮发酵后的饲料，有机酸特别是乳酸含量较高，松软可口，营养丰富，易于牲畜消化吸收，是优良的冬季饲料，为饲养牛、马、骡、驴等大牲畜之必备。

    是为适应牲畜营养及适口需要而采取特殊加工而成的饲料。将秸杆粉碎后加入按比例加入氨水或尿素，堆入氨化池进行氨化。秸杆经氨化处理后，气味微酸芳香，适口性好，牲畜喜食，食量增大，消化率比普通秸杆饲料增加20%左右，是目前发展肉制品及奶制品产业的一种重要的饲料来源方法。目前，采用氨化饲料法，取得了比较好的经济效益。奶牛饲养的发展方兴未艾。

    将玉米秸杆粉碎后按比例加入磷肥、氮肥、石灰及水，堆闷发酵，保持料内温度控制在60~65°C，每2到3天翻一次以保证原料发酵均匀。发酵约半个月后，可用发酵好的熟料装袋生产食用菌如平菇、鸡腿菇、蘑菇等，其生物转化率可达70%~100%。用后的废料可作为农家肥还田。

     据测定，每公顷玉米秸杆平均可产热能1.26×10⁷KJ，相当于3.8吨煤产生的热量^[5]，是一个巨大的资源库，可以在很大程度上弥补能源的不足。秸杆可燃性好。但如果直接燃烧，不仅利用效率低，还污染环境。传统的直接以秸杆燃烧取暖或作饭的利用方式已不适应建设社会主义新农村的需要。秸杆可以被转化为固态、液态、汽态燃料，美国等国家已研制成螺旋式秸杆成型机械，在国际市场上受到广泛欢迎。将秸杆进行气化以及转化为酒精燃料等是秸杆利用的新的方式。

     是将秸杆粉碎后进入气化炉，通过高温加热进行热解，产生CO2、H、CH4等可燃性气体，经风机送入储气柜，再分流到用户。另外，适合家庭使用的小型气化炉技术业已成熟，实用性较好，在有的地方已经普及。

将秸杆粉碎混入禽畜粪便有机垃圾等填入沼气池，产出沼气可作饭、照明等，也是将秸杆作为能源利用的一种方式，并且是一种比较经济简便干净卫生的方式。

     将高糖分秸杆直接粉碎进行发酵，生产乙醇，再进一步脱水后与汽油混合成为乙醇汽油，可节约或替代汽油使用，是秸杆利用一种环保的利用方法。李凤华等试验结果认为，津259、津单2号等组合可以用来尝试提取燃料乙醇^[6]。

     秸杆是天然原料，纤维素含量高，是很好的造纸原料。用玉米秸杆生产的包装材料，体积小，重量轻，压缩性好，可降解，无污染，是一种可大力发展的工业化的利用方法。

近几年来，在国家政策的大力引导下，农民对秸杆利用的认识有了质的飞跃，过去大量焚烧，目前转变为大面积的粉碎还田，秸杆饲料的利用方式正在取得突飞猛进的发展，秸杆能源也正在取得有效的进展，这都为我市的环境保护及秸杆能源的再利用作出积极贡献。相信随着秸杆利用技术的进一步成熟与完善，大量的秸杆必将在我国农村经济发展中彰显出它越来越重要的地位。

 

[1]杨伟光．玉米高产育种研究[J]．玉米科学，2006（2）：10－12．

[2]王革华．实现秸杆资源化利用的主要途径[J]．上海环境科学，2002，21（11）：51－53．

[3]王树义．玉米秸杆综合利用发展趋势[J]．吉林畜牧兽医，2004（1）：23－25．

[4]吴克谦．合理利用青贮饲料[J]．农村养殖技术，2001（6）：24－25．

[5]库丽霞，陈彦惠，岳建芝等．玉米秸杆能量指标的测定和利用研究[J]．玉米科学，2004，12(1)：114－118．

[6]李凤华，董海合，吴俊强等．茎杆高糖能源玉米新品种选育研究[J]．玉米科学，2007，15(3)：19－21．

 

宋玉明1 王习强2 谢长江3 李光辉4 银 川51.河南省辉县市占城镇政府,453632；２．河南省获嘉县原种场；３．河南省辉县市峪河镇政府；４．河南省辉县市赵固乡政府；５．河南省辉县市北云门乡政府

作者简介：宋玉明（1966-）,男，河南辉县市人，高级农艺师，主要从事农业技术推广工作。