秸稈的處理與處置

安徽職業(yè)技術(shù)學(xué)曉農(nóng)作物秸稈的處理和綜合利用目名號業(yè)部題學(xué)專系固廢課程設(shè)計農(nóng)作物秸稈的處理和綜合利用目名號業(yè)部題學(xué)專系環(huán)境檢測與治理技術(shù)化學(xué)工程系張波老師二0一0年十一月摘要我國是一個農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)作物秸稈資源豐富,開發(fā)利用農(nóng)作物秸稈是擺在我們面前的一個重大課題,其發(fā)展的關(guān)鍵問題是秸稈開發(fā)利用的技術(shù)創(chuàng)新和推廣。目前實際開發(fā)應(yīng)用的秸稈利用技術(shù)主要有5大類20余種。肥料技術(shù),包括:直接還田、過腹還田、堆漚還田和反應(yīng)堆;飼料技術(shù),包括:微貯飼料、化學(xué)處理飼料,如青貯、黃貯、氨化、堿化、糖化等,還可用機械切（粉）碎制成散狀飼料,利用專用設(shè)備擠壓為秸稈塊（磚）等成型飼料;燃料技術(shù),包括:生活燃氣和工業(yè)燃氣;工業(yè)原料技術(shù),包括:造紙材料、植物纖維發(fā)泡材料、建筑裝飾材料及其它工業(yè)用材料;食用菌基料技術(shù)。本文通過對現(xiàn)有農(nóng)作物秸稈利用技術(shù)的總結(jié)、歸納、分析,提出農(nóng)作物秸稈的開發(fā)利用要因地制宜,因勢利導(dǎo),不僅要有技術(shù)創(chuàng)新,更要有利于農(nóng)牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,有利于環(huán)境保護和生態(tài)平衡,利用廢棄的秸稈創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟效益和社會效益。關(guān)鍵詞：農(nóng)作物秸稈利用途徑綜合利用發(fā)展目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章緒論 3\o"CurrentDocument"1.1農(nóng)作物秸稈的產(chǎn)量、水平及存在的問題 3\o"CurrentDocument"1.2農(nóng)作物秸稈的應(yīng)用現(xiàn)狀 4\o"CurrentDocument"1.3農(nóng)作物秸稈的價值 4\o"CurrentDocument"1.3.1秸稈的肥料價值 4\o"CurrentDocument"1.3.2秸稈的飼料價值 5\o"CurrentDocument"1.3.3秸稈的燃料價值 5\o"CurrentDocument"1.3.4秸稈的原料價值 5\o"CurrentDocument"第二章農(nóng)作物秸稈利用途徑 6\o"CurrentDocument"2.1．秸稈養(yǎng)畜，過腹還田。 6\o"CurrentDocument"2.2．秸稈作為有機肥還田利用。 7\o"CurrentDocument"2.3．秸稈用于農(nóng)村能源建設(shè)。 8\o"CurrentDocument"2.4農(nóng)作物秸稈原料化利用 8\o"CurrentDocument"2.5現(xiàn)階段秸稈利用中存在的問題 9\o"CurrentDocument"第三章農(nóng)作物秸稈的綜合利用 10\o"CurrentDocument"3.1秸稈發(fā)電 10\o"CurrentDocument"3.1.1秸稈發(fā)電的意義 11\o"CurrentDocument"3.2秸稈煤 11\o"CurrentDocument"3.3秸稈轉(zhuǎn)化為生物柴油 11\o"CurrentDocument"3.4秸稈秸稈的新用途 12\o"CurrentDocument"3.5農(nóng)作物秸稈綜合利用存在的問題 13\o"CurrentDocument"第四章加快步伐搞好農(nóng)作物秸稈綜合利用建議 14\o"CurrentDocument"結(jié)論 15致謝 16\o"CurrentDocument"參考文獻 17第一章緒論農(nóng)作物秸稈指籽實收獲后剩下的含纖維成分很高的農(nóng)作物殘留物，包括谷類、豆類、薯類、油料類、麻類以及棉花、甘蔗、煙草、瓜果等多種農(nóng)作物的秸稈，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)物，同時也是一種寶貴的生物質(zhì)資源。秸稈中富含有機質(zhì)和氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫等多種養(yǎng)分，是一種具有多種用途的可再生生物資源如何利用好農(nóng)作物秸桿資源，積極推進循環(huán)農(nóng)業(yè)、節(jié)約農(nóng)業(yè)的發(fā)展，是當前亟待解決的問題。推廣秸稈綜合利用技術(shù)，實現(xiàn)秸稈的資源化、商品化，對于清潔和保護農(nóng)村環(huán)境，促進農(nóng)民增收，建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，推進新農(nóng)村建設(shè)都具有十分重要的現(xiàn)實意義。秸稈資源是發(fā)展農(nóng)村循環(huán)經(jīng)濟的主要資源，循環(huán)經(jīng)濟是把傳統(tǒng)的依賴資源消耗的線性增長經(jīng)濟轉(zhuǎn)變?yōu)橐蕾嚿鷳B(tài)型資源、可再生資源來發(fā)展經(jīng)濟。農(nóng)作物秸稈的產(chǎn)量、水平及存在的問題全世界秸稈年產(chǎn)量約292億噸，其中小麥秸占19%、大麥占10%、玉米占35%、黑麥秸占2%、燕麥秸占3%、谷草占5%、高粱秸占5%。我國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物種類多而且數(shù)量較大，作為農(nóng)作物的副產(chǎn)物秸稈約7億噸，相當于天然草地的50倍。農(nóng)作物秸稈是地球上第一大可再生資源，我國擁有量居世界首位.水稻、玉米、小麥等農(nóng)作物秸稈是我國秸稈資源的主要類型，占秸稈資源總量的80%，其中玉米秸占80%、稻草秸占24..2，小麥占18.3%。秸稈資源未合理利用對環(huán)境造成的污染我國農(nóng)作物秸稈資源擁有量居世界首位，其中大部分未加處理，經(jīng)過技術(shù)處理后利用的僅約占2.6%。其中42％直接或過腹還田，30％作為農(nóng)用燃料，8％作工業(yè)或其他用途，20％約1.2億噸剩余未被利用的多被閑置浪費或就地焚燒。因以煤、液化石油氣和電作燃料，畜力由機械代替所以在一些經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，秸稈就成了“廢物”，特別是產(chǎn)糧區(qū)，出現(xiàn)了焚燒秸稈現(xiàn)象。目前，這一問題有了以下幾個特點：區(qū)域上的不均衡性。焚燒秸稈主要集中在產(chǎn)糧區(qū)，特別是一年兩季或三季耕作的產(chǎn)糧區(qū)，如山東、河北、河南、四川、安徽等省份。那里人多地少，沒有閑置土地，必須盡快“處理”掉秸稈而不影響下一季耕作，只好就地焚燒掉。時間上的不均衡性。焚燒秸稈發(fā)生在收獲期與下一個播種期之間，時間短，處理量大，有的地方必須在幾天之內(nèi)把秸稈“處理”掉，滿山遍野的秸稈只有付之一炬。焚燒秸稈地區(qū)，經(jīng)濟比較發(fā)達，農(nóng)民生活水平高，已經(jīng)扔掉了燒火棍，寧肯跑幾十里、幾百里去買液化氣也不愿用秸稈做燃料。城鄉(xiāng)結(jié)合部和農(nóng)村規(guī)劃小區(qū)的秸稈廢棄問題農(nóng)作物秸稈的應(yīng)用現(xiàn)狀據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計數(shù)據(jù)，中國在用作能源的農(nóng)作物秸稈應(yīng)用現(xiàn)狀如表1。除了上述用途外，還有18.7％約1.13億t剩余秸稈沒有任何用途，成為真正的廢棄物，秸稈焚燒現(xiàn)象東禁西起，屢禁難止。尤其秋收時，狼煙四起，能見度降低，空氣質(zhì)量惡化，并引發(fā)了嚴重后果：一是秸稈焚燒造成嚴重的大氣污染，空氣中懸浮顆粒增多，田間的動物、草叢中的昆蟲，失去了賴以生存的食物和空間，生態(tài)平衡受到破壞。有時導(dǎo)致城市內(nèi)都彌漫著刺鼻的煙霧味道，嚴重影響居民生活。二是秸稈煙霧籠罩機場和高速公路，造成公路關(guān)閉、航班延誤。三是因秸稈焚燒往往在四五級風天氣，很容易引起“火燒連營”現(xiàn)象。四是一種更加嚴重的危害，就是對土壤的破壞。秸稈焚燒也入地三分，地表中的微生物被燒死，腐殖質(zhì)、有機質(zhì)被礦化，田間秸稈焚燒破壞了土壤生物系統(tǒng)平衡，加重土壤板結(jié)。另一方面是秸稈的隨意堆棄，占用了土地，阻礙了交通，影響了環(huán)境衛(wèi)生，成為火災(zāi)隱患且對社會生活和生產(chǎn)的許多方面產(chǎn)生負面作用。例如，秸稈焚燒下的高溫使得土壤中有益蟲體（如蚯蚓）與微生物無法存活，嚴重影響土壤耕層生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)?？梢?，秸稈廢棄或焚燒浪費了寶貴的資源，其帶來的各種危害令人始料不及改革傳統(tǒng)落后秸稈利用方式勢在必行。表1目前我國秸稈資源的應(yīng)用現(xiàn)狀分析用途用量（萬噸）占總資源量生活燃料2796439.6畜牧飼料1940027.5廢棄或焚燒1070015.2造肥還田及收集損失1060015.0工業(yè)造紙或手工業(yè)產(chǎn)業(yè)原料192.71.3農(nóng)作物秸稈的價值1.3.1秸稈的肥料價值農(nóng)作物的稈、葉、根中含有大量的有機質(zhì)、氮、磷、鉀和微量元素，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重要的有機肥源之一。據(jù)測定，每100kg鮮秸稈中含氮0.48kg,磷0.38kg,鉀1.67kg,相當于2.4kg氮肥，3.8kg磷肥，3.4kg鉀肥。若將500kg農(nóng)作物秸稈還田，就相當于給土壤施入標準肥50k以上，使土壤的容重減少，透水性、透氣性、蓄水保墑能力增加，緩解土壤板結(jié)的問題。秸稈的飼料價值農(nóng)作物秸稈也是牲畜的主要飼料之一。玉米秸稈含有30%以上的碳水化合物、2%?4%的蛋白質(zhì)和0.5%?1%的脂肪，2k的玉米秸稈增重凈能相當于1kg的玉米籽粒。秸稈作為飼料除了直接飼喂外，還有多種加工方法，提高秸稈的飼料價值，如青貯、黃化、氨化及糖化等方法，利用窖、池、或塑料袋等，都可以實現(xiàn)集中規(guī)?；庸ぁ，F(xiàn)在利用專門的機械設(shè)備或秸稈飼料生產(chǎn)線，把秸稈加工成顆?；驂K狀干飼料，秸稈加工熟化后，具有熟香味，提高采食率。把堆棄的秸稈加工成可長途運輸、長期貯存的商品，實現(xiàn)的秸稈飼料產(chǎn)品的商品化生產(chǎn)和異地消化利用，甚至出口創(chuàng)匯，使秸稈增值。秸稈的燃料價值農(nóng)作物秸稈纖維中的碳元素占絕大部分，主要糧食作物小麥、玉米等秸稈的含碳量約占40%以上，其次為鉀、硅、氮、鈣、鎂、磷、硫等元素。秸稈中的碳元素使秸稈具有燃料價值，主要體現(xiàn)在農(nóng)村能源建設(shè)上。1.3.4秸稈的原料價值秸稈中的有機成分以纖維素、半纖維素為主，其次為木質(zhì)素、蛋白質(zhì)、氨基酸、樹酯、單寧等。食用菌可以分解纖維素、半纖維素和木質(zhì)素并合并自身的植物蛋白和氨基酸。栽培過食用菌的殘余物即菌糠含有更多的粗蛋白，具有清香味，適口性好，可用作飼料，也是優(yōu)良的有機肥。秸稈的工業(yè)化利用也有多種途徑，如造紙、造板；加工汽車內(nèi)裝飾件、植物地膜；生產(chǎn)餐飲具、包裝材料、育苗缽等綠色環(huán)保型產(chǎn)品；作建材等。第二章農(nóng)作物秸稈利用途徑農(nóng)作物秸稈目前主要有四種利用途徑（簡稱四料）飼料，喂家禽；肥料，施于田；燃料，直接用于燃燒或經(jīng)氣化、沼化集中供燃；原料，用于制作工業(yè)紙漿，新型建材板等。我國秸稈飼料化利用主要有以下4種途徑：2.1．秸稈養(yǎng)畜，過腹還田。這是一種效益很高的秸稈利用方式,秸稈經(jīng)過青貯、氨化、微貯處理，飼喂畜禽，通過發(fā)展畜牧增值增收，同時，秸稈過腹還田。1）秸稈直接當飼料用和干貯飼用。傳統(tǒng)的秸稈飼料化利用的方法就是根據(jù)秸稈的營養(yǎng)成分、適口性結(jié)合牲畜等特點，用秸稈直接飼喂牲畜或干貯飼喂。2）秸稈青貯飼料。秸稈青貯是在農(nóng)作物臘熟期完成種子或果實收獲后，即刻進行秸稈粉碎，隨即裝入塑料袋或青貯池中，壓實、排除空氣并保持適當?shù)暮?，最后密封保存。這種方法能使植物中的營養(yǎng)成分得以保存，并能提高適口性和消化率。秸稈微貯是在貯存秸稈的過程中加入微生物菌劑或者微生物與酶的復(fù)合生物添加劑，通過這些有益微生物和酶的作用，使秸稈發(fā)酵變?yōu)橘|(zhì)地柔軟、膨松潤滑、酸香適口的粗飼料。3）秸稈氨化飼料。秸稈氨化處理就是用氨源的化合物質(zhì)如液氨、尿素、碳銨、和氨水等進行氧化。秸稈氧化處理后，采食率提高20%?30%，消化率提高20%左右,能量價值提高80%左右，粗蛋白含量提高了4%?6%,總營養(yǎng)價值提高1.00—1.78倍；1kg氨化秸稈飼料相當于0.4—0.5kg燕麥的營養(yǎng)價值。此外含水最高的秸稈被氨化后，可防止霉變，還能殺滅雜草種子、寄生蟲卵及病菌等。4）秸稈的微生物技術(shù)處理飼料。農(nóng)作物的秸稈中含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、木質(zhì)素等，這些物質(zhì)大都可以被微生物分解利用。其方法是利用微生物原理將農(nóng)作物秸稈粉碎后加入微生物菌種進行生物發(fā)酵處理，農(nóng)作物的秸稈與微生物轉(zhuǎn)化成富有多種營養(yǎng)成分的飼料；經(jīng)發(fā)酵的飼料你進提高飼料的適口性，而且大大提高了秸稈的營養(yǎng)價值。5） 秸稈顆粒飼料。將曬干后的秸稈粉碎，加入其它添加劑并攪拌均勻，經(jīng)研磨、擠壓等程序加工成僅為原來體積5%的秸稈顆粒飼料，不僅為儲存、運輸和銷售提供了極大的便利。由于在加工過程中摩擦加溫，使秸稈內(nèi)部深度熟化，硬度降低，適口性、采食率和營養(yǎng)價值顯著提高。6） 秸稈單細胞蛋白飼料。目前，秸稈經(jīng)微生物發(fā)酵轉(zhuǎn)化生產(chǎn)蛋白質(zhì)飼料或單細胞蛋白有一定進展。實踐證明，充分利用秸稈養(yǎng)畜、過腹還田，實行農(nóng)牧結(jié)合，形成節(jié)糧型畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)，是一條符合我國國情的畜牧業(yè)發(fā)展道路。通過推廣秸稈養(yǎng)畜、過腹還田項目，可以較大幅度增加牛、羊肉產(chǎn)量，豐富菜籃子市場，改善人民群眾的膳食結(jié)構(gòu)；可以節(jié)約飼料用糧，緩解糧食供需矛盾。同時提高了秸稈資源的利用率。擴大推廣該項目，可以解決部分剩余秸稈的利用問題。2.2．秸稈作為有機肥還田利用。秸稈作為有機肥料還田加以利用是目前最普遍的利用方式。還田利用方法有三種：秸稈直接還田、秸稈堆漚還田、機械化秸稈還田和利用生化快速腐熟技術(shù)制造優(yōu)質(zhì)有機肥施于田。1）秸稈直接還田分為秸稈粉碎翻壓還田和整稈覆蓋還田。秸稈還可以增加土壤的養(yǎng)分特別是鉀元素的營養(yǎng)，提高土壤有機質(zhì)的含量，改良土壤結(jié)構(gòu)。但由于碎秸稈在土壤里不能很快腐爛，影響犁耕和旋耕作業(yè)，特別是不利于小麥的播種而難于被農(nóng)民接受，因此推廣效果不佳。所以秸稈直接還田的推廣要綜合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率與效益，把握推廣程度。2）秸稈堆漚還田也稱高溫堆肥，是一種傳統(tǒng)積肥方式，它是利用夏秋季高溫季節(jié)，把秸稈堆積，采用厭氧發(fā)酵漚制，其特點是時間長，受環(huán)境影響大，勞動強度高，產(chǎn)出量少，成本低廉。最有效的方法就是將秸稈切碎，摻入適量的泥土、人畜糞便堆入坑池，池中灌足水，然后再以泥土密封，可以加速秸稈的腐爛，消滅病蟲害，提高土壤質(zhì)量?，F(xiàn)在已有多種微生物制劑能夠快速堆漚秸稈，縮短漚制時間，有的還可以直接在大田里施用，方便快捷。雖然目前農(nóng)村只少量采用，但不久技術(shù)成熟后將有望大規(guī)模應(yīng)用。3）機械化秸稈還田。小麥秸稈和玉米秸稈經(jīng)機械粉碎直接還田，每畝還田量350-500千克。即采用聯(lián)合收割機或大馬力拖拉機配帶的秸稈還田機，在地里直接將作物秸稈粉碎，再用深耕犁翻埋到土壤深處去，其特點是作業(yè)機械化程度高，秸稈處理時間短，腐爛時間長，是用機械對秸稈簡單處理的方法。4）利用生化快速腐熟技術(shù)制造優(yōu)質(zhì)有機肥施于田。這是一種應(yīng)用國際90年代先進生物技術(shù)，使用現(xiàn)代化設(shè)備和手段控制生產(chǎn)過程，將秸稈制造成優(yōu)質(zhì)生物有機肥的先進方法，在國外已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，其特點是：用高新技術(shù)進行菌種的培養(yǎng)和生產(chǎn)，用現(xiàn)代化設(shè)備控制溫度、濕度、數(shù)量、質(zhì)量和時間，經(jīng)機械翻拋、高溫堆腐、生物發(fā)酵等過程，將農(nóng)作物秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)換成優(yōu)質(zhì)有機肥。具有自動化程度高（生產(chǎn)設(shè)備1人即可操縱），腐熟周期短（4-6周時間），產(chǎn)量高（一臺設(shè)備可年產(chǎn)肥料2-3萬噸），無環(huán)境污染（采用好氧發(fā)酵，無惡臭氣味），科學(xué)配比肥效高等其它方法無可比擬的優(yōu)點，是當前利用高新技術(shù)，大規(guī)模高效率生產(chǎn)有機肥料的最佳途徑。2.3．秸稈用于農(nóng)村能源建設(shè)。1）秸稈的直接燃燒。秸稈的直接燃燒時我國的傳統(tǒng)能源利用的主要途徑，主要作為農(nóng)戶炊事用能。尤其是平原地區(qū)和大柴緊缺的地區(qū)，以農(nóng)作物秸稈作為主要的炊事用能。2）秸稈的固體燃料，就是利用秸稈成型機將粉碎秸稈制成棒、塊狀燃料，這種燃料易存放，好運輸，燃用方便，顯示秸稈轉(zhuǎn)化為新能源的優(yōu)勢。3）秸稈轉(zhuǎn)化為燃氣集中供給。目前主要有兩種秸稈轉(zhuǎn)化為燃氣的方法：一是秸稈氣化。即通過作物秸稈缺氧燃燒，產(chǎn)出以一氧化碳為主要成分的可燃氣體；二是秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)出沼氣。即通過作物秸稈適配人畜糞在厭氧條件下發(fā)酵產(chǎn)生出含甲烷為主要成分的可燃氣體。這些氣體在稍高于常壓的狀態(tài)下，通過PVC管道送往農(nóng)戶，使用起來類似于城市的管道煤氣。以沼氣、生物質(zhì)能為重點的農(nóng)村可再生能源建設(shè)，緩解了農(nóng)村地區(qū)能源供應(yīng)短缺的情況，改變了農(nóng)村傳統(tǒng)的生火做飯的模式，滿足了農(nóng)民對高品位能源的需求，提高了農(nóng)民生活質(zhì)量，適應(yīng)了現(xiàn)代化新農(nóng)村的發(fā)展需求，同時消耗掉了大量的農(nóng)作物秸稈，是一種可實現(xiàn)秸稈處理規(guī)模化的方式。2.4農(nóng)作物秸稈原料化利用1） 造紙工業(yè)的主要原料，目前用于造紙的麥草量占可提供資源量的20%左右，仍有相當潛力；2） 用作建筑裝飾材料，如秸稈輕體板、輕型墻體隔板、蜂窩芯復(fù)合輕質(zhì)板等，這些材料成本低、重量輕、美觀大方，且生產(chǎn)過程中無污染，在建材領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用已相當廣泛，很有發(fā)展前景。3） 生產(chǎn)可降解的包裝材料，如一次性餐具、快餐盒和筷子，制造包裝緩沖襯墊材料；4） 生產(chǎn)工業(yè)原料，生產(chǎn)淀粉、酒精、糠醛、木糖醇、羥甲基纖維素等；5）是用于編織業(yè)，用于草簾、草苫、草帽、草席、草墊等多種工藝品和日用品，編織的草簾、草苫可用作蔬菜溫室大棚的保溫材料。2.5現(xiàn)階段秸稈利用中存在的問題我國農(nóng)村處理農(nóng)作物秸稈有以秸稈代替煤、秸稈還田、秸稈飼料和就地焚燒等幾種形式。以稈代煤就是直接燃燒農(nóng)作物秸稈以利用其能源。這是一種落后上的能源利用方式，其社會效益、生態(tài)效益和經(jīng)濟效益都很差。若燒掉10萬噸玉米秸稈，相當于損失3.3萬噸有機質(zhì)。目前在農(nóng)村地區(qū)這種能源利用方式正在逐漸被煤、電和燃氣所取代。秸稈還田即將農(nóng)作物收獲后的殘余物堆積漚制有機肥，以增加土壤肥力和有機質(zhì)并改善土壤結(jié)構(gòu)。麥秸基本能用于還田但玉米桿卻不易腐爛。此外過分還田也會對土壤有副作用，影響播種質(zhì)量。就地焚燒即農(nóng)作物秸稈就地焚燒以加快收種和清除殘余物的速度。焚燒秸稈會破壞秸稈的所有有機物及營養(yǎng)物，但是無機營養(yǎng)物質(zhì)如鉀、磷及微營養(yǎng)物將返回土壤中。試驗顯示，在燃燒秸稈后短期內(nèi)不會造成作物收成損失，但是從長期來看明確顯示會產(chǎn)生損失。例如，焚燒一畝玉米秸稈相當于損失23kg碳銨和15kg磷肥。焚燒秸稈不但會破壞地表土壤結(jié)構(gòu)，還會使地表水分大量蒸發(fā)，破壞土壤的抗旱保濕能力。此外，這種處理方式對交通、人民生活和生產(chǎn)也會造成諸多危害。第三章農(nóng)作物秸稈的綜合利用秸稈的開發(fā)利用時可持續(xù)生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個重要課題，近年來世界上很多國家都在開展這方面的研究。從工業(yè)開發(fā)角度，可以利用蒸汽爆破方法提取木質(zhì)素，然后將纖維素和半纖維素制成具有高燃值的的燃料;利用生物工程分離提取秸稈材料中的木質(zhì)素、纖維素和半纖維素，從而進一步加工。從農(nóng)牧業(yè)角度，培育有選擇性降解作用的細菌將秸稈材料中有用物分離出來，提高其作為飼料的功能；培育高轉(zhuǎn)化率的細菌，提高秸稈材料降解過程中形成有效肥料的水平，用作肥料，以解決自然降解過程中有效肥料偏低的現(xiàn)象等。從技術(shù)的角度，秸稈綜合利用狹義上包括稻麥秸稈直接還田與農(nóng)作物生長技術(shù)；稻麥秸稈機械直接還田與農(nóng)藝質(zhì)量技術(shù)；秸稈覆蓋越冬作物的還田技術(shù)；稻麥秸稈直接還田與土壤生態(tài)系統(tǒng)；稻麥秸稈還田綜合配套技術(shù)；微生物菌處理秸稈催腐技術(shù)（包括堆腐）等6項內(nèi)容。從廣義范圍來講，秸稈綜合利用技術(shù)還包括秸稈能源和新型秸稈材料技術(shù)。3.1秸稈發(fā)電秸稈發(fā)電，就是以農(nóng)作物秸稈為主要燃料的一種發(fā)電方式，又分為秸稈氣化發(fā)電和秸稈燃燒發(fā)電。秸稈氣化發(fā)電是將秸稈在缺氧狀態(tài)下燃燒，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成高品位、易輸送、利用效率高的氣體，利用這些產(chǎn)生的氣體再進行發(fā)電。但秸稈氣化發(fā)電工藝過程復(fù)雜，難以適應(yīng)大規(guī)模應(yīng)用，主要用于較小規(guī)模的發(fā)電項目。秸稈直接燃燒發(fā)電是21世紀初期實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用唯一現(xiàn)實的途徑。秸稈發(fā)電是秸稈優(yōu)化利用的最主要形式之一。隨著《可再生能源法》和《可再生能源發(fā)電價格和費用分攤管理試行辦法》等的出臺，秸稈發(fā)電備受關(guān)注，目前秸稈發(fā)電呈快速增長趨勢。秸稈是一種很好的清潔可再生能源，每兩噸秸稈的熱值就相當于一噸標準煤，而且其平均含硫量只有3.8%。，而煤的平均含硫量約達1％。在生物質(zhì)的再生利用過程中，排放的CO2與生物質(zhì)再生時吸收的CO2達到碳平衡，具有CO2零排放的作用，對緩解和最終解決溫室效應(yīng)問題將具有重要貢獻。秸稈發(fā)電，是大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、利用可再生資源來轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式的重要戰(zhàn)略舉措。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，中國農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量約為7億噸左右，列世界之首，每年收獲的秸稈除去用于造紙、飼料、造肥還田及收集損失的1.09億噸外，可作為能源加以利用的秸稈總量達3.76億噸。3.1.1秸稈發(fā)電的意義秸稈已經(jīng)被認為是新能源中最具開發(fā)利用規(guī)模的一種綠色可再生能源，推廣秸稈發(fā)電，將具有重要意義：1、農(nóng)作物秸稈量大，覆蓋面廣，燃料來源充足。2、秸稈含硫量很低。國際能源機構(gòu)的有關(guān)研究表明，秸稈的平均含硫量只有千分之3.8，而煤的平均含硫量約達百分之一。且低溫燃燒產(chǎn)生的氮氧化物較少，所以除塵后的煙氣不進行脫硫，煙氣可直接通過煙囪排入大氣。丹麥等國家的運行試驗表明秸稈鍋爐經(jīng)除塵后的煙氣不加其他凈化措施完全能夠滿足環(huán)保要求。所以秸稈發(fā)電不僅具有較好的經(jīng)濟效益，還有良好的生態(tài)效益和社會效益。3、各類作物秸稈發(fā)熱量略有區(qū)別（各種秸稈的熱值見表2所示），但經(jīng)測定，秸稈熱值約為15000KJ/Kg，相當于標準煤的50%。其中麥秸稈、玉米秸稈的發(fā)熱量在農(nóng)作物秸稈中為最小，低位發(fā)熱量也有14.4MJ/kg，相當0.492kg標準煤。使用秸稈發(fā)電，可降低煤炭消耗。4、秸稈通常含有3%~5%的灰分，這種灰以鍋爐飛灰和灰渣/爐底灰的形式被收集，含有豐富的營養(yǎng)成分如鉀、鎂、磷和鈣，可用作高效農(nóng)業(yè)肥料。5、作為燃料，煤炭開采具有一定的危險性，特別是礦井開采，管理難度大。農(nóng)作物秸稈與其相比，則危險性小，易管理，且屬于廢棄物利用。3.2秸稈煤秸稈煤，就是用人工的方法（秸稈煤成型機、秸稈煤壓塊機等）使各類農(nóng)作物秸稈合理煤化，生產(chǎn)顆粒煤、秸稈塊等新型生物質(zhì)能成型燃料。秸稈塊煤密度大、易點燃、熱值高、火力猛。經(jīng)檢測，其含硫量為0.16%~0.22%遠低于煤炭1%~3%的含硫量。秸稈塊煤不僅在燃燒過程中二氧化碳排放量極低，而且，秸稈在生長過程中還可消耗大量二氧化碳，所以，秸稈塊煤是一種環(huán)保清潔能源。適用于所有爐具，適合農(nóng)村、城鎮(zhèn)、單位和家庭，是做飯、取暖、洗浴燒鍋爐以及秸稈發(fā)電廠的理想燃料；秸稈塊煤個小質(zhì)硬，便于擺放分布，它是陶工燒制、磚瓦廠、以及冶煉化工的好燃料。秸稈轉(zhuǎn)化為生物柴油隨著能源的短缺，利用微生物生產(chǎn)生物柴油越來越熱。經(jīng)研究表明木霉能是秸稈直接轉(zhuǎn)化為生物柴油，木霉在天然培養(yǎng)基上可以產(chǎn)生大量的烴類物質(zhì)及其衍生物。木霉還能夠產(chǎn)生酮、酸、烯、酯等。木霉到處都有，在土壤、腐爛的木材甚至水體中經(jīng)?？吹剿麄兊嫩欅E，能夠在自然條件下迅速分解木質(zhì)素，如秸稈、木材等。山東研究院生物研究所人員發(fā)現(xiàn)木霉經(jīng)產(chǎn)生許多直鏈烴類和芳香烴類化合物及其衍生物。鏈烴中的C7—C35和芳烴中的CIO—C16是柴油的主要的組成部分。許多烴類衍生物，如醇、酯也可以作為能源使用。該項研究表明，木霉在纖維素豐富的培養(yǎng)基上能產(chǎn)生量更大，成分更接近石油的烴類物質(zhì)。利用木霉直接轉(zhuǎn)化秸稈類物質(zhì)為生物柴油，相比其他種類的微生物而言，可以實現(xiàn)一步法轉(zhuǎn)而不必考慮秸稈的前期處理技術(shù)，因此潛在的商業(yè)化開發(fā)價值更大。新型的發(fā)酵技術(shù)和遺傳改造技術(shù)可以提高木霉生產(chǎn)生物柴油的產(chǎn)量，該研究人員正在研究相關(guān)的柴油成分合成基因。3.4秸稈秸稈的新用途1） 環(huán)保裝飾材料秸稈又被開發(fā)出了新用途一一經(jīng)過處理后，可變成高檔建筑裝飾材料，而且是綠色環(huán)保型裝飾材料。這種以秸稈代替木材消耗的生產(chǎn)，真正實現(xiàn)了“低碳”、變廢為寶。秸稈技術(shù)產(chǎn)品無毒無味可循環(huán)利用。據(jù)介紹，這種技術(shù)是將鋸末、木材枝杈、稻殼、農(nóng)作物秸稈等以一定比例搭配，經(jīng)過處理變成植物粉，再加入一定量的特制助劑，經(jīng)高溫高壓處理后制成各種規(guī)格的型材、板材和線材。生產(chǎn)出的材料不僅可以像普通木材一樣用于室內(nèi)的裝飾材料，而且還有比普通木材更優(yōu)良的特性,如防水、防潮等，因而適用于戶外的公園地板、船舶地板等。更難能可貴的是，這種材料不僅無毒、無味，還可以循環(huán)利用。2） 農(nóng)作物秸稈處理養(yǎng)蚯蚓西方發(fā)達國家為保護環(huán)境，紛紛用蚯蚓處理城市垃圾中有機廢棄物，達到變廢為寶、凈化環(huán)境的目的。秸稈不用粉碎，也不管干濕或發(fā)毒，只要將秸稈堆好后灑上水，即可放入用以處理秸稈的蚯蚓種苗。植物秸稈和殘枝落葉是來年發(fā)生病害之源。用秸稈養(yǎng)蚯蚓時，由于各種微生物的作用，堆溫增高迅速，可達80°C的高溫，秸稈上的病蟲大部分被殺死。蚯蚓是一種活的，長效的沒有任何副作用的殺蟲殺菌劑。蚯蚓不停地吞食農(nóng)作物秸稈，排出灰黑色糞便小顆粒，這些小顆粒疏松多孔，透氣性好，保水性能強，而且抗壓性強，是非常優(yōu)質(zhì)的有機肥。蚯蚓是天然的土壤凈化器，是畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖的優(yōu)質(zhì)蛋白飼料且可以以蚯蚓為原料制藥。由于農(nóng)作物秸稈的營養(yǎng)特點是粗蛋白質(zhì)含量低，但粗纖維含量和無氮浸出物含量高，在自然條件下是一種劣質(zhì)飼料。有些秸稈質(zhì)地粗硬，適口性差，因此采食率低。我國年產(chǎn)7億噸秸稈，飼料的用量還不足10%。秸稈生物飼料的技術(shù)措施：第一種：高溫酸處理法。第二種：自然發(fā)酵處理法。第三種：為通常稱的氨化法，生產(chǎn)的飼料常稱為氨化飼料。第四種：秸稈微貯法。第五種：“EM處理法”。日本琉球大學(xué)比嘉照夫教授發(fā)明，采用80多種有益生物工程菌處理秸稈和飼料，在糞便除臭、在畜禽生長和防病方面有相當效果，但其成本較高。3.5農(nóng)作物秸稈綜合利用存在的問題秸稈綜合利用仍然存在利用率低、產(chǎn)業(yè)鏈短和產(chǎn)業(yè)布局不合理等問題。存在這些問題的主要原因：一是對秸稈綜合利用認識不足。一些地區(qū)沒有把秸稈真正作為資源來看待，缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃，綜合利用推進不力。二是秸稈資源與利用現(xiàn)狀不清。長期以來，由于對秸稈利用的重視程度不夠等原因，盡管有關(guān)部門和專家開展了一些調(diào)查和分析工作，但仍存在著秸稈資源不清、利用現(xiàn)狀不明等問題三是市場化機制不完善，缺乏政策激勵。目前，各地還沒有建立有效的市場機制和儲運體系，秸稈商品化水平低，缺乏鼓勵秸稈綜合利用的具體政策措施，秸稈產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯后。四是缺乏農(nóng)民經(jīng)濟實用的配套技術(shù)設(shè)備。在農(nóng)作物輪作茬口緊的多熟農(nóng)區(qū)，秸稈便捷處理設(shè)施不配套，農(nóng)民收集處理秸稈的難度大，隨意遺棄和露天焚燒現(xiàn)象嚴重；秸稈綜合利用新技術(shù)應(yīng)用規(guī)模較小，尤其是適宜農(nóng)戶分散經(jīng)營的小型化、實用化技術(shù)缺乏，各項技術(shù)之間集成組合不夠。第四章加快步伐搞好農(nóng)作物秸稈綜合利用建議1．確定農(nóng)作物秸稈綜合利用項目推廣規(guī)劃。2．加強科研工作，搞好秸稈綜合利用技術(shù)的開發(fā)與研究，并重點解決好秸稈轉(zhuǎn)化中的技術(shù)問題。3．積極搞好示范推廣工作。從實際出發(fā)，因地制宜，選擇適宜的地區(qū)進行適宜項目的技術(shù)引進、試驗示范、示范推廣。4．實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營，推行企業(yè)化管理。秸稈的綜合利用是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一個重要環(huán)節(jié)，各級政府和農(nóng)業(yè)主管部門應(yīng)引導(dǎo)農(nóng)民以科技為依托、市場為導(dǎo)向，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營。如建立秸稈種菇場、秸稈氣化站、秸稈生物制肥廠等，推行企業(yè)化管理。5．采取必要的行政手段，禁止焚燒秸稈，建立完善的約束和激勵機制。嚴格執(zhí)行國務(wù)院《基本農(nóng)田保護條例》、《中華人民共和國土地法》等有關(guān)法規(guī)，并圍繞秸稈還田制定一系列行之有效的法律法規(guī)，對焚燒秸稈、掠奪式經(jīng)營土地的行為給予法律約束，對增加有機肥投入，進行秸稈還田或有效利用的農(nóng)民要給予一定的政策鼓勵或獎勵。6．加大科研、推廣、管理的結(jié)合力度，加強組織領(lǐng)導(dǎo)農(nóng)作物秸稈的綜合利用工作是一項復(fù)雜的社會系統(tǒng)工程，要使采取的技術(shù)、經(jīng)濟、行政措施和"堵"、"疏"相結(jié)合的方法得以有效實施，必須把科研、推廣、管理納入這個大系統(tǒng)，把各方面工作緊密結(jié)合起來，同時加強領(lǐng)導(dǎo)，搞好協(xié)調(diào)。只有主管部門和有關(guān)單位配合聯(lián)動和共同努力，才能取得較好的成效。結(jié)論農(nóng)作物秸稈是當今世界上僅次于煤炭、石油和天然氣的第四大能源。目前,全世界農(nóng)作