1、秸稈沼氣在我國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)中應(yīng)用摘要我國(guó)農(nóng)作物秸稈資源豐富，但未得到充分、 合理的利用，開發(fā)利用的潛能很大。針對(duì)我國(guó)秸稈資源的基 本情況和利用現(xiàn)狀，將發(fā)展秸稈沼氣與其他利用方式進(jìn)行比 較，探討秸稈沼氣發(fā)酵對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，以及在我國(guó)生態(tài) 農(nóng)業(yè)的作用。關(guān)鍵詞秸稈；利用現(xiàn)狀；沼氣發(fā)酵；生態(tài)農(nóng)業(yè)中圖分類號(hào)s216. 4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼a文章編號(hào) 1007-5739 (2013) 16-0263-02農(nóng)作物秸稈是農(nóng)作物生物學(xué)產(chǎn)量中的主要副產(chǎn)品，是農(nóng) 作物生產(chǎn)過程中養(yǎng)分的載體、產(chǎn)品的支撐體，是可再生的自 然資源。搞好秸稈綜合利用，可以變廢為寶，提高生態(tài)、經(jīng) 濟(jì)和社會(huì)效益，使農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展得以實(shí)現(xiàn)。我國(guó)作為一個(gè) 農(nóng)

2、業(yè)大國(guó)，秸稈資源量豐富，年產(chǎn)秸稈數(shù)億噸，但未得到充 分、合理的利用，明顯存在利用率低、轉(zhuǎn)化率低、經(jīng)濟(jì)效益 低和環(huán)境污染嚴(yán)重的特點(diǎn)，開發(fā)利用潛力巨大。因此，針對(duì) 我國(guó)秸稈資源的基本情況及利用現(xiàn)狀，將秸稈新型能源化利 用及秸稈沼氣與其他利用方式進(jìn)行比較，探討秸稈沼氣在生 態(tài)農(nóng)業(yè)中的地位和作用，以期對(duì)提高農(nóng)業(yè)資源利用率、保護(hù) 生態(tài)環(huán)境等有所幫助。1我國(guó)農(nóng)作物秸稈基本情況及利用現(xiàn)狀1.1秸稈年產(chǎn)量秸稈的產(chǎn)量隨糧食產(chǎn)量的提高而增加，據(jù)農(nóng)業(yè)部調(diào)查統(tǒng) 計(jì)，2010年我國(guó)秸稈理論資源量為8.4億t,可收集資源量 約為7億t,秸稈品種以水稻、小麥、玉米等為主。其中， 稻草約2.11億t,麥秸約1.54億t,玉米

3、秸約2.73億t, 棉桿約2 600萬(wàn)t,油料作物秸稈（主要為油菜和花生）約 3 700萬(wàn)t,豆類秸稈約2 800萬(wàn)t,薯類秸稈約2 300萬(wàn)t。1.2秸稈的管理雖然秸稈數(shù)據(jù)庫(kù)早在1965年以前就已建立，但關(guān)于秸 稈產(chǎn)量的詳細(xì)數(shù)據(jù)和記錄則少有報(bào)道，管理工作則在1970 年開始1。20世紀(jì)90年代以后隨著對(duì)秸稈重要性的認(rèn)識(shí)， 國(guó)家相繼出臺(tái)了關(guān)于秸稈管理與利用的各項(xiàng)措施：1992年， 國(guó)務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)農(nóng)業(yè)部'關(guān)于大力開發(fā)秸稈資源發(fā)展農(nóng) 區(qū)草食畜報(bào)告"的通知，決定在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)施秸稈養(yǎng)畜示 范縣項(xiàng)目建設(shè)2； 1996年，國(guó)務(wù)院發(fā)布全國(guó)秸稈養(yǎng)畜過 腹還田項(xiàng)目發(fā)展綱要（19962000

4、年），并提出了秸稈養(yǎng)畜 的發(fā)展措施及目標(biāo)；2008年7月，國(guó)務(wù)院辦公廳下發(fā)關(guān)于 加快推進(jìn)農(nóng)作物秸稈綜合利用的意見，并提出"力爭(zhēng)到 2015年，基本建立秸稈收集體系，基本形成布局合理、多元 利用的秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)化格局，綜合利用率超過80%”的 目標(biāo)3。2012年，發(fā)布了“十二五”農(nóng)作物秸稈綜合利 用實(shí)施方案。1.3秸稈利用現(xiàn)狀目前，我國(guó)對(duì)農(nóng)作物秸稈的利用主要有以下幾種方式： 一是用作堆肥或直接還田，占秸稈資源的36. 6%；二是作為 燃料和畜牧飼料，分別占秸稈資源的23.7%、22.6%；三是作 為工業(yè)原料、修房造屋及其他用途，占秸稈資源的17%,總 體上看，秸稈利用數(shù)量逐漸下降，導(dǎo)

5、致秸稈焚燒和棄之亂堆 的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生4-5 o此外，不同作物秸稈利用方式也有 所差異，小麥、水稻等作物秸稈的40%以上用于還田，而雜 糧、花生等作物秸稈的40%以上用作飼料，豆類和棉花秸稈 則大多用作燃料6。1.4秸稈新型能源化開發(fā)利用秸稈新型能源化開發(fā)利用主要體現(xiàn)在“四化一電”：秸 稈氣化、炭化、固化、液化及發(fā)電。目前，我國(guó)主要采取氣 化模式即秸稈沼氣。秸稈沼氣是將農(nóng)作物秸稈在一定的溫 度、水分、ph值及嚴(yán)格厭氧環(huán)境下通過發(fā)酵產(chǎn)生一種可燃性 氣體。秸稈沼氣的發(fā)展為我國(guó)秸稈綜合利用提供了一條重要 途徑，同時(shí)也打破了農(nóng)村沼氣建設(shè)對(duì)畜禽飼養(yǎng)的依賴性，對(duì) 普及農(nóng)村沼氣、促進(jìn)農(nóng)村可再生能源發(fā)展有著重要

6、的現(xiàn)實(shí)作 用和深遠(yuǎn)意義7。2秸稈沼氣與其他利用方式的比較2. 1與直接燃燒比較常用秸稈原料干物質(zhì)的產(chǎn)氣潛力為0.40.5m3/kg,而 實(shí)際產(chǎn)氣量約為理論值的60%,通過計(jì)算得出干物重的產(chǎn)氣 量約為0.27 m3/kg,按發(fā)熱量22 mj/m3,燃燒的熱效率按 40%60%計(jì)算，1kg干物質(zhì)發(fā)酵所產(chǎn)生的沼氣完全燃燒時(shí)的 有效熱量為2 376-3 564 kj8。直接燃燒1 kg干物質(zhì)所 產(chǎn)生的有效熱量為1 2403 100 kj9o由此可以看出，沼 氣發(fā)酵的能源有效利用率為直接燃燒的1.21.9倍，對(duì)沼 氣技術(shù)加以優(yōu)化，能量轉(zhuǎn)換率會(huì)更加可觀。秸稈沼氣發(fā)酵與 直接燃燒比較，提高了能量轉(zhuǎn)換和利用效

7、率，增加了經(jīng)濟(jì)效 益。2.2與直接還田比較秸稈資源的碳氮比值一般為60100 : 1,其所含的氮磷 鉀等肥料成分不超過秸稈總質(zhì)量的2%3%,直接還田的利用 方式將使秸稈中所含的大量碳水化合物被白白浪費(fèi)10 o根 據(jù)有關(guān)試驗(yàn)對(duì)堆肥和沼肥主要的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行比較，表明沼 渣中的有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀含量均比堆肥高，保肥效 果好11-12。由此可以看出，利用農(nóng)作物秸稈發(fā)酵制取沼 氣，沼肥還田，是培肥地力的有效措施。2.3與用作飼料及其他利用方式比較秸稈用于飼養(yǎng)畜禽，產(chǎn)生的糞便再投入沼氣池中進(jìn)行發(fā) 酵，對(duì)提高秸稈利用率，節(jié)約因焚燒導(dǎo)致的環(huán)境污染意義重 大。此外，秸稈還能作為工業(yè)原料，包括造紙、建材、編

8、織 以及秸稈培養(yǎng)食用菌等，在造紙、編織、食用菌得到大量運(yùn) 用13。我國(guó)目前秸稈的利用率為33%,其中大部分未加處 理，經(jīng)過技術(shù)處理后利用的僅占2.6%,其余約2/3秸稈資源 被焚燒，既造成資源浪費(fèi)，又污染環(huán)境14 o農(nóng)作物秸稈沼 氣發(fā)酵在改善農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部物質(zhì)循環(huán)方面，有著無(wú)可比 擬的優(yōu)越性，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果十分明顯。3秸稈沼氣對(duì)生態(tài)農(nóng)業(yè)的影響3. 1秸稈沼氣對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響一是發(fā)展秸稈沼氣使秸稈亂堆亂放的現(xiàn)象得以改善，從 而改善了農(nóng)村的衛(wèi)生條件；二是秸稈沼氣燃燒時(shí)清潔安全， 對(duì)環(huán)境不造成污染，且實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)能源的多級(jí)利用，減少 了農(nóng)村的面源污染；三是相對(duì)于燃煤來(lái)說，其室內(nèi)co濃度 降低80%

9、、c02濃度降低60%、s02濃度降低80%、飄塵濃度 降低90%。由此表明，通過發(fā)展秸稈沼氣可有效減少室內(nèi)空 氣污染，對(duì)于生態(tài)環(huán)境保護(hù)意義重大15 o3.2秸稈沼氣對(duì)生態(tài)農(nóng)業(yè)的作用近年來(lái)，我國(guó)土壤肥力逐漸下降，農(nóng)藥和化肥投入量逐 漸增加，但產(chǎn)出效益卻未得到同步提高。沼肥中腐植酸含量 為10%20%,可改良土壤，形成土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)；沼肥中纖維 等有機(jī)成分可增加土壤有機(jī)質(zhì)含量及疏松土壤；沼肥中的活 性微量元素對(duì)提高肥料利用率及土壤肥力也有一定的作用。 此外，沼液也是一種理想的有機(jī)液體肥，通過葉片噴施，在 防治病蟲害的同時(shí)，還可以使作物增產(chǎn)。由此可以看出，發(fā) 展秸稈沼氣對(duì)我國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有重要意

10、義16。3.3秸稈沼氣在生態(tài)農(nóng)業(yè)中的實(shí)踐運(yùn)用3. 3. 1秸稈沼氣在蔬菜大棚中的運(yùn)用。2009年，法庫(kù)縣 政府在全縣開發(fā)建設(shè)蔬菜大棚0.4萬(wàn)血2。以西紅柿為示范 蔬菜，應(yīng)用秸稈發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用原理，建造秸稈發(fā)酵示范蔬 菜棚。采用對(duì)比試驗(yàn)的方法，探討秸稈發(fā)酵技術(shù)在蔬菜大棚 中的應(yīng)用效果17 o結(jié)果表明，秸稈發(fā)酵技術(shù)可提高大棚溫 度、增強(qiáng)植物光合作用、減少病蟲害發(fā)生、促進(jìn)蔬菜生長(zhǎng)和 提高蔬菜產(chǎn)量。秸稈發(fā)酵技術(shù)是發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)不可或缺的環(huán) 節(jié)，也是經(jīng)濟(jì)作物實(shí)現(xiàn)低投高產(chǎn)的重要措施之一。3. 3.2發(fā)酵殘留物對(duì)防治病蟲害的作用。沼液可防治23 種病害和15種蟲害，包括常見的真菌病害和細(xì)菌病害，如 枯萎病、白

11、粉病、霜霉病、軟腐病等，蟲害包括稻飛虱、蛛 蟲、棉鈴蟲、薊馬等，其防治效果同農(nóng)藥相當(dāng)，甚至更好18。 應(yīng)用沼液對(duì)果樹治蟲，有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，蛛蟲殺滅率達(dá) 90. 35%,且葉面噴施可起到根外施肥的作用19。采用厭氧 液膜包裹麥粒和浸種能使大麥黃花葉病的發(fā)病率降低70%, 產(chǎn)量增加20%50%20-24 o4結(jié)語(yǔ)秸稈發(fā)酵制取沼氣在能量利用、物質(zhì)循環(huán)及對(duì)生態(tài)環(huán) 境、農(nóng)業(yè)方面的改善作用均優(yōu)于秸稈的其他直接利用方式。 農(nóng)村發(fā)展秸稈沼氣，既能解決農(nóng)民資源短缺的問題，又能給 生態(tài)農(nóng)業(yè)帶來(lái)效益。在未來(lái)生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展的過程中，提倡綠 色、安全的理念，就需要大量減少農(nóng)藥化肥的使用，改良土 壤，轉(zhuǎn)向沼液、沼肥的利用

12、，也就需要不斷改善秸稈沼氣的 技術(shù)。5參考文獻(xiàn)1 johnson j m f, allmaras r r, reicosky d c. estimating source carbon from crop residues, roots and rhizodeposits using the national grain -yield databasej. agronomy journal, 2006, 98 (3)： 622-636.2 劉婭.農(nóng)作物秸稈治理與綜合利用j1.遼寧農(nóng)業(yè)科 學(xué)，2003 (1)： 18-23.3 孫育峰，豐成學(xué)，李友權(quán)我國(guó)農(nóng)作物秸稈資源及 其利用與開發(fā)j.調(diào)研世界

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