农作物秸秆综合利用技术

　　农作物秸秆是生物质能资源的主要来源之一，指在农业生产过程中，收获了小麦、玉米、稻谷等农作物以后，残留的不能食用的茎、叶等副产品。农作物秸秆综合利用主要有五种途径，即秸秆“五化”利用，指秸秆肥料化、秸秆饲料化、秸秆原料化、秸秆燃料化、秸秆基料化。

　　(一)秸秆肥料化利用

　　鄂尔多斯地区秸秆肥料化利用以秸秆还田形式表现，主要技术模式包括玉米机械收获秸秆粉碎还田、玉米秸秆留高茬还田、设施农业玉米秸秆反应堆还田等几种玉米秸秆还田技术模式和小麦秸秆、向日葵秸秆粉碎还田技术。

　　1.玉米机械收获秸秆粉碎翻压还田技术

　　收获和处理:玉米成熟后，采用玉米联合收获机械边收获玉米穗边切碎秸秆10 cm左右，使其均匀覆盖地表。

　　施用秸秆腐熟剂和深施底肥:秸秆粉碎后，及时按每亩 2kg秸秆腐熟剂与底肥(碳酸氢铵每亩施50kg)加5kg尿素混合均匀撒在作物秸秆上，调节碳氮比，并及时深翻。

　　耕作整地:采用大型耕作机械进行深耕作业，耕作深度25cm以上，将玉米秸秆全部打入土层，减少地表秸秆量。并及时灌水使土壤保持较高的湿度，达到快速腐烂的目的。

　　田间管理:第二年春耕季节，及时进行耙耱，并根据种植的作物种类进行播种、施肥和其他田间管理措施。

　　2.玉米秸秆留高茬还田技术

　　收获留茬:收获时留高茬主要通过人工作业完成，留茬高度30～40cm。

　　整地:需进行灭茬和旋耕两项作业，使用大型拖拉机配备带综合整地机进行联合作业，机组一次进地完成灭茬与旋耕。灭茬要达到根茬细碎，根茬长度不超过5 cm;旋耕要达到耕层土壤细碎，地表平整，深度不小于16cm;施底肥时要均匀，深度为10cm左右，多点施肥，每个宽行最好达到4个施肥带。

　　整地后镇压:在整地后表土有1 cm左右干土层时进行。使用拖拉机佩戴双列“V”型镇压器作业，一次镇压两遍，作业速度8～10 km/小时，使耕层上实下虚，表土细碎疏松。

　　3.设施农业玉米秸秆反应堆还田技术

　　温室里定植各种蔬菜前，在小行下开沟，沟宽与小行相等，深15～20cm，长度与种植行等长。将挖出的土分别放于沟的两旁，接着添加秸秆，铺匀踏实，厚度30cm，沟两头露出10cm秸秆茬，以便氧气进入，填完秸秆后，按每沟所需菌种量和农家肥均匀撒在秸秆上，起土回填，浇水湿透秸秆。15～20天后覆膜定植，最后用14#钢筋在每两行两颗之间各打孔两个，孔距10cm，孔深以穿透秸秆层为准。

　　实施过程中要注意:三足、一露、三不宜。三足:秸秆用量要足，第一次浇水要足，菌种用量要足。一露:内置沟两头秸秆要露出茬头10 cm。三不宜:开沟不宜过深，15～20 cm即可;覆土不宜过厚，15 cm左右;打孔不宜过晚，定植后及时打孔。

　　4.小麦秸秆粉碎还田技术模式

　　收获和处理:小麦成熟后采用联合收割机一边收获籽粒，一边将秸秆粉碎留田，秸秆长5cm左右，均匀覆盖地表。

　　施用秸秆腐熟剂:按每亩2kg秸秆腐熟剂与适量潮湿的细沙土混匀后，配施尿素5kg均匀地撒在小麦秸秆上，以调节秸秆碳氮比，以免土壤中失氮过多。

　　耕翻入田:待腐熟剂完全被秸秆吸收后，采用大型耕作机械将秸秆全部翻入耕层25～30cm处，减少表土秸秆量，加快秸秆腐烂。秸秆翻入土壤后，如果墒情不好需浇水调节土壤含水量。

　　田间管理:第二年春耕季节，及时进行耕翻耙耱，施足配方肥，播种其他作物，并开展其他的田间管理措施。

　　5.向日葵秸秆直接粉碎还田技术

　　收获和处理:向日葵成熟人工收获花盘后，用秸秆粉碎机将秸秆粉碎至10～15cm，使其均匀覆盖地表。

　　施用秸秆腐熟剂:腐熟剂兑水喷施后，利于覆盖地表的秸秆吸收，在雨天或土壤较湿的情况下，下午施用效果更好，加快秸秆腐烂。每亩施用量为0.5kg，每亩兑水30kg同时配施尿素5kg(以调节秸秆碳氮比，以免土壤中失氮过多)，然后进行喷施。

　　耕翻入田:待腐熟剂完全被秸秆吸收后，采用大型耕作机械将秸秆全部翻入耕层25～30 cm处，减少表土秸秆量，加快秸秆腐烂。

　　补充水分:秸秆翻埋入土壤中后，腐熟速度主要决定于水分与温度。9月份温度基本满足腐熟需求。水分视土壤水分含量而定，雨水多可不浇水。土壤过干，结合秋浇进行补充水分。

　　(二)秸秆饲料化利用

　　1.秸秆直接饲喂

　　将秸秆初步粉碎后饲喂牲畜，或者是先直接饲喂后，再将牲畜吃不尽的剩余秸秆粉碎后拌料饲喂。但是此方法会造成秸秆的大量浪费，且适口性低，营养吸收利用率不高。

　　2.秸秆青贮

　　原料切割的长度一般为1～3cm左右(如过长则不利于压实，切短装填时可以压得更实，有利于排除其中的空气。也有利于以后青贮饲料的取用，牲畜也便于采食减少浪费)，切短后的青贮原料要及时装入青贮窖内，边粉碎、边装窖、边压实。装窖时每装20～40cm左右时就要踩实一次，特别要注意踩实青贮窖的四周和边角。同时检查原料的含水量(一般要求在65%左右)，尽可能缩短青贮过程中微生物有氧活动的时间。如果当天或者一次不能装满全窖，可在已装窖的原料上立即盖上一层塑料薄膜，次日继续装窖。青贮原料一般要求含糖不得低于2%。青贮玉米含有较丰富的糖分(一般在4%以上)，所以青贮时不需添加其他含糖量高的物质。切记在青贮过程中一定要压实，否则氧气残留过多，会导致部分原料发生霉变，这是导致青贮失败的主要原因之一。尽管青贮原料在装窖时进行了踩压，但经数天后仍会发生下沉。为此，在青贮原料装满窖后，还需再继续装至原料高出窖的边沿50～80 cm，然后用整块塑料薄膜封盖，再盖1～2层草包片、草席等物，最后用泥土压实，泥土厚度约30～40 cm，并把表面拍打光滑，窖顶隆起成馒头形状。随着青贮的成熟及土层压力，窖内青贮料会慢慢下沉，土层上会出现裂缝漏气，如遇雨天，雨水会从缝隙渗入，使青贮料败坏。有的因装窖时踩踏不实，时间稍长青贮窖会出现窖面低于地面，雨天积水。因此要随时观察青贮窖，发现裂缝或下沉要及时覆土，以保证青贮成功。一般经过40～50天(20～35℃/天)的密闭发酵后，即可取用饲喂家畜。

　　3.秸秆压块饲料

　　秸秆压块饲料是指将各种农作物秸秆经机械铡切或粉碎之后，根据一定的饲料配方，与其他农副产品及饲料添加剂混合搭配，经过高温高压压制而成的高密度块状饲料。

　　工艺流程:秸秆收集→晾晒→去除杂质→切碎→发酵处理→添加营养物质→压块→冷却、晾干→成品包装→入库储存。

　　技术要点:第一，将晾晒后湿度保持在20%以下的秸秆切碎成30cm的长度，堆放12～24小时。第二，为了使压块饲料在加水松解后能够直接饲喂，可在压块前添加营养物质，然后利用压块机进行压块、冷却、晾干。

　　(三)秸秆能源化利用

　　1.秸秆固化成型技术

　　秸秆固化成型是指在一定温度和压力作用下，将农作物秸秆压缩为棒状、块状或颗粒状等成型燃料，从而提高运输和贮存能力，改善秸秆燃烧性能，提高利用效率，扩大应用范围的技术。秸秆固化成型基本生产工艺流程包括: 秸秆收集、粉碎、干燥、混料、成型、冷却、包装等程序。

　　2.秸秆沼气(生物气化)技术

　　秸秆沼气是指以秸秆为主要原料，经微生物发酵作用生产沼气和有机肥料的技术，从工程规模和利用方式上可分为户用秸秆沼气和秸秆沼气集中供气工程两类。

　　秸秆收集与粉碎:户用秸秆沼气的原料主要为玉米秸秆、小麦秸秆和水稻秸秆等。常见户用秸秆沼气的原料量为6 m3沼气池所需干秸秆约为300 kg;8 m3沼气池所需干秸秆约为400 kg;10 m3沼气池所需干秸秆约为500 kg。将所需秸秆收集后，堆积在开阔区域让其自然晾晒和风干，随后对风干的秸秆进行机械粉碎或铡切，秸秆长度控制在5 cm以下。

　　润湿与堆沤处理:粉碎后的干秸秆，须先进行润湿处理。以8 m3沼气池为例，400 kg秸秆需加水300～400 kg(或等量沼液)，充分搅拌，湿水程度以用手捏紧秸秆有少量的水滴下为宜。润湿后将秸秆放置1天以上，以确保湿透。

　　堆沤:通过堆沤可以初步破坏秸秆的纤维的木质结构，有利于后期厌氧发酵过程中被厌氧菌消化分解。以8 m3的沼气池为例，400 kg干秸秆，需添加秸秆预处理复合菌剂约1 kg，添加碳酸铵5 kg。如果采用沼液浸泡秸秆，可不添加复合菌剂。添加菌剂和碳酸铵时需翻堆一次，以保证菌剂和碳酸铵与秸秆充分混匀。堆沤时间一般为夏季3天，春、秋季4～5天，冬季6～7天，可根据气温适当进行调整，以秸秆表面长满白色菌丝为宜。

　　进料准备:为使秸秆沼气池启动更为顺利，原料中可添加适量畜禽粪便，将堆沤好的秸秆和畜禽粪便一起投入池内。以常见的水压式沼气池为例，6 m3沼气池需干秸秆约300 kg，牛粪或猪粪约700kg;8 m3沼气池需干秸秆约400kg;牛粪或猪粪约800kg;10 m3沼气池需干秸秆500 kg，牛粪或猪粪约1000kg。

　　进料:添加相应的接种物，接种物可以是沼渣或活性污泥。如果没有接种物，也可将畜禽粪便加水浸透，覆盖薄膜进行堆沤后作为接种物。接种物的总量控制在1000～2000kg，在进料时采取分层加入的方式，即边进料边加入接种物，也可与发酵原料混匀后一起投入到池内。由于秸秆碳氮比较高，为得到合适的碳氮比，需添加氮源。如果添加碳酸铵，添加总量控制在8～10kg(或碳酸氧铵约15kg，先溶化好再添加);如果加入人畜粪尿，添加总量为300～500kg。物料装入沼气池后，根据实际情况添加水2000～3000kg，直到发酵料液离沼气池天窗下沿500～550mm为止。户用沼气发酵的适宜温度为15℃以上，因此，进料宜选取在气温较高的季节。

　　启动:密封沼气池池口。连续放气1～3天，当沼气压力表的压力达到2 kPa以上时开始试火，直至能点燃且火苗稳定，此时表明沼气池已启动成功，生产的沼气可正常使用。

　　3.秸秆气化技术

　　秸秆气化就是将秸秆在缺氧的状态下加热，秸秆首先被干燥，随温度升高，物料的挥发物质逐步析出，并在高温下发生裂解，热解后的气体和余碳在氧化区与氧化介质空气、氧、水蒸气等发生燃烧反应，产生可燃气体，通过管道将秸秆气输送到各家各户使用。

　　(四)秸秆原料化利用

　　秸秆纤维作为一种天然纤维素纤维，生物降解性好，既可以部分代替砖、木等材料，还可有效保护耕地和森林资源。可以作为工业原料，如纸浆原料、保温材料、包装材料、各类轻质板材的原料，可降解包装缓冲材料、编织用品等，或从中提取淀粉、木糖醇、糖醛等。此外，经过技术方法处理加工秸秆还可以制造人造丝和人造棉，生产糠醛、饴糖、酒和木醣醇，加工纤维板等等，最主要作为纸浆原料。

　　(五)秸秆基料化利用

　　以作物秸秆为主要培养基质，再配合其他原料，可进行多种食用菌栽培。如用麦秸栽培草菇、用玉米秸秆栽培草菇和平菇、用稻草栽培双孢菇等。以秸秆为原料栽培食用菌形成的菇渣密布菌丝体，具有较高的营养价值，加工后可制成菌体蛋白饲料喂养家畜，从而形成“秸秆—蘑菇—饲料—粪便—回田”的能量多级利用、物质链式循环的生态农业模式。有些品种的废弃菌棒(袋)可以作为另一种食用菌的栽培基料，不仅提高了生物转化率，延长了利用链条，还减少了对环境的污染。目前利用秸秆生产平菇、香菇、金针菇、鸡腿菇等技术已较为成熟，正逐步得到进一步推广。