農(nóng)作物秸稈中含有多種可被利用的有效成分,除絕大部分是碳之外,還含有鉀、硅、氮、鈣、鎂、磷等元素及纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)、氨基酸等有機質(zhì)成分,是一種重要的生物質(zhì)資源。充分利用各類農(nóng)作物秸稈資源,可以有效解決農(nóng)業(yè)資源浪費、農(nóng)村能源短缺、農(nóng)業(yè)環(huán)境污染等問題,以秸稈帶動產(chǎn)業(yè)、以產(chǎn)業(yè)提高效益、以效益促進增收,是發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的一項重要內(nèi)容。
1 呼和浩特市農(nóng)作物秸稈資源量調(diào)查
根據(jù)2009年對全市各個旗、縣、區(qū)的秸稈資源調(diào)查結(jié)果,呼和浩特市秸稈理論資源量約為1 95.72萬噸,可收集秸稈資源量為182.38萬噸,秸稈資源比較豐富。其中玉米秸稈是呼和浩特市的主要秸稈資源, 占總量的94.2%, 其次為馬鈴薯、小麥、油菜,燕麥和豆類的秸稈資源量較少,秸稈產(chǎn)生期主要集中在6月至10月,1 1月至4月無秸稈生成。
隨著我市農(nóng)作物播種面積的擴大和農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的不斷提高,農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量也不斷增加。同時隨著人民經(jīng)濟條件的改善,煤氣、電力、沼氣等能源已進入農(nóng)村千家萬戶,逐步取代了秸稈作為農(nóng)村生活的主要燃料,秸稈作為燃料的需求量下降,從而造成農(nóng)村秸稈大量過剩。
2 秸稈資源利用現(xiàn)狀
通過實地調(diào)查和查閱相關(guān)資料,呼和浩特市分為兩個種植區(qū)域,土左旗、賽罕區(qū)、托縣、和林縣部分地區(qū)種植作物85%為玉米,秸稈資源豐富,秸稈部分用作飼料。清水河縣、武川縣、和林縣的部分山區(qū)農(nóng)作物種植種類較多,但秸稈資源量較少,主要用作家庭生活燃料。呼和浩特地區(qū)玉米秸稈約30%用作牛、羊等家畜飼料,以家庭散養(yǎng)為主;30%用做家庭生活燃料,直接投入柴灶燃燒;40%廢棄或焚燒。小麥秸稈3%粉碎直接還田,剩余部分廢棄或焚燒;油菜秸稈90%用做家庭生活燃料;馬鈴薯秸稈1 O%用作飼料,30%用作家庭生活燃料,60%焚燒或廢棄。
由以上分析在已被利用的秸稈中,直接用作燃料的這些秸稈利用附加值低,用作牛、羊等家畜飼料這部分利用附加值較高,但占秸稈總量的比例偏低,直接還田用作肥料的秸稈利用方式原始粗糙,而大量的秸稈被焚燒或腐爛在田問地頭、村落庭院,造成資源浪費、環(huán)境污染,影響交通,火患無窮。總體而言,呼和浩特市秸稈利用的附加值偏低,且秸稈產(chǎn)業(yè)化發(fā)展還是一片空白。
3 秸稈資源利用效益分析
社會效益:秸稈能源化利用使得田間地頭、鄉(xiāng)村街道不再有大量秸稈堆放,避免安全隱患,消除了秸稈長期堆漚排放的難聞氣味,改變了環(huán)境衛(wèi)生,使鄉(xiāng)村容貌更加干凈整潔。還使冬季采暖投入成本降低,進而提升了農(nóng)村冬季取暖水平,使農(nóng)戶室內(nèi)居住環(huán)境大大改善,提高了農(nóng)民生活質(zhì)量,有效促進了社會主義新農(nóng)村建設(shè)。
生態(tài)效益:與礦物能源相比,生物質(zhì)在燃燒過程中對環(huán)境污染小,屬于清潔能源,有助于國家環(huán)境建設(shè)和C02減排,生物質(zhì)生產(chǎn)和能源化利用過程中排放的C02可納入自然界碳循環(huán),實現(xiàn)C02零排放;生物質(zhì)含氮量和含硫量均比煤少,不易造成有害氣體的排放。
經(jīng)濟效益:以秸稈沼氣發(fā)酵氣為例,1 t秸稈可產(chǎn)沼氣1500m3。,折合標(biāo)準(zhǔn)煤 750kg ,相當(dāng)于汽油 1970kg ,可發(fā)電1875kW·h。1個15 m3的沼氣池, 1a 所產(chǎn)沼氣的能量相當(dāng)于0.4hm2 薪炭林 1a 的產(chǎn)柴能量。也就是說,可替代薪柴 5000kg ,節(jié)約造林費用1 300元。
4 秸稈資源綜合利用途徑
結(jié)合我市秸稈資源和本地實際情況,應(yīng)重點開展秸稈還田利用、飼料加工、能源化利用三種模式試驗示范和推廣。
4.1 秸稈用作肥料
利用農(nóng)作物秸稈加工制作的有機肥主要有廄肥、漚肥、綠肥、堆肥和少量的沼氣肥,目前主要運用秸稈還田技術(shù)增加土壤肥力。農(nóng)作物秸稈直接還田可有效增加土壤有機質(zhì)、培養(yǎng)地力、改善土壤的物理性狀,是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。據(jù)測定,每畝還田玉米秸稈500千克,相當(dāng)于施用土雜肥25O0千克,碳銨11。7千克,過磷酸鈣6. 2千克 ,硫酸鉀4 75千克,一年后, 土壤有機質(zhì)含量相對提高0.05% ~0.23% ,平均每畝增產(chǎn)幅度在10%以上。
4.2 秸稈用作飼料
玉米秸稈是草食家畜重要的粗飼料來源,做好此項工作, 既解決了玉米秸稈多元化利用問題,同時也解決了我市粗飼料短缺問題,達(dá)到“雙贏”效果。據(jù)測定,一畝產(chǎn)750公斤的青綠玉米秸稈,青貯后可得165個飼料單位,相當(dāng)于126公斤玉米,青貯3畝玉米秸稈可供一頭牛吃半年。發(fā)展秸稈青貯飼料養(yǎng)牛,可以為肉類、乳品加工提供豐富的原料,促進畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。
4.3 秸稈反應(yīng)堆技術(shù)推廣利用
秸稈反應(yīng)堆是把秸稈鋪制一定厚度,保證足夠的氧氣,放上菌種,放出熱量,生產(chǎn)礦物質(zhì)元素和抗病孢子,大量補充植物所需二氧化碳的虧缺,使其光合作用大大增強,進而獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、無公害農(nóng)產(chǎn)品的工藝設(shè)施技術(shù)。結(jié)合呼市郊區(qū)蔬菜大棚種植,大力推廣秸稈反應(yīng)堆技術(shù),同時推廣生物殺蟲殺菌技術(shù),從而避免施用化肥和農(nóng)藥,生產(chǎn)綠色蔬菜。
4.4 秸稈氣化集中供氣推廣利用
與生物質(zhì)沼氣相比,秸稈氣化集中供氣不受南北方氣候溫度差異的限制,尤其在北方地區(qū)冬季溫度比較低的農(nóng)村就更適用于這種形式的供氣。以行政村為單元,利用農(nóng)作物秸稈通過氣化機組使秸稈在缺氧狀態(tài)下進行加熱反應(yīng),使其變成可燃?xì)怏w,通過貯氣柜及輸送管網(wǎng),送達(dá)農(nóng)戶家中。
4.5 秸稈沼氣推廣利用
在秸稈產(chǎn)量集中地區(qū)、養(yǎng)殖業(yè)重點區(qū)域,以玉米秸稈作為主要原料,經(jīng)微生物發(fā)酵作用生產(chǎn)沼氣供農(nóng)戶使用。每處建設(shè)年處理玉米秸稈500多噸,年生產(chǎn)沼氣35萬 m3。,年生產(chǎn)沼液沼渣300多噸,為周邊農(nóng)戶集中供氣。建設(shè)內(nèi)容包括秸稈預(yù)處理系統(tǒng)、秸稈發(fā)酵系統(tǒng)、沼氣凈化與儲存系統(tǒng)、沼氣輸配與用戶配套系統(tǒng)、沼渣的收集系統(tǒng)等組成的技術(shù)集成示范。
5 結(jié)語
我市秸稈資源綜合利用和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營前景非常廣闊,市場需求巨大,需要政府部門重視,制定相關(guān)政策和投入資金加以扶持。秸稈綜合利用技術(shù)的推廣和應(yīng)用是促進發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)經(jīng)濟、生態(tài)良性循環(huán),建設(shè)資源節(jié)約型高效農(nóng)業(yè),實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要選擇,也是解決“三農(nóng)” 問題,增加農(nóng)民收入,實現(xiàn)全面小康目標(biāo)的重要渠道之一。
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