1.3　秸稈綜合利用主要途徑

1.3.1　秸稈肥料利用

秸稈肥料化利用的主要形式是秸稈還田，該技術(shù)是我國秸稈資源化利用中最原始的技術(shù)，尤其是秸稈直接還田，因其易被掌握，在目前仍被大量應(yīng)用。直接還田主要包括秸稈覆蓋還田和秸稈粉碎翻壓還田兩種形式。秸稈間接還田中的漚制還田、過腹還田、過圈還田等技術(shù)在農(nóng)村地區(qū)仍普遍使用，而高溫堆肥和厭氧消化后的高效清潔利用由于存在許多因素的制約目前應(yīng)用還不夠成熟。

除可以采用留高茬、覆蓋、堆漚還田、機(jī)械還田和過腹還田等形式外，還可以采用特殊工藝科學(xué)配比，將秸稈經(jīng)過粉碎、酶化、配料、混料、造料等工序后生產(chǎn)秸稈復(fù)合肥，其成本與尿素接近，施用后對(duì)于促進(jìn)土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、改善土壤物理性質(zhì)、增強(qiáng)農(nóng)作物抗病能力，優(yōu)化農(nóng)田生態(tài)環(huán)境都有良好的效果。同普通復(fù)合肥相比，糧食可以增產(chǎn)10%～20%，蔬菜增產(chǎn)30%～40%，水果增產(chǎn)25%～40%，且水果含糖量可以提高1%～3%。此外，秸稈生物反應(yīng)堆、秸稈粉碎后經(jīng)一系列加工處理后制成固體棒狀炭，燃燒后產(chǎn)生的二氧化碳可以作為氣體肥料用于大棚或溫室的蔬菜水果種植。秸稈還田不僅有利于農(nóng)作物增產(chǎn)，而且降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，培肥了地力，還可以減輕病蟲危害。

（1）直接還田

直接還田方法簡便，能促進(jìn)土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，改善土壤物理性質(zhì)，保持土壤水分，平衡土溫，提高作物產(chǎn)量。直接還田特別適于我國北方旱作農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

（2）過腹還田

把秸稈作飼料喂養(yǎng)家畜，再利用家畜糞便還田作肥料，此法可節(jié)約飼料量和牧草，既能發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)，又能提高土壤肥力。養(yǎng)畜過腹還田，帶動(dòng)了養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展[2]。

（3）秸稈堆漚還田

采用堆漚等形式，經(jīng)過微生物作用產(chǎn)生多種酶，促進(jìn)農(nóng)作物秸稈中的有機(jī)物降解，發(fā)酵分解轉(zhuǎn)化為可供植物生長發(fā)育需要的有機(jī)肥料。

1.3.2　秸稈制飼料

秸稈飼料化利用方式主要包括秸稈青貯、氨化、微貯、堿化-發(fā)酵雙重處理、膨化飼料、熱噴及生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白等加工技術(shù)，從而使農(nóng)作物秸稈中的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等轉(zhuǎn)化為含有豐富菌體蛋白、微生物等成分的生物蛋白質(zhì)飼料。其中堿化-發(fā)酵雙重處理和熱噴技術(shù)是目前較為理想的秸稈飼料化利用技術(shù)。

（1）氨化飼料

秸稈氨化是指用含氨源的物質(zhì)（液氨、氨水、尿素、碳銨等）處理農(nóng)作物秸稈，使秸稈更適合草食牲畜飼用的一種方法。秸稈經(jīng)過氨化后，其消化率、含氨量、適口性、能量價(jià)值、飼喂安全性、保存性等都得到不同程度的提高。

（2）青貯飼料

秸稈青貯是在適宜的條件下，加入發(fā)酵菌，通過厭氧發(fā)酵，使秸稈變成具有酸香味、草食家畜喜食的飼料。秸稈青貯可提高飼料的適口性和消化率；有效減少秸稈曬干后營養(yǎng)成分的大量流失，而且形成的酸性環(huán)境能抑制微生物的繁衍，防止霉變，從而達(dá)到保存飼料的目的。

（3）秸稈制生物蛋白飼料

陳慶森等以玉米秸稈為原料，發(fā)酵制取生物蛋白飼料，發(fā)酵液中秸稈纖維素利用率可達(dá)70%，粗蛋白質(zhì)得率在23%以上，大大提高了玉米秸稈的營養(yǎng)價(jià)值，同時(shí)為替代飼用糧、生產(chǎn)蛋白富集飼料提供了很好的基料。

1.3.3　秸稈能源化利用

秸稈能源化利用技術(shù)主要有秸稈直燃發(fā)電、秸稈氣化、秸稈發(fā)酵制沼氣、秸稈成型燃料及秸稈炭化技術(shù)等[3]。

（1）秸稈直燃發(fā)電技術(shù)

作為傳統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換方式，秸稈直接燃燒具有經(jīng)濟(jì)方便、成本低廉、易于推廣等特點(diǎn)，可在秸稈主產(chǎn)區(qū)為中小型企業(yè)、政府機(jī)關(guān)、中小學(xué)校和相對(duì)比較集中的鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民提供生產(chǎn)、生活熱水和冬季采暖。目前，秸稈鍋爐供暖、發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn)已在英國、荷蘭、丹麥等國家應(yīng)用。我國秸稈直燃供熱技術(shù)起步較晚，適合我國農(nóng)村特點(diǎn)的、運(yùn)行費(fèi)用低廉的小型秸稈直燃鍋爐正在研發(fā)中。

（2）秸稈氣化集中供氣技術(shù)

秸稈氣化是秸稈資源高附加值利用的一種生物能轉(zhuǎn)化方式。秸稈粉碎后，在氣化裝置內(nèi)不完全燃燒即可獲得理論熱值為5724kJ/m3的燃?xì)猓細(xì)獾闹饕煞郑篊O 20%，H2 15%，CO2 12%，CH4 2%，O2 1.5%，N2 49.5%。燃?xì)饨?jīng)降溫、多級(jí)除塵和除焦油等凈化和濃縮工藝后，由風(fēng)機(jī)加壓送至貯氣柜，然后經(jīng)管道輸送供用戶使用。秸稈氣化集中供氣系統(tǒng)主要包括秸稈處理裝置、氣化機(jī)組、燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)、燃?xì)夤芫W(wǎng)和用戶燃?xì)庀到y(tǒng)等五部分。秸稈氣化具有經(jīng)濟(jì)方便、干凈衛(wèi)生等特點(diǎn)，但存在投資高、燃?xì)鉄嶂灯鸵约叭細(xì)庵械獨(dú)馀c焦油含量偏高等問題，還不能大規(guī)模推廣應(yīng)用。

（3）秸稈發(fā)酵制沼氣

秸稈制沼氣是指多種微生物在厭氧條件下，將秸稈轉(zhuǎn)化成沼氣和副產(chǎn)物沼液、沼渣的過程。沼氣的主要成分是甲烷，占50%～70%，是高品位清潔燃料。甲烷可在略高于常壓的狀態(tài)下，通過PVC管道輸送到農(nóng)戶，用于炊事、照明、果品保鮮等。

（4）秸稈成型壓塊及炭化技術(shù)

秸稈成型壓塊是指秸稈經(jīng)粉碎后在200～300℃高溫下軟化，然后添加適量黏結(jié)劑與水混合，施加一定壓力使其固化成型，即得到棒狀或顆粒狀“秸稈炭”，還可進(jìn)一步經(jīng)炭化爐加工處理使其成為具有一定機(jī)械強(qiáng)度的“生物煤”。

秸稈成型燃料具有以下優(yōu)點(diǎn)：a.制作工藝簡單，可加工成多種形狀，體積小，貯運(yùn)方便；b.品位較高，利用率可提高到40%左右；c.使用方便，干凈衛(wèi)生，燃燒時(shí)污染極小；d.除民用鍋爐外，還可用于熱解氣化產(chǎn)煤氣、生產(chǎn)活性炭及各類“成型”炭。

1.3.4　秸稈的工業(yè)化應(yīng)用

秸稈的工業(yè)用途廣泛，不僅可用作保溫材料、紙漿原料、菌類培養(yǎng)基、建筑材料、各類輕質(zhì)板材和包裝材料的原料，還可用于編織業(yè)，釀酒制醋，生產(chǎn)人造棉、人造絲、飴糖等，或從中提取淀粉、木糖醇、糖醛等。

（1）秸稈編織制品加工技術(shù)

秸稈用于編織業(yè)最常見的是稻草編織。草簾、草苫等可用于設(shè)施蔬菜的溫室大棚中；草席、草墊既可保溫防凍，又具有吸汗防濕的功效；而品種繁多的草編織品、工藝品和裝飾品，由于工藝精巧，透氣保暖性好，裝飾性佳，深受國內(nèi)外消費(fèi)者的喜愛。

（2）秸稈制建筑材料技術(shù)

將粉碎后的秸稈按一定比例加入黏合劑、阻燃劑和其他配料，進(jìn)行機(jī)械攪拌、擠壓成型、恒溫固化，可制得高質(zhì)量的輕質(zhì)建材。這些裝飾板成本低、重量輕、美觀大方，且在生產(chǎn)過程中無污染。目前，秸稈在建材領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用已相當(dāng)廣泛，秸稈消耗量大、產(chǎn)品附加值高，又能節(jié)約木材，很有發(fā)展前景。

（3）秸稈制備揚(yáng)塵覆蓋劑技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，大規(guī)模的土地開發(fā)和道路改造形成的建筑裸露地、建筑棄土成為二次揚(yáng)塵的源頭，對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量帶來極大的影響。據(jù)北京市環(huán)保局2014年對(duì)北京地區(qū)PM2.5源的解析顯示，排放源以機(jī)動(dòng)車、燃煤、工業(yè)生產(chǎn)、揚(yáng)塵為主，分別占比31.1%、22.4%、18.1%和14.3%，因此可以看出，控制揚(yáng)塵污染已經(jīng)成為改善空氣質(zhì)量的重要手段。

利用廢棄的農(nóng)作物秸稈制成揚(yáng)塵覆蓋劑，噴灑于建筑工地的裸露土堆及工廠等地的裸露煤堆，形成一個(gè)覆蓋層，以固定沙塵、降低空氣中的可吸入顆粒物，提高空氣質(zhì)量。目前應(yīng)用的綠色環(huán)保揚(yáng)塵覆蓋劑主要由玉米秸稈制作而成。傳統(tǒng)的控制施工工地?fù)P塵的方法常采用密目網(wǎng)和化學(xué)覆蓋劑等方法，這些方法不是控制揚(yáng)塵效果不理想，就是會(huì)對(duì)土壤造成不良影響。而綠色環(huán)保覆蓋劑不僅對(duì)環(huán)境沒有影響，而且噴灑后覆蓋揚(yáng)塵效果好，有效彌補(bǔ)了原有方法的不足。

（4）用作食用菌基料

秸稈營養(yǎng)豐富、來源廣泛、成本低廉，非常適合用作食用菌的培養(yǎng)基料。目前國內(nèi)外用各類秸稈生產(chǎn)的食用菌品種已達(dá)20多種，不僅可培育草菇、香菇、鳳尾菇等一般品種，還可培育黑木耳、銀耳、猴頭、毛木耳、金針菇等名貴品種。相關(guān)數(shù)據(jù)表明：100kg 稻草秸稈可生產(chǎn)平菇160kg 或黑木耳60kg；100kg玉米秸稈可生產(chǎn)平菇或香菇等100～150kg，生產(chǎn)銀耳或猴頭、金針菇等50～100kg。

（5）生產(chǎn)工業(yè)原料

秸稈作為工業(yè)原料在國內(nèi)開發(fā)利用起步較晚，但由于其來源豐富、價(jià)格低廉且經(jīng)濟(jì)效益顯著，目前已經(jīng)成為極具潛力的發(fā)展領(lǐng)域。經(jīng)過碾磨處理后的秸稈纖維與樹脂混合物在金屬模具中加壓成型處理，可以制作裝飾板材和一次成型家具，具有強(qiáng)度高、耐腐蝕、阻火阻燃、美觀大方及價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)。這種秸稈板材的開發(fā)對(duì)于緩解我國木材供應(yīng)數(shù)量不足和供求趨緊的矛盾、節(jié)約森林資源、發(fā)展人造板產(chǎn)業(yè)具有十分重要的意義。秸稈還可以采取爆破制漿等技術(shù)，代替木材和棉花生產(chǎn)高質(zhì)量的人造纖維漿粕，可以作為化纖制品和玻璃紙生產(chǎn)的主要原料，亦可以廣泛應(yīng)用于抽絲織布、無毒塑料、膠片、火藥、無毒食品包裝袋、一次性衛(wèi)生筷、快餐飯盒的生產(chǎn)。特別是利用秸稈纖維生產(chǎn)的快餐飯盒保溫隔熱效果好，強(qiáng)度、挺度佳，制造工藝簡單可靠，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品附加值高，使用后可以自然生物降解，無毒無害，還能用作飼料和肥料，不產(chǎn)生任何環(huán)境污染，可以成為塑料材質(zhì)制成的快餐飯盒的理想替代產(chǎn)品。