农作物秸秆中含有多种可被利用的有效成分,除绝大部分是碳之外,还含有钾、硅、氮、钙、镁、磷等元素及纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质、氨基酸等有机质成分,是一种重要的生物质资源。充分利用各类农作物秸秆资源,可以有效解决农业资源浪费、农村能源短缺、农业环境污染等问题,以秸秆带动产业、以产业提高效益、以效益促进增收,是发展低碳农业经济的一项重要内容。
1 呼和浩特市农作物秸秆资源量调查
根据2009年对全市各个旗、县、区的秸秆资源调查结果,呼和浩特市秸秆理论资源量约为1 95.72万吨,可收集秸秆资源量为182.38万吨,秸秆资源比较丰富。其中玉米秸秆是呼和浩特市的主要秸秆资源, 占总量的94.2%, 其次为马铃薯、小麦、油菜,燕麦和豆类的秸秆资源量较少,秸秆产生期主要集中在6月至10月,1 1月至4月无秸秆生成。
随着我市农作物播种面积的扩大和农业综合生产能力的不断提高,农作物秸秆产量也不断增加。同时随着人民经济条件的改善,煤气、电力、沼气等能源已进入农村千家万户,逐步取代了秸秆作为农村生活的主要燃料,秸秆作为燃料的需求量下降,从而造成农村秸秆大量过剩。
2 秸秆资源利用现状
通过实地调查和查阅相关资料,呼和浩特市分为两个种植区域,土左旗、赛罕区、托县、和林县部分地区种植作物85%为玉米,秸秆资源丰富,秸秆部分用作饲料。清水河县、武川县、和林县的部分山区农作物种植种类较多,但秸秆资源量较少,主要用作家庭生活燃料。呼和浩特地区玉米秸秆约30%用作牛、羊等家畜饲料,以家庭散养为主;30%用做家庭生活燃料,直接投入柴灶燃烧;40%废弃或焚烧。小麦秸秆3%粉碎直接还田,剩余部分废弃或焚烧;油菜秸秆90%用做家庭生活燃料;马铃薯秸秆1 O%用作饲料,30%用作家庭生活燃料,60%焚烧或废弃。
由以上分析在已被利用的秸秆中,直接用作燃料的这些秸秆利用附加值低,用作牛、羊等家畜饲料这部分利用附加值较高,但占秸秆总量的比例偏低,直接还田用作肥料的秸秆利用方式原始粗糙,而大量的秸秆被焚烧或腐烂在田问地头、村落庭院,造成资源浪费、环境污染,影响交通,火患无穷。总体而言,呼和浩特市秸秆利用的附加值偏低,且秸秆产业化发展还是一片空白。
3 秸秆资源利用效益分析
社会效益:秸秆能源化利用使得田间地头、乡村街道不再有大量秸秆堆放,避免安全隐患,消除了秸秆长期堆沤排放的难闻气味,改变了环境卫生,使乡村容貌更加干净整洁。还使冬季采暖投入成本降低,进而提升了农村冬季取暖水平,使农户室内居住环境大大改善,提高了农民生活质量,有效促进了社会主义新农村建设。
生态效益:与矿物能源相比,生物质在燃烧过程中对环境污染小,属于清洁能源,有助于国家环境建设和C02减排,生物质生产和能源化利用过程中排放的C02可纳入自然界碳循环,实现C02零排放;生物质含氮量和含硫量均比煤少,不易造成有害气体的排放。
经济效益:以秸秆沼气发酵气为例,1 t秸秆可产沼气1500m3。,折合标准煤 750kg ,相当于汽油 1970kg ,可发电1875kW·h。1个15 m3的沼气池, 1a 所产沼气的能量相当于0.4hm2 薪炭林 1a 的产柴能量。也就是说,可替代薪柴 5000kg ,节约造林费用1 300元。
4 秸秆资源综合利用途径
结合我市秸秆资源和本地实际情况,应重点开展秸秆还田利用、饲料加工、能源化利用三种模式试验示范和推广。
4.1 秸秆用作肥料
利用农作物秸秆加工制作的有机肥主要有厩肥、沤肥、绿肥、堆肥和少量的沼气肥,目前主要运用秸秆还田技术增加土壤肥力。农作物秸秆直接还田可有效增加土壤有机质、培养地力、改善土壤的物理性状,是实现农业可持续发展的重要途径。据测定,每亩还田玉米秸秆500千克,相当于施用土杂肥25O0千克,碳铵11。7千克,过磷酸钙6. 2千克 ,硫酸钾4 75千克,一年后, 土壤有机质含量相对提高0.05% ~0.23% ,平均每亩增产幅度在10%以上。
4.2 秸秆用作饲料
玉米秸秆是草食家畜重要的粗饲料来源,做好此项工作, 既解决了玉米秸秆多元化利用问题,同时也解决了我市粗饲料短缺问题,达到“双赢”效果。据测定,一亩产750公斤的青绿玉米秸秆,青贮后可得165个饲料单位,相当于126公斤玉米,青贮3亩玉米秸秆可供一头牛吃半年。发展秸秆青贮饲料养牛,可以为肉类、乳品加工提供丰富的原料,促进畜牧业和农业产业化的发展。
4.3 秸秆反应堆技术推广利用
秸秆反应堆是把秸秆铺制一定厚度,保证足够的氧气,放上菌种,放出热量,生产矿物质元素和抗病孢子,大量补充植物所需二氧化碳的亏缺,使其光合作用大大增强,进而获得高产、优质、无公害农产品的工艺设施技术。结合呼市郊区蔬菜大棚种植,大力推广秸秆反应堆技术,同时推广生物杀虫杀菌技术,从而避免施用化肥和农药,生产绿色蔬菜。
4.4 秸秆气化集中供气推广利用
与生物质沼气相比,秸秆气化集中供气不受南北方气候温度差异的限制,尤其在北方地区冬季温度比较低的农村就更适用于这种形式的供气。以行政村为单元,利用农作物秸秆通过气化机组使秸秆在缺氧状态下进行加热反应,使其变成可燃气体,通过贮气柜及输送管网,送达农户家中。
4.5 秸秆沼气推广利用
在秸秆产量集中地区、养殖业重点区域,以玉米秸秆作为主要原料,经微生物发酵作用生产沼气供农户使用。每处建设年处理玉米秸秆500多吨,年生产沼气35万 m3。,年生产沼液沼渣300多吨,为周边农户集中供气。建设内容包括秸秆预处理系统、秸秆发酵系统、沼气净化与储存系统、沼气输配与用户配套系统、沼渣的收集系统等组成的技术集成示范。
5 结语
我市秸秆资源综合利用和产业化经营前景非常广阔,市场需求巨大,需要政府部门重视,制定相关政策和投入资金加以扶持。秸秆综合利用技术的推广和应用是促进发展低碳农业经济、生态良性循环,建设资源节约型高效农业,实现农业可持续发展的重要选择,也是解决“三农” 问题,增加农民收入,实现全面小康目标的重要渠道之一。
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