秸秆

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秸秆是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称。通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物(通常为粗粮)在收获籽实后的剩余部分。秸秆的范围只是在粮食和经济两大作物之下。 “秸秆”具有狭义和广义概念。一般地,狭义概念为《辞海》中的解释,即秸秆为作物的茎秆,英文称为Straw或Stalk;广义概念是指收获作物主产品之后在田间剩余的副产物,这里我们称之为“田间秸秆”,等同于英文的Fieldresi...

秸秆是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称。通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物(通常为粗粮)在收获籽实后的剩余部分。秸秆的范围只是在粮食和经济两大作物之下。

秸秆分类

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“秸秆”具有狭义和广义概念。一般地,狭义概念为《辞海》中的解释,即秸秆为作物的茎秆,英文称为Straw或Stalk;广义概念是指收获作物主产品之后在田间剩余的副产物,这里我们称之为“田间秸秆”,等同于英文的Field residue。

按产出环节

可以将秸秆分为田间秸秆(Field residue)和加工副产物(Process residue);田间秸秆指作物主产品之后在大田地上部分剩余的所有作物副产物,主要包括作物的茎和叶。加工副产物是指作物粗级加工过程中产生的剩余物,如玉米芯、稻壳、花生壳、甘蔗渣、木薯渣等,但不包括麦麸、谷糠等其他精细加工的副产物。

按作物种类

可以分为大田作物秸秆(Field crop residue)和园艺作物秸秆(Horticultural crop residue),大田作物秸秆 包括禾谷类作物秸秆、豆类作物秸秆和薯类作物秸秆等粮食作物秸秆,以及纤维类作物秸秆、油料类作物秸秆、糖料类作物秸秆和嗜好类作物秸秆等经济作物秸秆。再往下分可到每一个具体作物的秸秆,如水稻秸秆、棉花秸秆等。园艺作物秸秆包括草本的蔬菜、果树和花卉作物的秸秆,但不包括苹果、柑桔等木本作物修剪或其他操作产生的剩余物。由于园艺作物种植面积小,作物种类多且准确评估秸秆量有一定的难度。因此,评价中国作物秸秆产量时一般不考虑园艺作物,作物秸秆往往仅指大田作物秸秆。

秸秆

产生背景

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在中国,农民对作物秸秆的利用有悠久的历史,只是由于从前农业生产水平低、产量低,秸秆数量少,秸秆除少量用于垫圈、喂养牲畜,部分用于堆沤肥外,大部分都作燃料烧掉了。中国自20世纪80年代以来,粮食产量大幅提高,秸秆数量也多,加之省柴节煤技术的推广,烧煤和使用液化气的普及,使农村中有大量富余秸秆。随着农业生产的发展,现代化肥的使用,使得农业对秸秆所制肥料的需求大大减少,秸秆的处理成为一大难题。

秸秆焚烧原因

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序号原因
1随着生活水平的提高,家用电器、煤气使用日益广泛,农民朋友对柴草的需求下降
2焚烧产生的草木灰的确是一种肥料,故而产生的焚烧农作物秸秆的行为
3秸秆处理的成本太高,机械收割留茬较高,影响下一季农作物的播种
4科技转化力度不够,秸秆的经济价值难以发挥
5对于农作物秸秆综合利用,虽然提出了不少解决的办法,但缺乏针对性、实用性、时效性和具体性的指导
6农村劳动力的大量转移由于农村大批青壮年进城务工、经商,剩余劳动力将秸秆捆扎搬运离田心有余而力不足,在万般无奈之下只得就地焚烧秸秆
7机械收割留茬较高,中国生产的收割机因功率不够及机械手省油等原因留高茬达20cm左右,造成了下茬种植的困难
参考资料

秸秆焚烧危害

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序号危害原因
1污染空气环境焚烧秸秆会导致城市环境空气质量严重下降,空气中可吸入颗粒物含量明显增高,尤其是夜间空气污染程度加重。
2危害人类健康燃烧过程中,大气中的二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物三项污染指数通常可以达到高峰值,均超出平时水平的好几倍,轻则使人咳嗽、胸闷、流泪,严重的时候可能导致支气管炎等多重并发症,重则增大了患感染性疾病
3容易引发火灾由于野外比较空旷,焚烧秸秆时,空气对流加速,进而风速增加,并不时地改变风向,还会产生漂浮于空中的“火团”,人为难以控制,容易窜至院落和田间
4影响公共设施以及交通工具高压线很多架设在田野间,就怕它被烧到,对供电造成威胁;当它燃烧产生浓烟,在对流缓慢时,它会直接影响民航、铁路、公路的正常运营,对交通安全构成潜在威胁
5破坏土壤结构虽然焚烧秸秆会增添肥料,但会产生副作用,农田地表温度会急剧上升,土壤中的一些有益微生物会被直接烧死,反而是地下害虫会加速孵化,影响耕地生物圈微循环焚烧留下的草木灰,虽有输送钾肥的功效,但因为其呈碱性,会使土壤碱度升高,自然肥力和保水性能大大下降
参考资料

利用途径

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2021年12月,国家发改委和农业部共同编制的《秸秆综合利用技术目录》,大力推进秸秆综合利用,秸秆肥料化、饲料化、原料化、燃料化、基料化利用技术经过产业化示范日益成熟,成为推进秸秆综合利用的重要支撑。

秸秆肥料化

技术名称技术特征适宜秸秆
秸秆犁耕深翻还田技术一是将秸秆翻埋到耕层以下,不影响下茬作物播种。

二是大田秸秆深翻还田只需将秸秆粉碎(或切碎)一遍,无需多次粉碎

除病虫害严重或具有连作障碍的农作物秸秆外,都适宜深翻还田。病虫害严重或具有连作障碍的农作物秸秆应收集离田,妥善处置。
秸秆旋耕混埋还田技术一是机械作业适宜性广,既适合中小型拖拉机旋耕作业,也适宜大马力拖拉机旋耕或耙耕作业。

二是可实现秸秆与土壤的充分混合,有利于促进秸秆快速腐熟。

三是可选择多种复式作业,既可采用施肥、旋耕、播种与镇压等复式作业,也可选择施肥、条旋、条播与镇压等复式作业。

除病虫害严重或具有连作障碍的农作物秸秆外,都适宜混埋还田。病虫害严重或具有连作障碍的农作物秸秆应收集离田,妥善处置。
秸秆免耕覆盖还田技术一是对干旱半干旱地区农田保墒和降低风蚀水蚀风险作用明显。

二是区域适宜性广,对干旱半干旱以外的地区也有很强的适应性。

三是机械作业较为简单,显著节本降耗。

四是有利于抑制杂草生长。

适用秸秆主要有玉米秸、麦秸、稻草等。病虫害严重或具有连作障碍的农作物秸秆应收集离田,妥善处置。
秸秆田间快速腐熟技术一是快捷方便、用工少,只需在作物收割后、灌水泡田前将腐熟剂撒在秸秆表面,不需要单独增加作业环节。

二是秸秆转化快,腐熟剂产生的酶能迅速催化分解秸秆粗纤维,使秸秆能在7―10天内基本软化并初步腐熟,旋耕犁耙不会缠绕。

适用的秸秆主要有稻草、麦秸、油菜秆等。
秸秆生物反应堆技术秸秆生物反应堆技术可有效改善大棚生产的微生态环境,投资少,见效快,适合于农户分散经营。适用的秸秆主要有玉米秸、麦秸、稻草、豆秸、蔬菜藤蔓等。
秸秆堆沤还田技术秸秆堆沤既可进行就地(田间地头)堆肥还田,也可用于生产高品质的商品有机肥。适用于所有秸秆,但重金属超标的农田秸秆除外。
秸秆炭基肥生产技术生物炭碳含量极其丰富,其中的碳元素被矿化后可长期固存在土壤中,固碳效果显著;复合炭基肥不仅能提高土壤有机质,而且能提升化肥肥效。适用的秸秆主要有玉米秸、麦秸、稻草、棉秆等。
参考资料

秸秆饲料化

技术名称技术特征适宜秸秆
秸秆青(黄)贮技术青(黄)贮秸秆饲料具有营养损失较少、饲料转化率高、适口性好、便于长期保存等优点。秸秆微贮可进一步提高青(黄)贮饲料的质量,具有更广泛的适应性。适用的秸秆主要有玉米秸、高粱秆、稻草、麦秸、花生秧、豆秸等。
秸秆碱化/氨化技术秸秆碱化/氨化技术适用范围广,是较为经济、简便而又实用的秸秆饲料化处理方式之一。适用的秸秆主要有麦秸、稻草等。
秸秆压块饲料加工技术一是秸秆压块饲料不易变质,便于长期保存。

二是适口性好,采食率高,饲喂方便,经济实惠。

三是体积小、密度大,可作为商品饲料进行长距离调运,特别是在应对草原地区冬季雪灾和夏季旱灾导致的饲料匮乏方面具有重要作用。

适用的秸秆主要有玉米秸、麦秸、稻草以及豆秸、薯类藤蔓、向日葵秆(盘)等。
秸秆揉搓丝化加工技术通过揉丝加工不仅分离了秸秆中纤维素、半纤维素与木质素,而且能够延长在反刍动物瘤胃内的停留时间,有利于同步提高秸秆采食量和消化率。该技术简单、高效、成本低,既可直接喂饲,也可进一步加工高质量粗饲料。适用的秸秆主要有玉米秸、豆秸、向日葵秆等。
秸秆挤压膨化技术经过膨化处理的秸秆饲料,可提高采食量和吸收率,裹包后保质期可达两年以上。适用的秸秆主要有玉米秸、麦秸、稻草、豆秸等。
秸秆汽爆技术一是秸秆汽爆技术可以降低木质素和中性洗涤纤维的含量,提高纤维素利用率,还可以减少原料中霉菌毒素的含量,进一步提高饲料的安全性。

二是汽爆处理后的秸秆接种乳酸菌后,可以迅速进行厌氧发酵,有利于秸秆的长期保存。

适用的秸秆主要有玉米秸、麦秸、稻草、豆秸、甘蔗梢等。
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秸秆燃料化

技术名称技术特征适宜秸秆
秸秆打捆直燃供暖热)技术一是节本降耗,经济效益较好。与秸秆成型燃料集中供暖相比,减少了燃料加工环节;与燃煤相比,秸秆锅炉替代燃煤锅炉后,可利用原有供暖管道,无需新增基本建设,达到同等供暖效果,价格比较便宜。

二是原料适应性强。含水率40%以内以及含土率较高的秸秆都可直接使用。

三是热效率高。锅炉热效率达到80%以上。

四是环境效益显著。专用锅炉配备除尘装置,污染物排放明显优于《锅炉大气污染物排放标准》,同时替代燃煤,明显减少二氧化碳排放。

适用的秸秆主要有玉米秸、麦秸、稻草、油菜秸秆、棉花秆等成捆秸秆。
秸秆固化成型技术秸秆固化成型燃料热值与中质烟煤大体相当,具有点火容易、燃烧高效、烟气污染易于控制、便于贮运、低碳排放等优点,可为农村居民提供炊事、取暖用能,也可以作为农产品加工业、设施农业(温室大棚)、养殖业等产业的供热燃料,还可作为工业锅炉、居民小区取暖锅炉和电厂的燃料。适用的秸秆主要有玉米秸、稻草、麦秸、棉秆、油菜秸秆、烟秆、稻壳等。
秸秆炭化技术一是秸秆机制炭具有杂质少、易燃烧、热值高等特点,碳元素含量一般在80%以上,热值可达到23MJ/kg―28MJ/kg,可作为高品质的清洁燃料,也可进一步加工生产活性炭。

二是生物炭呈碱性,很好地保留了细胞分室结构,官能团丰富,可制备为土壤改良剂或炭基肥料,在酸性土壤和粘重土壤改良、提高化学肥料利用效率、扩充农田碳库方面具有突出效果。

三是生物炭的碳元素含量一般在60%以上,经固化成型(先炭化后固化)后,也可作为燃料使用。

适用的秸秆主要有玉米秸、棉秆、油菜秸秆、烟秆、稻壳等。
秸秆沼气技术秸秆沼气是高品位的清洁能源,可用于居民供气,可为工业锅炉和居民小区锅炉提供燃气,也可发电上网。沼气净化提纯成生物天然气,可作为车用燃气或并入城镇天然气管网。沼渣沼液可直接施肥,也可用于制备栽培基质或有机肥料。适用的秸秆主要有豆秸、花生秧、甘蔗叶梢、薯类茎秆、蔬菜藤蔓和尾菜、玉米秸、油菜秸秆、麦秸、稻草等。秸秆碳氮比越低,越适宜于秸秆沼气发酵。
秸秆纤维素乙醇生产技术秸秆纤维素乙醇生产可直接替代工业乙醇生产所消耗的大量粮食,对保障国家粮食安全具有显著的促进作用。适用的秸秆主要有玉米秸、麦秸、稻草、高粱秆等。
秸秆热解气化等气化技术秸秆热解气化的燃气用途广泛,可直接用于发电,或经过净化后为工业锅炉和居民小区锅炉提供燃气,也可用于村镇集中供气。适用的秸秆主要有玉米秸、麦秸、稻秆、稻壳、棉秆、油菜秸秆等。
秸秆直燃(混燃)发电技术一是秸秆消纳量大,可有效解决区域秸秆过剩问题。二是直接替代燃煤等化石燃料发电,节能减排效果突出。适用的秸秆主要有玉米秸、麦秸、稻草、稻壳、甘蔗渣、棉秆、油菜秸秆等。
秸秆热电联产技术一是工程热效率高。秸秆直燃发电热能利用率为40%〜50%,秸秆热电联产热效率可达80%〜90%。

二是在原有秸秆直燃发电工程基础上添加余热回收、热转换等装置,与新建供暖(供热)工程相比,费用更低,建设周期更短。

适用的秸秆主要有玉米秸、麦秸、稻草、油菜秸秆、稻壳、棉秆等。
参考资料

秸秆基料化

技术名称技术特征适宜秸秆
秸秆食用菌栽培技术一是利用秸秆基料栽培食用菌技术成熟,资源效益和经济效益较高。二是利用秸秆部分替代木料种植木腐菌,具有节材代木、保护林木资源的作用。适用的秸秆主要有稻秆、麦秸、玉米秸、豆秸、棉秆、油菜秸秆、麻秆、花生秧、向日葵秆等。
秸秆制备栽培基质与容器技术一是以秸秆为主要原料,取材方便,经济性好。

二是具有根系固定、水气协调、养分固持等功能,有利于各种作物尤其是幼苗的培育和生长。

三是具有生物可降解性,避免了塑料容器的二次污染,低碳减排。

适用的秸秆主要有麦秸、稻草、油菜秸秆、大豆秸、向日葵秆等。
参考资料

秸秆原料化

技术名称技术特征适宜秸秆
秸秆人造板材生产技术秸秆人造板材可部分替代木质板材,用于家具制造和建筑装饰、装修,具有节材代木、保护林木资源的作用。目前,中国秸秆板材胶黏剂已实现零甲醛适用的秸秆主要有稻草、麦秸等。
秸秆复合材料生产技术根据不同的原材料配比和工艺流程,其制成品具有很广的延伸性和多元性,具有节材代木、保护林木资源的作用。适用于玉米秸、稻草、麦秸、棉杆等大部分秸秆。
秸秆清洁制浆技术制浆废液可通过浓缩造粒技术生产腐殖酸、有机肥,实现无害化处理和资源化梯级利用,提升全产业链的附加值。适用的秸秆主要有麦秸、稻草、棉秆、玉米秸等。
秸秆编织网技术一是生态环保,可大范围替代塑料编织网,消除塑料环境污染。

二是防护效果好,秸秆编织网更加密实,具有较好的固坡和防风固沙效果。

三是绿化效果好,秸秆自然腐解后,可为土壤提供丰富的有机质和N、P、K等营养元素,促进林草植被的快速萌发和生长。尤其是添加草种和营养基质的草毯,可实现草地快速郁闭。

适用的秸秆主要有麦秸、稻草等。
秸秆聚乳酸生产技术一是聚乳酸具有良好的机械性能、抗拉强度及延展度,在生产生活用途广泛。

二是聚乳酸及其制品具有良好的生物可降解性,可用于生产可降解农膜。

三是聚乳酸及其制品生物相容性良好,可用于生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线等医疗用品。

四是聚乳酸制品的废弃物处理方式环境友好,不会产生有毒有害气体

适用的秸秆主要有玉米秸、麦秸、稻草等。
秸秆墙体技术一是具有优良的保温隔热性能,节能降耗。二是节砖省土,保护土地。

三是与传统的砖(土)墙温室大棚相比,占地面积少,保温调湿效果好,且可增加CO2浓度,有利植物生长。拆除后可以就地还田,环保且经济性较好。

适用的秸秆主要有玉米秸、麦秸、稻草等。
秸秆膜制备技术一是清洁无污染,水田50〜60天、旱田120天内完全生物降解还田。

二是能够抑制杂草滋生,保墒效果显著,可适当替代普通塑料地膜。

适用的秸秆主要有稻草、玉米秸、麦秸、棉花秆等。
参考资料

经济成果

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秸秆原料化应用是宁夏当地的支柱产业之一,拥有西北最大的秸秆原料化利用基地,2018年被农业部评为全国农业副产物综合利用典型模式,通过产业升级,合作社每年消耗稻草、麦草、玉米、苇柴等秸秆100万吨,其中稻草70万吨左右,产品远销内蒙古、甘肃、陕西等地,最远可销往哈萨克斯坦,年总产值达1亿元,带动1600余人就业增收。

秸秆板材不仅静曲强度高,而且防火、防水、防寒、防噪音,比传统的建筑还要节约能耗,相关项目达产后年可消耗秸秆42万吨左右,年产31万立方米无甲醛麦稻秸秆板材,为农户年增收7200万元。

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词条目录
  1. 秸秆分类
  2. 按产出环节
  3. 按作物种类
  4. 产生背景
  5. 秸秆焚烧原因
  6. 秸秆焚烧危害
  7. 利用途径
  8. 秸秆肥料化
  9. 秸秆饲料化
  10. 秸秆燃料化
  11. 秸秆基料化
  12. 秸秆原料化
  13. 经济成果

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