县秸秆综合利用的现状与发展思路
雾霾来源之一秸秆的综合利用现状
摘要。我国是秸秆产量大国,合理利用秸秆资源对于保护环境、缓解能源危机、促进社会发展具有重要意义。本文介绍了我国秸秆综合利用的几种方式,以及各种利用方式存在的优缺点,为我国秸秆资源的合理利用提供了一些参考。
关键词:作物秸秆;综合利用;利用方式
引言
秸秆是农作物子实收获后剩余的茎秆和残留的叶片。我国是产秸秆大国,秸秆种类有近30种。秸秆中隐藏着巨大的资源,作物吸收的养分有将近一半会留在秸秆中。高利伟等[1]研究表明2006年中国作物秸秆资源数量超过7.6亿t,其中蕴含的氮(n)、磷(p2o5)、钾(k2o)养分资源数量分别达到776万t、249万t、1342万t。但是一直以来人们都没能充分合理的利用它,大量的秸秆被丢弃、焚烧,不仅浪费资源还造成环境污染。近年来随着化石能源的日益枯竭和环境条件的日益恶化,秸秆资源的综合利用成为人们日益关注的话题。
我国各类农作物秸秆资源的综合利用方式,可归纳为4个方面:肥料、饲料、燃料、其它。
1秸秆还田
1.1秸秆还田的方式
一般来说,秸秆还田的方式主要有以下几种:
1.1.1秸秆机械化还田
农作物秸秆机械化还田技术就是利用秸秆粉碎机将摘穗后的小麦、水稻、玉米、大豆、油菜、高粱等农作物秸秆就地粉碎,均匀地抛洒在地表,随即耕翻入土,使之腐烂分解,达到大面积培肥地力的一项农机化适用技术。
1.1.2堆沤还田
堆沤还田就是指将农作物的秸秆制成堆肥或者是沤肥等,等待农作物的秸秆发酵到一定的程度以后,再将其施入土壤之中。
1.1.3过腹还田
过腹还田,顾名思义,就是指借助于牛、马、猪或者羊等这些常见的家畜作为特殊的“中介”,将小麦、玉米、水稻秸秆等进行简单如切割之类的处理之后,作为饲料喂给家畜,然后将这些家畜的粪便施入种有农作物的土壤之中。这种方式最大的优点优点就是省时、简单,而且也是目前发现的最为科学和最具生态性的秸秆还田方式。
1.2秸秆还田的优缺点
秸秆还田具有一定的优势,但是如果在实际应用中不注意的话,效果可能不明显,甚至会对农作物造成不良影响。
1.2.1对土壤肥力的影响
秸秆中含有氮、磷、钾、镁、钙及硫等元素,这些正是农作物生长所必需的营养元素。李继福[2]等研究表明,短期秸秆还田条件下,高钾和中钾土壤田块,秸秆还田钾素可不同程度地替代部分化学钾肥施用。张静[3]等研究表明,玉米秸秆还田可以增加土壤有机质和缓解土壤氮流失。陈冬林[4]等研究表明,秸秆还田显著提高土壤有效磷和速效钾含量,对土壤碱解氮含量的提高体现在水稻生育后期。秸秆还田不均匀,易引发由秸秆转化来的微生物与农作物之间的争夺养分现象,应及时补充施加相应肥料。秸秆直接还田的时候,一定要适当补充施加氮肥和磷肥,以保证农作物幼苗的健康成长。
1.2.2对土壤结构的影响
秸秆还田可以增加土壤的孔隙度,改良土壤结构。同时可形成地面覆盖,具有抑制土壤水分蒸发,储存降水和提高地温的作用。李传友[5]等研究表明,粉碎并氨化秸秆施入土壤后,能显著降低耕层土壤的体积质量,增加土壤孔隙度,但对耕层以下土壤体积质量及孔隙度改善效果不明显。张鹏[6]等研究表明,在宁南半干旱区采用秸秆还田对提高土壤团聚体含量具有明显作用。田慎重[7]等研究表明,免耕秸秆还田措施能显著提高土壤的水稳性团聚体的比例和稳定性。秸秆翻压或者压碎还田以后,就会导致土壤松弛,土壤孔隙的大小不均匀,尤其以大孔隙居多。土壤孔隙的增大往往会导致种子与土壤间的接触减少,从而在很大程度上会影响到种子的发芽与生长,尤其会对农作物根系的生长产生影响,严重的话会出现吊根现象。
1.2.3对土壤中微生物的影响。
秸秆中含有大量的能源物质,还田后生物激增,土壤生物活性强度提高,接触酶活性可增加47%。随着微生物繁殖力的增强,生物固氮增加,碱性降低,促进了土壤的酸碱平衡,养分结构趋于合理。杨滨娟[8]等研究表明,秸秆还田配施化肥各处理能够增加根际土壤总细菌、放线菌、真菌、氨氧化细菌、好气性自生固氮菌、亚硝酸细菌、磷细菌和好气性纤维素分解菌的数量。秸秆还田后,由于秸秆本身吸水和微生物分解吸水,会降低土壤含水量,因此要做好的秸秆还田后的水分补充工作。由于秸秆还田会在一定程度上增加土壤微生物的活性,这种活性的增加不仅会对农作物的生长发挥积极的效用,同时也会大大加快除草剂等在土壤中的降解速度,最终导致除草剂有效期的大大缩短。秸秆直接还田,秸秆中携带的虫卵、菌体、杂草种子等就会留在土壤里,导致杂草和病虫害的发生。
2秸秆作饲料
秸秆中的粗纤维含量高,粗蛋白、粗脂肪、糖类含量低,直接饲喂期消化率低且营养价值差。一般在饲喂动物前要进行一定的处理,一般的处理方式主要分为物理法、化学法和生物法。
2.1物理法秸秆的物理处理主要是通过机械、水、热等的作用,使饲料变碎、变柔软,便于家畜咀嚼和采食,同时清除其中混杂的泥土、沙、石等物质。目前常用的物理方法主要有切碎与粉碎、浸泡、蒸煮、碾青等。随着农业机械化程度的增加,近年来利用机械压粒(压块)和热喷处理在秸秆上的应用越来越多。还看到一些利用辐射来处理秸秆的报道。然而,利用物理方法将秸秆颗粒的减小,加快了秸秆在动物肠胃通道内通过的速度,以致动物肠胃没有足够的时间去收秸秆中的养分,造成秸秆中养分的白白流失。因此,要在秸秆颗粒的大小与其通过动物肠胃的速度之间寻求平衡,以使秸秆中的营养物质被动物高效吸收利用。而利用机械处理秸秆又会增加投入,在小型的养殖户中不适用。
2.2化学法
秸秆的化学处理主要包括碱化处理、氨化处理等。
2.2.1秸秆的碱化处理
碱化处理主要是利用碱性化合物处理秸秆,打开纤维素、半纤维素与木质素之间对碱不稳定的酯键,溶解半纤维素和一部分木质素,使纤维素膨胀,从而使瘤胃液易于渗入。这样处理,可以提高秸秆的适口性,增加家畜的采食量,同时也提高了秸秆的消化率和含水量。
常用的碱化剂有。熟石灰、koh、naoh、nahco3等。湿法碱处理需要大量的水冲洗,会造成养分流失。干法碱处理更易应用于实践,但处理的秸秆中钠离子含量高,家畜饮水量大,且排除的粪尿中含有大量钠离子会污染环境。
2.2.2秸秆的氨化处理
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会员免费查看[1]高利伟,马林,张卫峰,等,中国作物秸秆养分资源数量估算及其利用状况[j].农业工程学报,2009,25(7):173-178.[2]李继福,鲁剑巍,任涛,等,稻田不同供钾能力条件下秸秆还田替代钾肥效果[j].中国农业科学,2014,47(2):292-302.[3]张静,温晓霞,廖允成,等,不同玉米秸秆还田量对土壤肥力及冬小麦产量的影响[j].植物营养与肥料学报.[4]陈冬林,易镇邪,周文新,等,不同土壤耕作方式下秸秆还田量对晚稻土壤养分与微生物的影响[j].环境科学学报.[5]李传友,杨立国,熊波,等,秸秆还田方式对农田土壤结构及冬小麦产量的影响[j].中国生态农业学报.[6]张鹏,贾志宽,王维,等,秸秆还田对宁南半干旱地区土壤团聚体特征的影响[j].中国农业科学,2012,45(8):1513-1520.[7]田慎重,王瑜,李娜,等,耕作方式和秸秆还田对华北地区农田土壤水稳性团聚体分布及稳定性的影响[j].生态学报,2013,33(22):7116-7124.[8]杨滨娟,黄国勤,钱海燕,等,秸秆还田配施化肥对土壤温度、根际微生物及酶活性的影响[j].土壤学报,2014,51(1):150-157.[9]张立霞,屠
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