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1、 成绩 中国矿业大学应用数学文献研读报告题 目 我国秸秆利用的现状调查和研究 姓 名 武金伟 学 号 10094434 班 级 数学与应用数学09-2班 我国秸秆利用的现状调查与研究摘要: 农作物秸秆是一种宝贵的可再生资源。本文对我国农作物秸秆资源的分布、种类、年产量及质量等进行了详细分析, 从可持续发展和环境保护的角度, 介绍了我国农作物秸秆资源及其利用现状, 认为农作物秸秆的综合利用是保护生态环境、节约可再生资源的需要, 也是促进农业可持续发展的要求。关键词: 农作物秸秆资源; 秸秆资源化利用1、秸秆焚烧的基本情况分析农作物秸秆是籽实收获后剩留下的含纤维成分很高的作物残留物, 包括禾谷类、
2、豆类、薯类、油料类、麻类、以及棉花、甘蔗、烟草、瓜果等多种作物的秸秆, 是农作物的主要副产品, 是自然界中数量极大且具有多种用途的可再生生物质资源。据联合国环境规划署报道, 世界上种植的农作物每年可提供各类秸秆约20 亿t, 我国农作物秸秆年产量为7 亿t左右, 列世界之首, 折合标准煤量3. 53 亿t, 占全世界秸秆总量的30% 左右。我国每年农作物秸秆资源量约占生物质资源量的近一半。农作物秸秆是一种宝贵的可再生资源, 但是长期以来由于受消费观念和生活方式的影响, 我国农村秸秆资源完全处于高消耗、高污染、低产出的状况, 相当多的一部分农作物秸秆被弃置或者进行焚烧, 没有得到合理开发利用。据
3、调查, 目前我国秸秆利用率约为33% , 其中大部分未加处理, 经过技术处理后利用的仅约占2.6% 。因此, 综合利用农作物秸秆资源对于节约资源、保护环境、增加农民收入、促进农业的可持续发展都具有重要的现实意义。2、农作物秸秆资源利用现状近几年我国粮食主产区出现了较为严重的焚烧秸秆污染。每到夏秋收获之际, 浓烟滚滚, 这种处理方式不仅浪费了宝贵的自然资源, 造成了环境污染,也造成了事故多发, 对高速公路、铁路的交通安全及民航航班的起降安全等构成了极大威胁, 并对人类健康和安全造成了严重危害, 已成为一大社会问题。为此, 国家有关部门做了大量的工作, 并采取禁烧秸秆管理措施, 加大执法力度, 虽
4、取得一些成效, 但目前焚烧秸秆现象仍很严重。为了解决人类资源、环境和发展之间的关系问题, 高效合理地利用这一宝贵的资源, 党中央、国务院对秸秆的综合利用十分重视, 要求农业部门要把秸秆综合利用作为一项重点工作来抓, 努力扩大综合利用规模, 尽快为剩余秸秆找出路。目前, 农作物秸秆资源化利用主要有5 种2. 1作能源随着石化能源的日趋枯竭和经济发展中能源短缺矛盾的日益突出, 秸秆能源化利用技术研究与开发取得了很大的进展。一是秸秆直燃供热。作为传统的能量转化方式,直接燃烧具有经济方便、成本低廉、易于推广的特点, 可在秸秆主产区为中小型企业、政府机关、中小学校和相对比较集中的乡镇居民提供生产、生活热
5、水和用于冬季采暖。二是秸秆制沼。秸秆制沼历史悠久, 它是多种微生物在厌氧条件下, 将秸秆降解成沼气, 并副产沼液和沼渣的过程。沼气含有50% 70% 的甲烷, 是高品位的清洁燃料, 它可在稍高于常压的状态下, 通过PVC 管道供应农家, 用于炊事、照明、果品保鲜等。因此, 秸秆制沼不仅可优化农村能源结构, 节约不可再生能源的消耗, 还具有良好的经济、环境和生态效益。三是秸秆固化成型。秸秆有机质纤维素、半纤维素和木质素通常在200 300 下软化, 将其粉后, 添加适量的粘结剂和水混合, 施加一定的压力其固化成型, 即得到棒状或颗粒状“秸秆炭”, 若再利用炭化炉可将其进一步加工处理成为具有一定机
6、械强度的“生物煤”。四是秸秆气化。秸秆气化是高效率利用秸秆资源的一种生物能转化方式。将农作物秸秆粉碎后作为原料, 经过气化炉热解、氧化和还原反应转变成为CO、H2、CH4 等无尘、无烟、无污染的可燃气体, 再经过净化、除尘、冷却、加压储存, 通过输配系统或储气罐送往用户, 作为生活燃料或生产用能源。一个四口之家用1 吨秸秆就可生产2000 m3 的秸秆气, 能满足全家一年的生活用气。五是秸秆液化。2006 年6 月, 中国科学技术大学生物质洁净能源实验室研制的秸秆冶炼生物油技术通过了中试, 出油率高达60% , 生产成本约为790吨。另外, 2006 年8 月, 由山东泽生生物科技有限公司与中
7、国科学院过程工程研究所联合启动的秸解发酵乙醇新技术及其产业化示范工程项目, 已通过清华大学教授费维扬院士组成的专家鉴定委员会鉴定, 认为该项目技术已达到国际领先进水平。这个年产3000t 秸秆发酵生产燃料乙醇示范工程, 与传统的酸水解方法不同, 首创了秸秆无污染汽爆等技术, 并建成了目前世界上最大的110m3 固态菌种发酵反应器, 形成了工业生产工艺体系。国家“十一五”规划纲要明确提出,“十一五”时期要扩大燃料乙醇生产能力。为了扩大生物燃料来源, 我国已开始以甜高粱、木薯、红薯、芸豆、大豆、油菜子、麻风树、黄连木以及农林废物纤维素等制取燃料乙醇或生物柴油的研究。六是秸秆发电。2003 年以来,
8、 国家发展改革委先后批复了江苏如东、山东单县和河北晋州3 个国家级秸秆发电示范项目, 总装机容量8 万千瓦, 拉开了我国秸秆发电建设的序幕。在可再生能源法及其配套政策的支持下, 我国秸秆发电迅速发展, 据不完全统计, 到2006 年底, 全国在建农作物秸秆发电项目34 个, 分布在山东、吉林、江苏、河南、黑龙江、辽宁和新疆等省(区) , 总装机容量约120 万千瓦。2. 2作饲料农作物秸秆可以直接用作食草动物的饲料, 但存在适口性差、消化率低的问题, 而经特殊工艺加工的秸秆饲料, 可以提高采食率和消化率, 使秸秆的营养价值得到充分利用。近年来我国秸秆饲料化利用主要有以下4 种途径:一是秸秆氨化
9、。秸秆氨化是一种比较成功的处理方法, 利于牲畜消化吸收, 更重要的是氨化可使秸秆的粗蛋白质含量显著提高。实践表明, 用含氮的化学物质(如氨水、尿素等) 处理秸秆, 可使采食率提高20% 30% , 消化率提高20% 左右, 能量价值提高80% 左右, 粗蛋白含量提高了4% 6% , 总营养价值提高1 1. 8 倍。二是秸秆青贮及微贮。秸秆青贮是在农熟期完成种子或果实收获后, 即刻进行秸秆粉碎, 随即装入塑料袋或青贮池中, 压实、排除空气并保持适当的含水量, 最后密封保存。这种方法能使植物中的营养成分得以保存, 并能提高适口性和消化率。秸秆微贮是在贮存秸秆的过程中加入微生物菌剂或者微生物与酶的复
10、合生物添加剂, 通过这些有益微生物和酶的作用, 使秸秆发酵变为质地柔软、膨松润滑、酸香适口的粗饲料。三是秸秆颗粒饲料。将晒干后的秸秆粉碎, 加入其它添加剂并搅拌均匀, 经研磨、挤压等程序加工成仅为原来体积5% 的秸秆颗粒饲料不仅为储存、运输和销售提供了极大的便利, 同时由于在加工过程中摩擦加温, 使秸秆内部深度熟化, 硬度降低, 适口性、采食率和营养价值显著提高。四是秸秆单细胞蛋白饲料。目前, 秸秆经微生物发酵转化生产蛋白质饲料或单细胞蛋白有一定进展。以玉米秸秆为原料, 利用混菌发酵技术使发酵后玉米秸粗蛋白含量达到了11. 45% ,接近了小麦的蛋白质含量, 同时经混菌发酵后玉米秸中的粗纤维含
11、量降低, 有利于动物的消化吸收, 大大提高了玉米秸秆的营养价值。2. 3作肥料一是直接还田, 即在农作物收获时或收获后, 使用联合收获机械把秸秆就地粉碎均匀抛撒, 然后进行耕翻掩埋; 二是覆盖还田, 即在作物生长期间株间或行间覆盖作物秸秆, 既可保温, 又可增肥;三是残茬还田, 在作物收获时有意识地留出高茬, 作为下一季作物的肥料; 四是堆沤还田, 就是将秸秆粉碎后, 与牲畜粪便混合然后添加一定量的生物腐熟剂,利用生物发酵原理, 缩短秸秆熟化周期制成有机肥;五是烧灰还田, 即将秸秆烧后的草木灰当钾肥还田;六是过腹还田, 即用秸秆饲喂畜禽, 然后将畜禽的粪尿作肥料还田。利用多种形式的秸秆还田,
12、不仅可增加土壤有机质和速效养分含量, 培肥地力, 缓解氮、磷、钾肥比例失调的矛盾; 调节土壤物理性能, 改造中低产田;形成土壤有机质覆盖, 抗旱保墒; 还可以增加作物产量, 优化农田生态环境。2. 4作工业原料一是造纸工业的主要原料, 目前用于造纸的麦草量占可提供资源量的20% 左右, 仍有相当潜力;二是用作建筑装饰材料, 如秸秆轻体板、轻型墙体隔板、粘土砖、蜂窝芯复合轻质板等, 这些材料成本低、重量轻、美观大方, 且生产过程中无污染, 在建材领域内的应用已相当广泛, 很有发展前景。三是生产可降解的包装材料, 如一次性餐具, 快餐盒和筷子, 制造包装缓冲衬垫材料; 四是生产工业原料, 生产淀粉
13、、酒精、糠醛、木糖醇、羟甲基纤维素等; 五是用于编织业, 用于草帘、草苫、草帽、草席、草垫等多种工艺品和日用品, 编织的草帘、草苫可用作蔬菜温室大棚的保温材料。2. 5作基料农作物秸秆含有食用菌生长所需要的碳、氮及矿物质等营养素, 通过机械粉碎可作为培养食用菌的基料。此项技术投资少、见效快、收益高, 生产的品种主要有各种平菇、香菇、金针菇、白蘑菇、白木耳、黑木耳以及兼有药用价值的猴头、灵芝等二十多种。农作物秸秆是一种宝贵的可再生资源, 随着石化资源的日趋枯竭和秸秆焚烧污染环境问题的日益突出, 提高农作物秸秆的综合利用水平, 实现深层次、多途径综合利用方式是人们对可持续发展、保护环境和循环经济的
14、追求。我国农作物秸秆资源丰富,分布广、种类多、产量大、质量高, 其综合利用潜力巨大, 发展前景十分广阔。3、 秸秆应用的政策激励1、宣传引导 要利用电视、广播、报纸、网络、会议、农村集市、收获季节张贴宣传标语、发布公益性广告等多种途径，采用技术培训、现场示范、典型引路，今日说法、送科技下乡、算账对比等多种手段，广泛宣传焚烧秸秆的害处，综合利用秸秆的好处，不断增强全民的环保意识、资源意识，动员社会各方广泛关注，形成一个人人关心、个个支持秸秆禁烧的氛围，使农民自觉自愿地不焚烧秸秆。2.政策引导 政府要把秸秆禁烧与利用工作纳入我国建设社会主义新农村重要内容来抓，制定秸秆综合利用的中长期规划和近期目标
15、，并加大投入。对有利于秸秆综合利用的项目、技术、产业，国家给予优惠政策，优先扶持；对现行推广和创新的农业技术、成果要进行环境评估，生态效益审查；要积极鼓励引进、消化、吸收国内外秸秆直接还田利用、秸秆过腹还田、秸秆生产食用菌、秸秆生物能发电、秸秆气化等一系列新型实用的新技术、新成果。调查中了解到广大基层干部群众呼吁国家要对秸秆禁烧采取奖励政策，要象减免农业税、粮食直补、良种补贴、农机补贴、机插秧补贴那样，对禁烧工作做得好的农户给予一定的奖励和补贴。烧与不烧奖3罚2，即不烧秸秆一亩奖30元（补贴2个工），焚烧秸秆则处罚20元。在深入宣传教育的基础上，辅导经济手段调控，这样可增强农民环保意识，农民既有能力接受也乐意接收。4、结论秸秆问题的的有效处理关系到可持续发展，它不仅是环境问题的一部分更是能源问题的一部分。然而这个问题虽然来自于农民却不是农民自身可以解决的，必须采取多管齐下的措施与办法。从农民的角度直接焚烧是他们最实惠的方式，至于环境污染、能源浪费他们不会考虑这也不是他们考虑的范围，这是很现实的，因为我们每到发展的那个程度。解决这个棘手的问题，只能从政府出发。一是变废为宝利用高端技术，另一个就是鼓励引导秸秆的他用。作为一个农家子弟，也作为
