玉米秸杆的物理化学性质

【专家解说】：火灾,给国家及社会带来一系列损失。玉米秸杆中主要含纤维 素、半纤维素、木质素等,营养丰富。据测算,每100g秸杆中,含 碳44.2g,氮0.62g,磷0.25g,钾1.44g及钙、镁、铁、硫、硅等微 量元素,有机物含量约为15%左右[2],所以焚烧秸杆烧掉的不仅 是大量的肥力资源,也烧掉了有效改良土壤的物理基质。秸杆 焚烧后所残留的养分以钾为主,另有少量的微量元素,因而还 田增产效果很小,比堆肥还田小10倍,比过腹还田小100倍[3]。 因此,加强秸杆综合开发利用,是农业绿色化有机化及走可持 续发展之路的必经途径。 由于秸杆中纤维素类物质分解较慢,所以对下季的小麦产 量无明显增产效应,但对下年度的玉米增产效果比较明显。据 调查,上年度的秸杆还田,下一年度的玉米产量一般比没有进 行还田的增产5%~10%。 2.1.2高温堆肥 高温堆肥是指将秸杆粉碎后洒水堆压,利用堆压产生的高 温促进纤维素降解的生物转化过程。高温堆肥以前是秸秆利用 的重要方式,是增强土壤肥力的有效方法之一。秸杆经高温堆 压处理后,秸杆内的粗纤维成分分解,产生小分子的糖、醇等 有一种特殊的肥香味,对土壤微生物的生长与繁殖、改善土壤 理化性状、增加有机质含量均有着不可估量的作用。 高温堆肥时辅之以禽畜粪便或生物菌肥等,可以加速秸杆 的分解腐化,提高效率。这样处理的秸杆,腐熟快,腐解充分完 全,外观呈黑色,肥味浓,农民常称之为“有劲”。在堆肥的同时 加进适量的杀虫剂,可有效杀灭隐藏于秸杆内的蛴螬、金针虫 等地下害虫,作到一劳多得。 2.1.3过腹还田 指秸杆经过适当处理以饲料方式经过大牲畜消化降解、再 以粪肥方式还入田中。这在我市农业机械化不太发达的山区乡 镇,还是一种秸杆还田的主要方式。过腹秸秆在牲畜肠胃中经各 种体内酶及微生物的降解,大分子碳氮化合物变为小分子,不 能作为营养被吸收的剩余物质以粪便形式排出,含氮量较大, 微生物数量也大,还田的增产效果明显。特别是在改良土壤理 化性状、增强土壤有机质方面,有着化学肥料不可替代的作用。 2.2秸杆饲料 玉米秸杆中含有丰富的碳水化合物、蛋白质、有机酸、醇 类、脂类及无机矿物质等[4]。经适当方式处理后,其适口性大为 提高,营养价值也加大,是发展畜牧业的良好原料。作为饲料利 用后,其副产品粪便又是上好的肥田原料。 2.2.1青贮饲料 玉米收获后将青绿的玉米秸杆经粉碎机粉碎,贮存于特定设 备中充分压实密封在无氧条件下经发酵而成。青贮发酵后的饲料, 有机酸特别是乳酸含量较高,松软可口,营养丰富,易于牲畜消化 吸收,是优良的冬季饲料,为饲养牛、马、骡、驴等大牲畜之必备。 2.2.2氨化饲料 是为适应牲畜营养及适口需要而采取特殊加工而成的饲料。 将秸杆粉碎后加入按比例加入氨水或尿素,堆入氨化池进行氨 化。秸杆经氨化处理后,气味微酸芳香,适口性好,牲畜喜食,食量 增大,消化率比普通秸杆饲料增加20%左右,是目前发展肉制品 及奶制品产业的一种重要的饲料来源方法。目前,采用氨化饲料 法,取得了比较好的经济效益。奶牛饲养的发展方兴未艾。 2.3生产食用菌 将玉米秸杆粉碎后按比例加入磷肥、氮肥、石灰及水,堆闷 发酵,保持料内温度控制在60~65℃,每2到3天翻一次以保 证原料发酵均匀。发酵约半个月后,可用发酵好的熟料装袋生 产食用菌如平菇、鸡腿菇、蘑菇等,其生物转化率可达70% ~100%。用后的废料可作为农家肥还田。 2.4秸杆能源 据测定,每公顷玉米秸杆平均可产热能1.26×107KJ,相 当于3.8吨煤产生的热量[5],是一个巨大的资源库,可以在很大 程度上弥补能源的不足。秸杆可燃性好。但如果直接燃烧,不仅 利用效率低,还污染环境。传统的直接以秸杆燃烧取暖或作饭 的利用方式已不适应建设社会主义新农村的需要。秸杆可以被 转化为固态、液态、汽态燃料,美国等国家已研制成螺旋式秸杆 成型机械,在国际市场上受到广泛欢迎。将秸杆进行气化以及 转化为酒精燃料等是秸杆利用的新的方式。 2.4.1秸杆气化 是将秸杆粉碎后进入气化炉,通过高温加热进行热解,产 生CO2、H2、CH4等可燃性气体,经风机送入储气柜,再分流到 用户。另外,适合家庭使用的小型气化炉技术业已成熟,实用性 较好,在有的地方已经普及。 将秸杆粉碎混入禽畜粪便有机垃圾等填入沼气池,产出沼 气可作饭、照明等,也是将秸杆作为能源利用的一种方式,并且 是一种比较经济简便干净卫生的方式。 2.4.2燃料酒精 将高糖分秸杆直接粉碎进行发酵,生产乙醇,再进一步脱 水后与汽油混合成为乙醇汽油,可节约或替代汽油使用,是秸 杆利用一种环保的利用方法。李凤华等试验结果认为,津259、 津单2号等组合可以用来尝试提取燃料乙醇[6]。 2.5秸杆造纸 秸杆是天然原料,纤维素含量高,是很好的造纸原料。用玉 米秸杆生产的包装材料,体积小,重量轻,压缩性好,可降解,无 污染,是一种可大力发展的工业化的利用方法。 近几年来,在国家政策的大力引导下,农民对秸杆利用的 认识有了质的飞跃,过去大量焚烧,目前转变为大面积的粉碎 还田,秸杆饲料的利用方式正在取得突飞猛进的发展,秸杆能 源也正在取得有效的进展,这都为我市的环境保护及秸杆能源 的再利用作出积极贡献。相信随着秸杆利用技术的进一步成熟 与完善,大量的秸杆必将在我国农村经济发展中彰显出它越来 越重要的地位。