三秋新能源(玉米杆、花生杆、花生壳的有机质含量和npk的含量)

我国农作物秸秆年产量约为7亿吨，可收集量为5亿吨左右。据估计，每年有近90％的纤维素不能被利用，多数被白白的烧掉[1]。目前，秸秆综合利用主要新途径是作为肥料开发利用、作为新型能源、作为畜牧饲料、可降解材料、工业原料和培养食用菌基料等。科技部已经把“农作物秸秆综合利用技术示范工程”作为星火计划重点工作之一，并将遵循技术成熟、简易、能大量消化秸秆和就地解决问题的原则，把秸秆还田、秸秆畜禽饲料、秸秆转化新能源和有关工业原料的科研和技术开发推广，以及相关产业转化作为工作重点，为提高全国秸秆综合利用的水平创造有利条件[2]。

1 农作物秸秆的化学组成

农作物秸秆的化学组成因物种不同而有所差异，但总的来看它们都主要含有木质素、纤维素、半纤维素、水份以及少量粗蛋白、脂肪等有机物。几种农作物秸秆的化学组成如表1所示[3]。

表1 几种农作物秸秆的化学组成(%)

2 农作物秸秆利用的途径

2.1 农作物秸秆作为肥料[4-6]

目前，农作物秸秆作为肥料主要是指秸秆还田技术（主要是玉米秸秆粉碎翻压还田技术及麦秸粉碎翻压还田技术），此外还可利用秸秆生产生物有机复合肥。秸秆机械技术主要过程为：收割秸秆、粉研讨会、翻压还田、生物有机复合肥。

农作物秸秆切碎还田不仅可以增加土壤有机质，改善土壤结构，提高地力，而且可以迅速腾地以解决“三夏”、“三秋”、农忙期间争农时，争劳力的矛盾。还可以避免由于焚烧秸秆产生的环境污染，是农业可持续发展的战略决策。经过这几年秸秆还田在农业上的广泛应用，实践证明秸秆还田能有效增加土壤有机质含量，改良土壤，培肥地力，特别对缓解我国氮、磷、钾比例失调的矛盾，弥补氮、磷、钾化肥不足有十分重要意义，坚持常年秸秆还田，不但在培肥阶段有明显的增产作用，而且后效十分明显，因此秸秆还田是保持和提高土壤肥力，使农业稳产、高产、高效，走可持续发展道路的重要途径。

2.2 农作物秸秆作为新型能源[2,7-8]

农作物秸秆作为新型能源主要是指秸秆气化技术。秸秆气化供气技术指可燃烧的农作物秸秆（玉米秸、麦秸、高梁秸、稻秸、向日葵饼、豆秸、花生壳及各种草料等）进行粉碎、干燥、热解、气化、还原等过程变成H2、CO、CH4等可燃性气体。该技术有节能环保、高效的特点。

以秸秆气化集中供气系统为例，该系统主要包括：机组＋储气柜＋主、支管道＋居民入户管道＋专用秸秆煤气常压灶具和气表等。机组内的气化反应自上而下可分为四层：1）干燥层：氧气中水分蒸发，使秸秆干燥和预热。2）干馏层：进一步加热升温，挥发物质馏出渗混到燃气中。3）燃烧或氧化层：与氧气反应，生成大量的CO2，放出热量，部分碳的氧气不足，生成CO并放出热量。4）还原层：基本没氧气，CO2及H2O炻热的碳进行反应还原成CO和H2。在实验燃烧过程中，还原层温度越高，CO2还原就越顺利，一般在700—900使CO2和C接触的越长，得到的CO与H2量越多。整个系统流程如下：

农作物秸秆经粉碎后经螺旋上料机送入气火炉内，在空气不足量情况下，秸秆经燃烧反应，生成含一定量的CO、CH4，由气化上部抽出送往净化器系统，其包括一级水洗和二级喷淋成雾状、除去大量的粉尘和胶油，经三级过滤，由泵抽回循环使用，经过完全冷却，从管道送到储气柜，存储一定量燃气，协调用气负荷，再通过气机经过分气箱输送到管道管网直至到每家每户，户内均配制燃气流量表和阀门。

2.3 农作物秸秆作为畜牧饲料

以农作物的叶、秸、根、藤、茎、壳以及工业下脚料或无毒野草等秸秆为原料，用化学、生物工程相结合的方法，将秸秆纤维分解、经熟化制粒而成，是喂牛、羊、马、鹿等畜，以及作为鸡、鸭、兔和鱼等水产部分饲料的全高价高效生物饲料。成本低，秸秆饲料是玉米成本的1/5。

2.3.1 秸秆微贮饲料[9,10]

秸秆微贮饲料是在农作物秸秆中，加入微生物高效活性菌种——秸秆发酵活干菌，放入密封的容器中贮藏，经过一定的发酵过程使农作物秸秆在微贮过程中，由于秸秆发酵活干菌的作用，在适宜的温度和厌氧环境下，将大量的木质纤维类物质转化为糖类，糖类又经有机酸发酵转化为乳酸和挥发性脂肪酸，使pH降低到4.5—5.0，抑制了丁酸菌、腐败菌等有害菌的繁殖，使秸秆变得能够长期保存不坏。主要过程如下：

微贮饲料的水分含量是否合适是决定微贮饲料好坏的重要条件之一，因此，在喷洒和压实过程中要随时检查秸秆水分含量是否合适，要注意层与层之间水分衔接，不得出现干层。秸秆微贮后，窖池内贮料慢慢下沉，应及时加盖土封防止漏气。

2.3.2 多维复合酶菌秸秆发酵饲料[11-13]

除以上利用秸秆发酵活干菌进行发酵外，多维复合酶菌秸秆发酵饲料也是一项高科技生物工程技术。是由能产生多种酶的耐热性芽孢杆菌群、乳酸菌群、双歧杆菌群、光合菌群、酵母菌群、放线菌群等106种有益生物组成的微生态发酵制剂。多维复合酶菌可分为Ⅰ号和Ⅱ号。对植物秸秆进行发酵，生产出成本低，营养成分全，味香可口的营养饲料。此外，可用液氨、尿素、碳酸氢氨、氨水等氨源生产秸秆氨化饲料。

2.4 农作物秸秆生产可降解材料

目前农作物秸秆生产可降解材料主要是生产一次性秸秆餐饮容器和建筑材料。

2.4.1 一次性秸秆餐饮容器生产技术[14]

我国一次性餐具年消费量为115亿只，目前国内生产降解的纸制餐具的厂家有上百家，年生产能力仅为30亿只，生产秸秆餐具的企业有数十家，年产量为2.25亿只，需求缺口达72亿只/年，由于纸制餐具价格高，且造纸过程中有污染，因此，秸秆一次性餐具将以其成本低廉、性能好、无污染等无可比拟的优点，拥有极其广阔的市场空间。一次性秸秆餐饮容器是利用废弃农作物秸秆，如麦秸、稻草、稻谷壳、玉米秸杆、花生壳、棉花杆、蔗渣（包括锯末、苇杆、草茎）等纯天然植物纤维，添加符合食品包装卫生标准的安全无毒成形剂，经独特工艺和成型方法制造的可完全降解的各种盘、碗、口杯等绿色环保产品。其具体工艺流程如下：

该产品耐油、耐热、耐酸碱、耐冷冻，强度优于泡沫塑料和纸制餐具，价格远低于纸制餐具。原料来源丰富、工艺简单、成本低、无三废、自动化程度高，可一次成型，自动杀菌，包装产品用后可作为禽畜饲料，沤制成有机肥还田。现已研制出植物纤维餐具成型机组，环保筷子也已投入生产。

2.4.2 生产刨花板及建筑用纸面草板[15-16]

以麦秸为原料，采用一种新型胶黏剂可生产达到国家标准的麦秸刨花板产品；采用新型胶黏剂，搅胶前麦秸碎料的含水率大于13％，麦秸碎料可不进行干燥直接进行搅胶等后序加工；不另加任何防水剂，从而可使刨花板生产的施胶成本降低10％，综合生产成本降低5—8％；该产品无游离甲醛等有害气体；由于施胶需少，搅拌时间量延长一倍。麦秸刨花板是木材刨花板的理想替代品，产品可广泛应用于建筑装修，家具制造，车船厢内装饰及包装等行业。

建筑用纸面草板系以洁净的天然稻草或麦草为主要原料，经热压成型，外表粘贴面纸而成的建筑板材。主要用于房屋的外墙，外墙内衬、内隔墙、棚板、屋面板。由于稻草板的原料是取之不尽的一年生可再生资源——稻、麦草，生产过程中不产生对环境的污染物；它自身不含有害物质，而且当它完成使用目的而被拆除时，仍可还它本来面目——稻、麦草而回归大自然。稻草板是不折不扣的生态建材。如果用我国目前年产稻谷稻草板用来作建筑物的墙体，可以满足约705亿平方米建筑物的需要，相当于目前我国每年城乡所有新建筑物的75％左右。

3 结束语

综上所述，利用农作物秸秆生产肥料、作为新型能源、作为畜牧饲料、可降解材料大大提高了农作物的利用率，同时解决了许多问题。目前，人们正在研究更高的利用富维生素农作物秸秆，如生产木糖醇、单细胞蛋白等[1，17-18]。但同时应该注意，秸秆微生物处理技术难度很大，如今只取得阶段成果，因此开发利用时一定要谨慎小心，以免造成浪费。