本科毕设论文-—农作物秸秆综合利用的研究

《本科毕设论文-—农作物秸秆综合利用的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《本科毕设论文-—农作物秸秆综合利用的研究（32页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、江苏农牧科技职业学院毕业论文（设计）江苏农牧科技职业学院 毕业设计（论文）题目： 农作物秸秆综合利用 二级院系部： 动物科技学院 班级: 饲料10 专业： 饲料与动物营养 农作物秸秆综合利用【摘 要】农作物秸秆是一种宝贵的可再生资源，但近几年我国粮食主产区出现了较为严重的焚烧秸秆现象，造成了环境污染,也造成了事故多发。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。本文对我国农作物秸秆资源的种类、结构，营养特点等进行了详细分析, 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, 并介绍了秸秆饲料加工利用的方法及途径。【关键词】农作物秸秆；综合利

2、用；利用现状；饲料加工Comprehensive utilization of crop straw【Abstract】Crop straw is a valuable renewable resource, but Chinas major grain-producing areas in recent years appeared more severe burning phenomenon, caused the environment pollution, also caused the accident,. In order to solve the relationship bet

3、ween human resources, environment and development problems, effective use of this valuable resource reasonably. In this paper, the type, structure of crop straw resources in China, nutrition characteristics are analyzed in detail, from the perspective of sustainable development and environmental pro

4、tection, introduces the crop straw resources and their utilization in our country, and introduces the method and way of straw fodder processing and use.【Key words】The crops straw Comprehensive utilization of Using the present situation Feed processing毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人

5、在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目

6、的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关

7、数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日目 录引言11.秸秆资源12.秸秆的利用价值22.1秸秆的结构特点22.2秸秆综合利用情况及特点23.秸秆饲料利用现状及加工应用43.1秸秆饲料利用现状53.2秸秆的加工处理方法53.3秸秆饲料在动物上的应用64.结论7参考文献9致谢10V引言随着农业现代化的快速发展，我国农作物秸秆资源总量总体呈不断增长之势。近年来，农民生活水平不断提高，秸秆直接作为生活燃料的比例大幅减少，许多地区农作物秸秆成为废弃物，越来越多的农户大规模露天焚烧秸秆，这已

8、成为显著的社会问题，长期以来，我国各地区都在提倡循环农业，要求遵循“减量化（Reduse）”、“再使用（Reuse）”、“再循环（Recycle）”的“3R”原则，其中，“再循环”原则要求产出来的农副产品在完成其使用功能以后，重新变成可以使用的资源，而不是无用的垃圾1。据粗略统计，每年约产农作物秸秆5.7亿吨，但是植物秸秆因其茎细胞壁中含有木质素而很难作为工业原料及饲料。目前，全国大约有3%的秸秆直接作为农村生活生活燃料；10%用于牲畜的饲料；23%用作副工业产品；60%直接还田，而大量的秸秆被就地焚烧，存在着“三低一重”的缺点,即秸秆利用率低、转化率低、经济效益低、环境污染严重2。农作物秸秆

9、的综合利用是保护生态环境、节约可再生资源的需要,也是缓解农村饲料、肥料、燃料和工业原料的紧张状况、促进农业可持续发展的迫切要求。如何提高秸秆的利用率研究仍是当今重大课题之一。1 秸秆资源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、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。我国的秸秆资源非常丰富,目前仅重要的作物秸秆就有近20种,且产量巨大3。据调查统计，2010 年全国秸秆理论资源量为8.4 亿吨，可收集资源量约为7 亿吨。秸秆品种以水稻、小麦、玉米等为主。我国的粮食生产带有明显的区域性特点，辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古、河北、河南、湖北、湖

10、南、山东、江苏、安徽、江西、四川等13 个粮食主产省（区）秸秆理论资源量约6.15 亿吨，占全国秸秆理论资源量的73%。表1 2010年我国主要秸秆资源量秸秆稻草秸秆（亿吨）小麦秸秆（亿吨）玉米秸秆（亿吨）棉杆（万吨）油料作物秸秆（万吨）豆类秸秆（万吨）薯类秸秆（万吨）资源量2.111.542.7326003700280023002 秸秆的利用价值2.1秸秆结构特点秸秆的主要成分是纤维物质和少量粗蛋白、粗脂肪，粗纤维是饲料中所有不溶于一定浓度的稀酸、稀碱、乙醇有机物物质的总称。粗纤维包括纤维素、半纤维素、多缩戊糖及镶嵌物质（木质素角质）等。木质素是结构牢固的酚类聚合物，纤维素和半纤维素都属于多

11、糖类物质，其中纤维素是高分子量的葡聚糖，半纤维素主要是木聚糖4。表2 我国主要农作物秸秆物质成分表成分小麦秸秆玉米秸秆稻草秸秆豆类秸秆营养成分%水分10.011.213.410.8粗蛋白3.13.51.89.1粗脂肪1.30.81.51.9粗纤维32.633.428.044.6无氮浸出物43.942.742.932.42.2秸秆综合利用情况及特点农作物光合作用的产物一半在籽实中，一半在秸秆里。传统农业和简单再生产对秸秆的利用，仅仅是烧火做饭、饲养牲畜、盖房、取暖和肥田等。随着现代加工技术发展，经过科学处理，秸秆的营养价值还可以大幅度提高。在许多国家，农作物秸秆的资源化利用中形成了“5F”路线，

12、即Fertilizer（肥料）、Feed（饲料）、Fuel（燃料）、Fiber（纤维）、Feed Stocr（原料）,秸秆蕴藏着丰富的能量，含有大量的营养物质，开发利用潜力巨大，发展前景十分广阔，加强农作物秸秆综合利用对加快农村经济发展具有重要作用。2.2.1秸秆饲料 秸秆的自然密度通常为每立方米3050千克，如此“蓬蓬松松”的原料很不利于运输和储存，影响其深加工或二次开发利用。因此对秸秆首先进行就地高密度压缩是解决秸秆综合利用“瓶颈”的关键，只有将秸秆高密度压缩了，才能为下一步的开发利用及流通创造有利条件。 近几年，国内部分研究机构与农场协作攻关，采用机械手段对秸秆进行了不同程度的压缩试验，

13、结果表明作为秸秆压缩饲料不但营养水平有所提高，而且还方便了流通。我国是一个农牧业大国，同发达国家相比，畜牧业的比例偏低。随着人民生活水平的提高，膳食结构将向奶、肉、蛋倾斜，这就对畜牧养殖业提出了更大的要求，而畜牧业的大发展就需要有丰富的饲料资源。面对草原退化沙化严重、牧草供应不足、树叶资源难以采集利用的矛盾，以秸秆为主的畜牧粗饲料开发潜力是巨大的。2.2.2秸秆还田 农作物秸秆还田技术主要是机械化秸秆粉碎直接还田技术，它是以机械的方式将田间的农作物秸秆直接粉碎并抛洒于地表，随即耕翻入土，使之腐烂分解，从而培肥地力，实现农业增产增收。机械化秸秆还田技术具有显著的经济效益和社会效益。 2.2.3秸

14、秆燃气 秸秆燃气，是利用生物质通过密闭缺氧，采用于溜热解法及热化学氧化法后产生的一种可燃气体，这种气体是一种混合燃气，含有一氧化碳、氢气、甲烷等，亦称生物质气。2.2.4秸秆发电目前我国秸秆直燃发电的基本情况： 据介绍，目前用于直燃发电的秸秆主要有三类，第一类为黄色秸秆，主要是玉米秸秆、小麦秸秆、稻草等草木类农作物秸秆，具有体积大、重量轻、密度小等特点，为满足锅炉燃烧发热量，保证单位时间内的上料量，需要打捆至规定的体积和重量后输送至炉膛内燃烧；还有一类为灰色秸秆，主要是棉花秸秆、大豆秸秆、树枝、木材下脚料等密度较大的木本类植物，需破碎加工后输送至炉膛内燃烧；第三类是为提高燃烧值压缩为一定体积的

15、颗粒的秸秆。在加工处理上，黄色秸秆的操作难度最大。2.2.5秸秆作为原料,生产生物活性有机肥 根据根际土壤微生态学和植物营养生理学原理,采用生物发酵工程技术,设计以翻堆与充氧相结合的新工艺,促进畜禽粪便的好氧生物发酵,分解各类有机大分子物质;同时,利用发酵生物热能杀灭各种病虫卵,降低水分含量,最后生产无臭无味的生物活性有机肥。生物活性有机肥是以多功能微生物活性菌及其在发酵过程中产生的生命活性物质为核心,以优质肥料型有机质为载体,再配以少量的有机养分及微量元素合理组合而成的无污染、无公害、适于发展绿色食品的新肥料。 2.2.6秸秆建材 秸秆建材也是秸秆加工利用的新兴领域,通过科学配方,产生化学反

16、应,让秸秆成为填充料。该种建材的特点是重量轻、安装方便、防火、阻燃、防震、价格便宜。秸秆是高效、长远的轻工、纺织和建材原料,既可以部分代替砖、木材等材料,还可有效保护耕地和森林资源。秸秆墙板的保温性、装饰性和耐久性均属上乘,许多发达国家已把“秸秆板”当作木板和瓷砖的替代品广泛应用于建筑行业。此外,经过技术处理加工秸秆还可以制造人造丝和人造棉,生产糠醛、饴糖、酒和木糖醇,加工纤维板等。 2.2.7秸秆可变生物油 将木屑、稻壳、玉米秆与棉花杆等多种原料进行热解液化和再加工,可变废为宝,将它们转化为生物油,其中木屑产油率达60%以上,秸秆产油率达50%以上,生物油热值1618MJ/kg。这项成果已经

17、过中试,实现产业化已指日可待。 2.2.8秸秆煤炭 以小麦秸秆与棉花杆、稻草、稻壳、花生壳、作物芯、树枝、树叶、锯末等农作物、固体废弃物为原料,经过粉碎后加压、增密成型,即为“秸秆煤炭”。具有以下特点:环保节能;比重大,燃烧时间长;热值高;体积缩小便于燃烧、贮存和运输;应用范围广,可以代替木柴、液化气等,是国内新型的环保清洁可再生能源。 2.2.9秸秆沼气 秸秆气化技术是利用一套机械装置,将秸秆进行缺氧燃烧,并通过还原和裂解过程,将秸秆中的大部分有机质转换为可燃气体,经过除尘、冷却和净化等工序后送至储气柜,再经由输气管道送到各户供炊事和取暖用。 2.2.10秸秆工艺品 秸秆编织工艺是较易被回收

18、利用的方法,得到了广大农民的支持。3 秸秆饲料利用现状及加工应用3.1秸秆饲料利用现状我国秸秆资源丰富，每年秸秆产量达5.76亿吨左右，占世界秸秆总量的20%30%，而用于饲料部分的还不足10%。我国在利用植物纤维原料生产酒精方面进行了大量的研究，在纤维素酶法糖化及酒精发酵等几个关键环节取得可喜进展。饲料的营养价值随其纤维素、半纤维素和木质素的含量增加而降低，这是因为它们不易被消化分解，而且会阻碍其他营养物质与各种酶接触，降低了饲料的消化利用。由于秸秆的粗蛋白含量低、维生素缺乏、钙、磷含量低，硅酸盐含量高、消化率低、消化能含量低，导致秸秆直接饲喂给家畜的效果很差。如果对其进行适当的加工调制，可

19、使其利用率、适口性、采食量增加，提高饲喂效果。秸秆微生物处理技术就是通过选育某些特殊的生物酶系和菌种，经过适当组合后，通过这些酶系和菌种的降解作用，把秸秆粗纤维中的纤维素、半纤维素、木质素等大分子碳水化合物降解为小分子的单糖、双糖、氨基酸过程，从而提高饲料的消化吸收率。同时，在秸秆微生物处理过程中还产生和积累大量营养丰富的微生物菌体蛋白及其他代谢产物，使饲料变软变香，营养增加。从而取代了部分粮食，有效的降低了饲料成本。秸秆转换蛋白资源的进展必将有力缓解目前的资源紧张状况和促进畜牧业的发展。3.2秸秆的加工处理方法3.2.1物理处理物理处理主要利用人、机械、热和压力等方法，改变秸秆的物理性状，使

20、其软化。物理方法主要包括铡短、秸秆碾青、粉碎、湿润、热压、膨化等。物理方法处理对提高秸秆消化率的作用不明显，主要目的是改善适口性，提高采食量和减少饲喂中的浪费。将秸秆切短粉碎后便于草食动物咀嚼，也易于和其他饲料配合，是生产中秸秆饲料利用比较理想的方法。试验证明，秸秆切短或粉碎后饲喂，采食量增加20%30%，日增重提高20%左右，但不能太碎，一般以1-2为宜5。将秸秆放在一定量的水中进行浸泡处理后质地柔软，可提高采食量，生产中大多用1%的盐水浸泡，也称“盐化”。“盐化”能够明显改善秸秆的适口性，增加食欲。一般是先将秸秆切碎后，再加水浸泡。秸秆放在具有一定压力的容器中进行蒸煮处理，也提高其营养价值

21、。3.2.2化学处理法利用酸碱等化学物质对劣质的粗饲料一秸秆饲料进行处理，降解部分纤维素和木质素，以提高其饲用价值。在生产中广泛使用的有碱化、氨化和酸化处理三方面。其中使用最多的为氨化处理和碱化处理。3.2.2.1氨化处理氨化法通常使用的是液氮、氨气和尿素，提高了畜禽的消化率。秸秆经氨化处理后，纤维素、半纤维素和木质素的酯键被打开并形成铵盐成为牛羊瘤胃内微生物的氮源，因此氨化处理可以提高秸秆的营养价值。秸秆经氨化处理后，粗蛋白含量可提高100%150%，粗纤维含量降低10%，有机消化率提高20%以上，是牛羊家畜良好的粗饲料。其中秸秆氨化饲料比传统地地窖氨化饲料蛋白质含量提高了1.331.46倍

22、，饲料呈黄褐色，质地柔软，有酸香味，牛羊采食量提高15%、消化率提高40%，改善适口性，能量利用率提高近1倍。目前常用的有堆垛氨化法、窖氨化法、塑料氨化法、缸氨化法、抹泥氨化法6,7。3.2.2.2碱化处理碱化处理是用碱溶液处理秸秆，使植物细胞壁变得松散，易被消化液渗透，可使粗纤维素消化率提高50%以上，同时使采食量增加20%45%，据有关报道，秸秆经碱化处理后，有机物质的消化率由原来的42.4%提高到62.8%，粗纤维消化率由原来的53.3%提高到76.4%，无氮浸出物消化率由原来的36.3%提高到55.0%8。3.2.3生物处理法3.2.3.1酶制剂发酵处理秸秆酶制剂是近年来研究较多的一种

23、黄(青)贮填加剂,主要是纤维素酶,其他还有半纤维素酶,葡聚糖酶,植酸酶,果胶酸酶等9。卢庆萍10等实验结果表明，由于酶的反应往往发生在细胞表面,不能穿透细胞壁,所以对细胞壁结构的破坏作用不大。要将酶制剂用于秸秆调制,必须对秸秆进行预处理,这必然会提高处理成本,生产中难以推广。因此,单纯用酶制剂在秸秆调制中的意义不大。3.2.3.2微生物制剂发酵处理秸秆生产中最常见的微生物制剂是乳酸菌接种剂。这种制剂发酵贮存秸秆,主要依靠乳酸菌发酵,使pH下降,抑制有害菌的繁殖,并且在发酵后,由于粗硬秸秆变软,有酸香味,能刺激家畜的食欲,从而提高家畜的采食量。需注意的是,用这种制剂发酵贮存秸秆时要有足够的可溶性

24、碳水化合物作为微生物发酵的底物。对于营养价值低略的秸秆,其可溶性碳水化合物含量很少,只添加微生物制剂是没用的。3.2.3.3复合生物发酵处理秸秆针对单纯用微生物制剂发酵贮存秸秆效果的缺点,对秸秆先进行化学预处理,再利用筛选的一些特异性菌株进行秸秆的发酵,即秸秆的复合生物处理技术。这种方法不仅很大程度上改善了秸秆饲料的适口性,而且降低了秸秆的纤维性物质,同时也提高了秸秆DM、NDF的瘤胃降解率和营养价值。3.2.3.4利用微生物发酵降解秸秆中的木质素秸秆成分中纤维素和半纤维素能够被家畜瘤胃充分降解利用,但由于木质素和纤维素镶嵌在一起形成坚固的酯键,阻碍了瘤胃微生物对粗纤维的降解,导致秸秆的消化率

25、降低。因此,提高秸秆消化率的关键是降解木质素,打断酯键。微生物中只有少数真菌能降解木质素。目前,国内外研究最多并表现出有效降解能力的白腐真菌主要有香菇菌11和黄孢原毛平革菌12。用白腐真菌处理秸秆时,秸秆不需要进行化学或物理的预处理,即对底物没有选择性。3.3秸秆饲料在动物上的应用农作物秸秆不是常规性饲料资源，质地粗硬，适口性差，营养价值不高，影响利用率。但随着科学的发展，科学家们对秸秆利用的研究取得了一定进展。研究出了包括用微生物处理、添加酸制剂、氨化处理、热喷处理、颗粒化处理等方法。但就现在的技术水平，用秸秆加碱的饲料适合与大量饲喂牛羊等反刍动物，而不能被猪鸡等单胃动物大量利用13。另外，

26、秸秆饲料还可作为鱼的饲料。3.3.1反刍动物对秸秆饲料的应用由于反刍动物特殊的生理结构，对粗饲料消化利用率很高。在放牧条件下，可基本满足对粗饲料的需要。在舍饲条件下，粗饲料占日粮的70%80%，如玉米秸秆铡碎饲喂，肥育杂种公牛的日食量910千克，配合3千克精饲料，日增重达500克以上。在反刍动物日粮中，必须有充足的粗饲料，才能充分发挥其他饲料的作用14。3.3.1.1秸秆作为牛饲料将农作物秸秆直接作为牛饲料不容易被消化，因此常常被当作废物扔掉。美国农业专家经过研究发现，把作物秸秆用过氧化氢溶液处理后，能使秸秆变得容易消化和富有营养，可作为一种优质的牛饲料。据报道精饲料为秸秆类且自由采食的情况下

27、，中低产的中后期泌乳牛日粮中，将玉米的1/3进行蒸沸处理或2/3进行沸水浸烫处理可提高乳产量和饲料利用率，且不影响饲料饲料采食量和乳成品含量14。3.3.2非反刍动物对粗饲料的应用非反刍动物主要指马、骡、驴和猪等。马、骡、驴具有发达的盲肠，可大量利用粗饲料，但粗饲料要经过加工调制才能达到好的饲养效果。猪对饲料的消化能力弱，需将粗饲料加工成粉状，用量一般不超过10%14。3.3.3秸秆作为鱼料3.3.3.1经过微贮复合菌发酵经过微贮复合菌发酵，秸秆微贮养鱼，是将秸秆经过微贮复合菌发酵处理后投入鱼池，既可做基肥又可做追肥，还可做鱼饵料，是发展节粮型渔业的有效途径15。3.3.3.2通过应用光合细菌

28、通过应用光合细菌可将麦秸玉米秸秆作物制成高效鱼类生物饲料，该饲料综合营养好，且由于该饲料体积大、比重小，在水中悬浮时间长达1小时左右，利用鱼类的摄食和消化吸收，是鱼虾理想饲料。另外，加工该饲料方法简单，可使丰富的秸秆饲料资源得到利用15。4 结论 对农作物秸秆进行资源化利用是合理、高效利用资源，保护生态环境，促进农业可持续发展的重要措施。研究表明，江苏省秸秆资源化利用途径已经很多，但秸秆焚烧现象依然存在，焚烧行为屡禁不止，关键在于秸秆资源产业化发展不完善。政府应当将农民、企业和消费者紧密结合起来，给农民足够的补贴，使他们愿意将秸秆卖给企业；给秸秆利用企业一定财政、税收等方面的优惠，使他们能够正

29、常运营；同时也要鼓励消费者购买秸秆产品。在此基础上，发挥市场调节作用，使秸秆的产业化道路得以顺利发展，从根本上解决秸秆焚烧问题。参考文献1 朱礼龙.促进循环农业发展的政策支持体系研究J.乡镇经济，2006(10):35-38.2 杨连玉，张国梁等.玉米秸秆利用途径及其在农业生态系统中的综合利用对策J.饲料工业，2005 26（23）：42-43.3 梁榕旺，徐淑莉.我国秸秆资源现状及其利用J.畜牧与饲料科学，2011,32（1）：21-22.4 苏秀侠，祁宏伟，于维.秸秆饲料资源开发利用之浅见，吉林畜牧兽医，2005（8）：3-5.5 穆秀明，李寸欣.秸秆的加工和调制技术J.黑龙江畜牧兽医，2

30、005（2）:53-55.6 孟宪生.农作物秸秆农户常用的氨化调制方法J.养殖与饲料，2005（12）：19.7 王玉芳，孙守兵等.秸秆饲料加工调制技术J.黑龙江畜牧兽医，2006（5）.8 臧金灿，樊国燕.作物秸秆物理、化学和生物处理方法研究进展J.郑州牧业工程高等专科学校学报2003（2）.9 张吉鹤，王建华，程建波.浅析提高饲料秸秆饲用价值的方法及其研究进展J.饲料与畜牧，2004，（1）：14-15.10 张英来.青贮酶制剂.中国奶牛,2001,(6):27-28.11 刘晓牧.白腐真菌与秸秆饲料的有效利用.饲料研究,2000,(1):42-43.12 付京花.生物技术在降解秸秆木质素

31、中的应用.饲料工业,2001,22(6):38-39.13 孔凡真.秸秆饲料的加工及应用J.畜禽养殖业，2005，（3）：41-42.14 王长春，李婧爱.畜禽对粗饲料的需求特点J.当代畜牧养殖业，2003，(7):64.15 武秋生.秸秆制作鱼料两法J.饲料与畜牧，2005，（1）：24.致谢 三年大学生活快要结束了，三年中我在江苏牧院留下过辛勤的汗水，伤心地泪水，快乐的笑容。我会珍惜学校发生在我身上的每一件事情，它们都是我成长的见证，都是我人生宝贵的财富，三年大学生活的结束也是我学习生涯的结束，踏入社会的我会记住这里的一切，永远在我的心里！ 在本论文的写作过程中，我的导师任善茂老师倾注了大

32、量的心血，从选题到开题报告，从写作提纲，到一遍又一遍地指出每稿中的具体问题，严格把关，循循善诱，在此我表示衷心感谢。同时我还要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师以及关心我的同学和朋友。写作毕业论文是一次再系统学习的过程，毕业论文的完成，同样也意味着新的学习生活的开始。 最后再一次感谢所有在毕业设计中曾经帮助过我的良师益友和同学，以及在设计中被我引用或参考的论著的作者。论述农作物秸秆的综合利用途径摘 要：详述了农作物秸秆的综合利用途径、农作物秸秆的综合利用三大技术、农作物秸秆的综合利用及综合处置防控、农作物秸秆的综合利用的发展前景。关键词：农作物秸秆、利用途径、利用、发展前景Discu

33、sses the comprehensive utilization of crop straw approach Abstract：Detailing the comprehensive utilization of crop straw, the comprehensive utilization of crop straw three technology, the comprehensive utilization of crop straw and integrated disposal of crime prevention and control, the comprehensi

34、ve utilization of crop straw development prospect.Keywords：Crops straw, Utilization way, use, development prospect毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢

35、意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献

36、的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日论述农作物秸秆的综合利用途径1 引 言近年来，如何“消化”农作物秸秆已成为农业管理部门的大问题。农民焚烧秸秆，会产生污染

37、环境、影响飞机降落和车辆行驶等不良后果。为了解决焚烧秸秆问题，各级行政管理部门做了大量的工作，一方面加大了研究各种综合利用技术的投入，建设了各种利用秸秆的示范工程；另一方面采取了禁烧秸秆的管理手段，加大执法力度。这些措施虽然取得了一定的成效，但目前焚烧秸秆行为依然很严重。随着农村经济的发展，农民生活水平的提高，秸秆变成“废物”的区域越来越大，因而从根本上解决秸秆综合利用已经迫在眉睫了。2 秸秆的种类秸秆资源是发展农村循环经济的主要资源。循环经济是把传统的依赖资源消耗的线性增长经济，转变为依靠生态型资源、可再生资源循环来发展的经济。农作物秸秆是指籽实收获后剩下的含纤维素成分很高的作物残留物，包括

38、谷类、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。3 秸秆资源利用途径3. 1 秸秆能源利用技术利用秸秆富含的生物质能量，采用一定的技术手段将其转化。目前主要有秸秆燃烧发电、发酵生产燃料乙醇、气化生产秸秆煤气、干发酵生产沼气、压制成块状、棒状和颗粒状燃料等能源利用技术开发。 利用秸秆发电主要在北欧国家。据统计，每燃烧15万吨秸秆，可满足几十万用户的年供热和用电需求。秸秆的成本较煤、油、天然气便宜，秸秆燃烧后的草木灰是优质的有机肥料，可以还田利用。所有秸秆类型均可利用。秸秆发酵生产燃料乙醇的生产工艺分为液态发酵法和固态发酵法。液态发酵法工艺以甜高粱秸秆为主，固态发酵法工

39、艺以玉米秸秆为主。我国可用作乙醇生产的秸秆资源约占秸秆资源总量的20%左右，约为1.4亿吨，以玉米、小麦、稻草三类秸秆为主，每年三类秸秆可生产乙醇约2363万吨。生产乙醇后的酒糟是优质的饲料原料。秸秆热能气化技术已在山西普遍推广。该技术是将农作物秸秆在缺氧条件下加热反应的能量转换过程，当他们点燃后，只供应少量空气，并采取措施控制其反应过程，发生不完全燃烧，使其生成CO、H2、CH4等可燃气体（俗称秸秆煤气），可燃气体燃烧时，热效率可达40%。秸秆燃烧后的草木灰是优质的有机肥料，可以还田利用。所有秸秆类型均可利用。 秸秆干发酵产沼气技术是水稻、玉米、油菜、烤烟、花生等农作物秸秆为原料，经过粉碎并

40、添加发酵剂做堆沤等预处理后，加入沼气池进行厌氧发酵来生产沼气。与传统湿发酵技术相比，不需要大量水。不需要接种物，需要预处理，后处理容易，装置简单，成本低，占地少，产物质量高。木生食用菌是较好的干发酵菌种。秸秆固化成型燃料（也称秸秆压块燃料）是利用机械设备将秸秆粉碎后再压缩制成块状、棒状或颗粒状燃料。既可用作城乡居民生活炊事燃料，又可用作工农业生产燃料，也可进一步加工用于生产人工木炭和活性炭等高附加值产品。年产农作物14亿吨，可获得7亿吨标准煤的燃料或3亿吨饲料。节约大量常规能源，减少二氧化硫的排放量。安徽省毫州市利辛县用玉米秸秆固化成型燃料棒与蜂窝煤进行烤烟试验，发现：使用玉米秸秆固化成型燃料

41、可降低燃料成本0.25元/KG，烤一炕干烟可节约燃料费88元，所烤制的烟叶质量显著提高。3. 2 秸秆肥料利用技术利用农作物秸秆加工制作的有机肥主要有厩肥、沤肥、绿肥、堆肥和少量的沼气肥，目前主要运用秸秆还田技术增加土壤肥力。秸秆还田具有良好的土壤综合效应，激活土壤中纤维素降解菌群，使得土壤的纤维素降解酶活性提高，还会影响土壤中水溶性有机碳和热水溶性有机碳的含量，配施化学氮肥可提高水稻对N、P、K的吸收利用效率。西方国家把秸秆还田作为发展有机食品的主要施肥手段。据测定，每亩还田玉米秸秆500千克，相当于施用土杂肥2500千克，碳铵11.7千克，过磷酸钙6.2千克，硫酸钾4.75千克，一年后，土

42、壤有机质含量相对提高0.05%-.023%，平均每亩增产幅度在10%以上。主要农作物秸秆还田技术模式：农作物秸秆高留茬还田技术：在水稻、小麦收割时留茬高25-40cm，收获后再将稻（麦）茬割倒，均匀撒在田里，每亩用速效碳铵10-15kg调节秸秆碳氮比，然后深耕入土。农作物秸秆机械粉碎还田技术：在机械收割作物时，将粉碎的秸秆均匀撒入田间。秸秆长度应小于10cm，配合增施速效碳铵，浇足塌墒水。小麦、油菜田覆盖稻草还田技术：在小麦种植后用稻草全面覆盖和在油菜行间用稻草覆盖，一方面可以保暖、抗旱，另一方面可以抑制杂草生长和增加有机肥。速腐剂腐杆灵秸秆堆腐还田技术：利用腐熟剂堆腐秸秆，加快秸秆的腐熟进程

43、，提高堆肥效果。小麦（油菜）免（少）耕机条播稻草还田技术：主要用于稻茬麦（油菜）地区，利用机械，在收割水稻时，一次性完成浅旋耕、开沟、播种、盖籽、镇压等作业。油菜秆多年错位开沟填埋技术：油菜收割后及时将油菜秸秆及果荚全部均匀撒在油菜田畦沟内，覆土盖实，然后泡水2天2夜以上。油菜（小麦）秸秆旋耕还田技术：将油菜秸秆平铺在田中，用机械旋耕机直接将秸秆打碎压入泥中，然后泡水。稻草秸秆-鸭粪堆制有机肥还田技术：利用大棚养鸭垫棚稻草和鸭粪一同堆制的优质有机肥。田头窖堆沤秸秆技术：将蔬菜秆放入田头窖内，加入粪水后覆盖塑料薄膜堆沤。紫云英还田技术：种植绿肥，翻土后镇压泡水，可节约肥料用量40%以上。3.3秸

44、秆饲料利用技术主要以玉米秸秆和稻草秸秆为主要原料进行不同处理后饲喂反刍家畜动物，油菜秸秆虽然粗蛋白、粗脂肪含量较高，但适口性较差，主要用作饲料添加辅料。常规秸秆饲料处理方法有：物理处理：物理处理通常是调制秸秆的前期工作，如粉碎。但不能提高消化率，可以提高适口性和采食量。一般粉碎长度控制在1-2cm。青贮：把新鲜的秸秆填入密封的青贮窖或青贮塔内，经过微生物发酵作用，达到长期保存其青绿多汁的营养性的一种简单、经济的方法。经青贮发酵作用，可以把适口性差、质地粗硬、木质素高的秸秆变成柔软多汁、气味酸甜芳香、适口性好的粗饲料。在高温季节贮藏不当，青贮容易二次发酵，影响其营养价值。氨化：在秸秆中加入适量的

45、尿素或氮肥进行氨化处理，提高畜禽的消化率。稻草经氨化处理、厌氧微贮处理和好氧微贮处理后，粗蛋白含量明显提高到5%-6%，粗纤维含量显著降低6%-7%，质地柔软，有酸香味，改善适口性，能量利用率提高近1倍。但是氨的利用率较低，仅50%，而且氨化在一定程度上会对环境造成污染，危害家畜和人的健康，饲喂时易造成氨中毒。微贮：秸秆中木质素含量与消化率成反比，秸秆的利用从降解纤维素转向降解木质素，木质素的完全降解是真菌、细菌、放射菌及相应微生物群落共同作用的结果。真菌起主导作用，主要有白腐菌、褐腐菌和软腐菌，放射菌能力次之，细菌降解能力最弱。农作物秸秆经机械加工和高效活性微生物菌剂在厌氧条件下发酵处理，并

46、将其贮存在一定的设施内。由于发酵活干菌的发酵作用，大量的木质纤维类物质被分解为易发酵糖类，糖类又经有机酸转化为乳酸和挥发类脂肪酸，从而提高饲料的消化率和利用率。微贮处理是降解聚高纤维素饲料木质素大分子结构的最好方法。由于微生物的发酵作用，可使秸秆中的粗蛋白含量增加，使秸秆中纤维素、半纤维素、木聚糖链和木质素聚合物的酯键被酶解，增加了秸秆的柔软性和膨胀度。几十种白腐真菌能显著提高秸秆的适口性，提高木质素的降解率，大幅度（40%-60%）提高秸秆的瘤胃干物质消失率，使秸秆成为反刍动物的一种含营养价值较高的廉价能量饲料。利用木霉、青霉、黑曲霉和酵母对秸秆渣进行发酵，可使其蛋白质含量增加1倍多，最高可

47、达512.36mg/ml；可直接作为牛羊的优质饲料，粗蛋白含量高于一般青贮玉米（粗蛋白含量为4-5%），牛羊也比较喜欢食用。鸡粪（酒糟）调制：用相当于干秸粉重量5%-6%的新鲜鸡粪（酒糟），溶在与干秸粉同等重量的水中成鸡粪液后，均匀撒在秸秆粉上拌匀，使秸秆含水量达60%左右，装入池内压紧，用塑料薄膜覆盖，排尽气体压实密封，1个月以后开封饲喂，是较好的反刍家畜饲料。鸡粪是廉价的蛋白质和能量来源。秸秆膨化方法：罐式膨化法，即热喷。经热喷处理的秸秆，明显增加可溶性成分和可消化、易吸收成分，适口性变好。利用率提高2-3倍。缺点是设备复杂，占地面积大，所需费用高等问题，未能得到广泛利用。秸秆颗粒饲料：主

48、要是用工业化学处理法和物理处理法，以玉米秸、稻草、麦秸、葵花秸、高粱秸等农作物秸秆低值粗饲料，加转化剂后再压缩，利用压缩时产生的温度和压力，使秸秆氨化、碱化和熟化，使木质素彻底变性，提高其营养成分，制成品质一致的颗粒饲料，成为反刍动物的基础粮食。其蛋白质含量从2-3%提升到8-12%，消化率从30-50%提高到60-65%，其营养价值相当于草原产的中等羊草。产品具有无毒、无病虫害、水分低、不发生霉变和营养价值高的特点。3. 4秸秆种植食用菌综合利用技术食用菌糠是生产食用菌后的副产品，是一种具有极高饲用价值的畜禽优质饲料。据测定，用麦秸、稻草秸等生产食用菌后的菌糠中，含粗蛋白10.2%，粗纤维9

49、.32%，粗脂肪0.12%，无氮浸出物48%，钙3.2%，磷2.1%，还有各种氨基酸。饲用猪后与用玉米饲用没有差异。农作物秸秆经食用菌处理后，既能生产出营养价值丰富的各种覃类，又可为畜禽提供含有各种营养成分的菌糠饲料，比秸秆用氨化和碱化处理有明显的优点，而且对环境也不造成污染。目前主要技术有稻草菌糠栽培凤尾菇；木屑菌糠栽培香菇；玉米秸秆栽培榆黄菇；用玉米芯、谷糠、棉籽壳、牲畜粪便混合后地在鸡腿菇等。经济效益以生产双孢蘑菇为例：每生产1平方米双孢蘑菇需要17.5kg稻草、15kg干牛粪，可产鲜菇10kg，按每千克5元计算，每平方米可收入50元。按照每个大棚450平方米计算，总收入2.25万元，成

50、本1.5万元，第一年可收入0.75万元；第二年开始。每年成本只要1万元，纯收入1.25万元，是种粮食收入的10倍以上。3. 5秸秆原料利用技术秸秆是重要的工业原料，可以用于造纸、制碳、编编织、制作建筑板材、代替木材制造密度板、制作可降解快餐饭盒等。可以有利地保护环境，减少“白色污染”，减少对木材和不可再生资源石油的消耗。目前利用植物秸秆生产的绿色包装材料有：一次性餐饮容器具：热餐饮具（盒、碗、杯、盘、筷子、勺子、叉子）冷饮餐具（盒、碗、杯、盘）；超市生鲜托盘：可降解容器：快餐面碗；育苗杯、移栽盆、盆景盆、普通花盆；工艺品、日用品：工艺花瓶、花插、花筒、烛台；果盘、杂物盘、宠物餐具、包装盒、烟灰

51、缸、锅垫、杯垫、花架、灯罩、镜框；工业包装：板材，整体托盘。优点：原料来源充足，成本低，符合资源重复利用；生产过程中无污染和有害物质产生，符合绿色生产要求；在技术方面，主要加强材料纤维素和木质素的交联能力，进一步加强缓冲性能，在研究中不断探索、完善，为产业化开发奠定基础。4 农作物秸秆的综合利用三大技术秸秆气化集中供气、秸秆户用沼气、秸秆作基料发展食用菌是改善农村生产生活条件，优化农村用能结构，杜绝田间焚烧秸秆的有效途径。市农林部门的专家整理出相关技术要点，指导农户综合利用，推进环境友好型、资源节约型农业可持续发展。4.1 秸秆气化集中供气技术秸秆气化集中供气技术是改善农村生产生活条件，优化农

52、村用能结构，杜绝田间焚烧秸秆的有效途径之一。4.1.1 技术原理秸秆气化集中供气技术是农作物秸秆原料在缺氧条件下加热反应的能量转换过程。秸秆加热后发生热解反应，使秸秆的碳、氢等元素变成一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体，可燃气体燃烧时，能量释放出来，这就是气化过程。4.1.2供气系统秸秆气化集中供气工程以自然村为单元，系统规模为数百户，由秸秆气化机组、燃气输配系统和用户燃气系统三部分组成。其工艺流程为：压成小段的秸秆经输送机进入气化炉中进行热解气化反应转换成可燃气体，在净化系统中除去燃气所含灰尘和焦油等杂质，冷却到常温由风机加压后送至贮气柜，经燃气输配系统后送至每一个用户，用户打开燃气用具的阀门就

53、可方便使用燃气。4.1.3优缺点目前，我市主要推广秸秆气化集中供气工程（秸秆气化集中供气站），是集喷淋、水浴、水膜和冲激于一体化的湿式净化技术。主要建设内容为秸秆气化集中供气站房一座、秸秆气化机组一台、500 立方米左右储气柜1 个。每处秸秆集中供气工程总投资约200 万元，日消耗秸秆400公斤左右，可供300 户以上农户炊事用能。全市已先后建有3 处秸秆气化集中供气工程，全部正常运转，实现了“一人烧火，全村做饭”的先进模式。该项工程的优点：一是一家一户使用方便；二是秸秆存储方便；三是功能较多，可用于做饭、取暖、淋浴等；四是具有安全、环保、节能等特点。缺点：焦油处理不彻底，产品热效率较低，同时

54、对燃烧要求高，一般秸秆长度要小于5cm。秸秆堆腐还田技术秸秆堆腐还田技术是减少农业废弃物污染、提高耕地土壤有机质含量、降低农业生产成本，并适宜在我市大面积推广的一项传统技术。4.2 技术原理采用秸秆腐熟剂和农作物秸秆混合堆放密封，从而促进农作物秸秆如稻草、麦草、油菜秆等有机废弃物快速腐熟，把秸秆中所含的有机质及磷、钾等元素分解为植物可吸收的营养，并产生大量有益微生物，成为培肥地力的有机肥。4.3 堆场选址（1）一般农户可在大田内（靠近一侧田埂）切出一块占大田面积1/401/50 的小田，在此块小田四周取土堆埂，埂高4050cm，然后把大田内秸秆全部堆入小田内。（2）若农田四周有空隙地，或在家前

55、屋后有空地，可把秸秆集中堆放。4.4 操作方法按秸秆含水量60%左右的标准，使秸秆吃足水分(也可在降大雨前将秸秆摊成厚0.3-0.4 米接纳降水)。每堆0.2 米厚，撒腐熟菌剂和尿素（或畜禽粪便），或一边堆积一边喷洒腐熟菌剂和尿素，堆至1.5 米高，拍实，用泥土或塑料薄膜密封。夏季20-30 天、冬季60 天即可成肥。1000公斤秸秆用 5 公斤尿素，菌剂用量按照菌剂使用说明使用。堆好后要及时封严，以确保堆肥质量。4.5 效益分析与常规堆肥相比，堆肥时间短、适宜各种作物秸秆，不受季节限制，有机质腐熟化程度高，有机质和速效养分含量高，同时，堆腐温度可高达70 摄氏度以上，对秸秆传播的病菌有较好的

56、杀菌效果，作物产量可提高10%左右。秸秆作基料发展食用菌技术利用秸秆作基料发展食用菌技术是改善农村环境质量，促进高效农业发展，引导农民致富的一项较为成熟的技术。目前，我市主要推广的是以农作物秸秆为基料生产蘑菇、鸡腿菇、草菇等食用菇类技术，蘑菇为主的食用菌栽培基料主要以小麦秸秆、水稻秸秆为主，一般提供的农作物秸秆为就地取材。食用菌生产基地收集秸秆的渠道主要是采用农户送货上市，即由农户把自己责任田内的秸秆捆扎，用拖拉机或汽车运至菇场，按每吨300-360 元的价格以质定价收购。位于宜兴市万石镇的无锡祥云菇业有限公司，是近年来我市规模发展较快的食用菌生产基地，该公司于2008 年年底建成并投产，实际

57、菇床面积3 万多平方米，采用大棚立体栽培模式，全年生产蘑菇4000 多吨，年生产需各类秸秆8000 多吨。根据实际出菇测算，每公斤秸秆可产菇0.5 公斤，年产值2000 多万元，年实际效益800 多万元。利用秸秆作基料培养食用菌，其培养基用后还可实行废料还田。该项技术的应用与推广，既综合利用了秸秆，解决了秸秆露天焚烧的难题，又帮助农户、农业企业产生了较为可观的经济效益，同时也起到了提高土壤有机质，培肥地力的作用，可谓一举多得。5 农作物秸秆资源的综合利用及综合处置防控5.1 秸秆资源的开发利用途径5.1.1 秸秆利用的主要方法目前,我国利用秸秆的方法很多,主要分为秸秆还田、饲料化处理和工业生产

58、原料三大类。5.1.2 农作物秸秆的主要利用途径农作物秸秆的主要利用途径有: 饲料化加工。主要利用薯类藤蔓、玉米秸、豆类秸秆、甜菜叶等加工制成氨化、青贮饲料,稻草作为草食性动物的食料等。目前,全国的加工处理量约1000 万t ,其方法有秸秆的氨化、青贮和微生物发酵贮存、热喷、揉搓、压饼等。秸秆作为饲料的影响因素主要是纤维素含量高,粗蛋白和矿物质含量低,并缺乏动物生长所必需的维生素A、D、E 等,以及钴、铜、硫、钠、硒和碘等矿物元素,能量值很低。由于这些原因,秸秆饲料的动物采食量和营养物质的消化率受影响,要科学地利用秸秆作饲料,亟待寻找一条提高秸秆饲料营养价值的有效途径。70 年代饲料工业开始应

59、用酶制剂,近几年酶制剂才在畜牧业中广泛应用,研究也日趋强化。目前应用比较广泛而且作用明显的酶制剂包括淀粉酶、纤维素酶、2葡聚糖酶、乳糖酶、肽酶以及复合酶制剂等。秸秆作为生产原料。秸秆较多地应用于造纸和编织行业、食用菌生产技术等,近年又兴起了秸秆制炭技术、纸质地膜、纤维密度板等。利用农作物秸秆等纤维素废料为原料,采取生物技术的手段发酵生产乙醇、糠醛、苯酚、燃料油气、单细胞蛋白、工业酶制剂如纤维素酶制剂等,在日本、美国等发达国家已有深入研究和一定的生产规模,我国在这方面的研究和应用相对落后。秸秆还田。秸秆还田是主要的利用方法之一,1993 年我国秸秆粉碎还田的面积就达到491 万 。秸秆还田的方法

60、分为整株还田技术、粉碎还田技术、有根茬粉碎还田技术和传统沤肥还田技术。目前,经过对秸秆还田技术和配套操作规程等研究,秸秆直接还田在我国已有了一定面积的推广应用。在“八五”期间,秸秆直接还田技术规程研究取得了重要突破,已经制定出了包括华北、西南、长江中游区、江苏水旱轮作区和浙江三熟制种植区的麦秸、玉米秸、稻草直接翻压还田的技术规程,包括还田方式、秸秆数量、施氮量、土壤水分、粉碎程度、还田时间以及防治病虫害、杂草等方面的技术要求,并分析了秸秆还田增产效果的作用机理。秸秆还田增产因素是多方面的,概括起来主要是养分效应、改良土壤效应和农田环境优化效应三个方面。实践证明,秸秆还田后,土壤中氮磷钾养分都有所增加,尤其是速效钾的增加最明显,土壤活性有机质也有一定的增加,对改善土壤结构有重要作用。秸秆覆盖和翻压对土壤有良好的保墒作用和抑制杂草生长。实践证明秸秆还田能有效增加土壤的有机质含量,改良土壤,培肥地力,特别是对解决我国氮磷钾比例失调的矛盾,补充磷钾化肥不足有十分重要的意义。其它途径。如作燃料、荫棚、沼气化等。213 秸秆利用的主要设备据不完全统计,我国目前已开发研制出3 大类200 多种秸秆处理设备,主要分为: 秸秆还田设备。包括水田稻草旋耕埋草机、粉碎还田机、灭茬机等,用于把作物秸秆整株或粉碎后埋入土中,作为肥料还田,以改良土壤, 饲料化加