秸秆沼气在我国生态农业中应用

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1、秸秆沼气在我国生态农业中应用摘要我国农作物秸秆资源丰富，但未得到充分、合理的利用，开发利用的潜能很大。针对我国秸秆资源的基本情况和利用现状，将发展秸秆沼气与其他利用方式进行比较，探讨秸秆沼气发酵对生态环境的影响，以及在我国生态农业的作用。关键词秸秆；利用现状；沼气发酵；生态农业中图分类号S216.4文献标识码A文章编号1007-5739(2013)16-0263-02农作物秸秆是农作物生物学产量中的主要副产品，是农作物生产过程中养分的载体、产品的支撑体，是可再生的自然资源。搞好秸秆综合利用，可以变废为宝，提高生态、经济和社会效益，使农业可持续发展得以实现。我国作为一个农业大国，秸秆

2、资源量丰富，年产秸秆数亿吨，但未得到充分、合理的利用，明显存在利用率低、转化率低、经济效益低和环境污染严重的特点，开发利用潜力巨大。因此，针对我国秸秆资源的基本情况及利用现状，将秸秆新型能源化利用及秸秆沼气与其他利用方式进行比较，探讨秸秆沼气在生态农业中的地位和作用，以期对提高农业资源利用率、保护生态环境等有所帮助。1我国农作物秸秆基本情况及利用现状1.1秸秆年产量秸秆的产量随粮食产量的提高而增加，据农业部调查统计，2010年我国秸秆理论资源量为8.4亿t,可收集资源量约为7亿t,秸秆品种以水稻、小麦、玉米等为主。其中，稻草约2.11亿t,麦秸约1.54亿t,玉米秸约2.73亿t,

3、棉杆约2600万t,油料作物秸秆（主要为油菜和花生）约3700万t,豆类秸秆约2800万t,薯类秸秆约2300万t。1.2秸秆的管理虽然秸秆数据库早在1965年以前就已建立，但关于秸秆产量的详细数据和记录则少有报道，管理工作则在1970年开始［1］。20世纪90年代以后随着对秸秆重要性的认识，国家相继出台了关于秸秆管理与利用的各项措施：1992年，国务院办公厅转发农业部'‘关于大力开发秸秆资源发展农区草食畜报告"的通知，决定在全国范围内实施秸秆养畜示范县项目建设［2］；1996年，国务院发布《全国秸秆养畜过腹还田项目发展纲要（1996—2000年）》，并提出了秸秆养畜的发展措施及目

4、标；2008年7月，国务院办公厅下发《关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见》，并提出"力争到2015年，基本建立秸秆收集体系，基本形成布局合理、多元利用的秸秆综合利用产业化格局，综合利用率超过80%”的目标［3］。2012年，发布了《“十二五”农作物秸秆综合利用实施方案》。1.3秸秆利用现状目前，我国对农作物秸秆的利用主要有以下几种方式：一是用作堆肥或直接还田，占秸秆资源的36.6%；二是作为燃料和畜牧饲料，分别占秸秆资源的23.7%、22.6%；三是作为工业原料、修房造屋及其他用途，占秸秆资源的17%,总体上看，秸秆利用数量逐渐下降，导致秸秆焚烧和弃之乱堆的现象时有发生［4-5］

5、o此外，不同作物秸秆利用方式也有所差异，小麦、水稻等作物秸秆的40%以上用于还田，而杂粮、花生等作物秸秆的40%以上用作饲料，豆类和棉花秸秆则大多用作燃料［6］。1.4秸秆新型能源化开发利用秸秆新型能源化开发利用主要体现在“四化一电”：秸秆气化、炭化、固化、液化及发电。目前，我国主要采取气化模式即秸秆沼气。秸秆沼气是将农作物秸秆在一定的温度、水分、pH值及严格厌氧环境下通过发酵产生一种可燃性气体。秸秆沼气的发展为我国秸秆综合利用提供了一条重要途径，同时也打破了农村沼气建设对畜禽饲养的依赖性，对普及农村沼气、促进农村可再生能源发展有着重要的现实作用和深远意义［7］。2秸秆沼气与其他利

6、用方式的比较2.1与直接燃烧比较常用秸秆原料干物质的产气潜力为0.4〜0.5m3/kg,而实际产气量约为理论值的60%,通过计算得出干物重的产气量约为0.27m3/kg,按发热量22MJ/m3,燃烧的热效率按40%〜60%计算，1kg干物质发酵所产生的沼气完全燃烧时的有效热量为2376-3564kJ[8]。直接燃烧1kg干物质所产生的有效热量为1240〜3100kJ[9]o由此可以看出，沼气发酵的能源有效利用率为直接燃烧的1.2〜1.9倍，对沼气技术加以优化，能量转换率会更加可观。秸秆沼气发酵与直接燃烧比较，提高了能量转换和利用效率，增加了经济效益。2.2与直接还田比较秸秆资源的碳

7、氮比值一般为60〜100:1,其所含的氮磷钾等肥料成分不超过秸秆总质量的2%〜3%,直接还田的利用方式将使秸秆中所含的大量碳水化合物被白白浪费[10]o根据有关试验对堆肥和沼肥主要的营养成分进行比较，表明沼渣中的有机质、全氮、全磷、全钾含量均比堆肥高，保肥效果好[11-12]。由此可以看出，利用农作物秸秆发酵制取沼气，沼肥还田，是培肥地力的有效措施。2.3与用作饲料及其他利用方式比较秸秆用于饲养畜禽，产生的粪便再投入沼气池中进行发酵，对提高秸秆利用率，节约因焚烧导致的