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中国玉米秸秆综合利用途径

玉米秸秆作为玉米种植生产环节中的必然产物，是一种十分宝贵的资源。根据玉米籽实的产量推测，一株玉米，玉米籽粒与玉米秸秆的产量比为1：1.6，中国2010年玉米产量为1.6亿吨左右，秸秆产量能达到2.6亿吨左右。同时，按照每吨600元的收购价，全国农民可增收1560亿元，增收比例高达67%。如果这些秸秆都可用做多元醇的生产，相当于节省出来3个大庆油田。目前，全国大约有30％的秸秆直接用作农村生活燃料：10％用于牲畜饲料；23％用做工副业生产；6％直接还田。然而大量的秸秆被就地焚烧，不仅造成了严重的环境污染和火灾隐患，而且还造成了资源的极大浪费。这些秸秆的综合利用可加速畜牧业和轻工业的发展，而且能改善生态环境，促进农村产业结构调整以及生态效益、社会效益、经济效益同步增长，保持现代农业可持续发展。

一、玉米秸秆利用途径及评价

1．1玉米秸秆直接还田

当前我国农村的土地普遍存在着地力不足的现象。国际土壤学会提出．肥沃土地含有有机质不少于1．8％，而我国现有耕地含有机质少于1％的占30％，并且多数耕地有机质含量平均每年下降0．03％-0．04％。甚至出现了少量白茬地．严重影响农业生产的后劲．应引起高度重视。存在上述问题的原因与长期对农作物施用化肥且不及时补充有机肥有关．所以．增加土壤肥力成为摆在农业生产面前的严峻问题。

在有机肥料不断减少，化肥用量不断增加的农业生产条件下．作物秸秆直接还田较之堆腐后施用，更有利于更新土壤腐殖质组成；维持土壤有机质平衡；提高土壤微生物学活性；改善土壤的物理性、耕性以及促进土壤养分的循环。有关学者进行了深入的研究并提供了充足的证据。秸秆还田技术可增加土壤有机质、培肥地力、提高作物产量、减少环境污染，是节本增效、增肥改土工程的有效途径。我国从“八五”以来还田面积逐年增加，到2010年秸秆还田面积已增加到0．78亿公顷。

1．2玉米秸秆饲料化

玉米秸秆资源丰富，是草食家畜主要的粗饲料来源，由于该类饲料的营养价值低和可利用性差等原因。影响有效利用。关于玉米秸秆等粗饲料的营养价值的改善一直是饲料学者研究的问题．并且研究取得了一定的效果，通常采用物理、化学和生物学等处理方法。

1．2．1物理加工

机械加工如铡碎、粉碎或揉碎，是粗饲料利用最简便而又常用的方法。揉碎机械是近年来推出的新产品，为适应反刍家畜对粗饲料利用的特点，将秸秆饲料揉搓成丝条状；尤其适于玉米秸的揉碎，可饲喂牛、羊、骆驼等反刍家畜。秸秆揉碎不仅可提高适口性，也提高了饲料利用率，是当前秸秆饲料利用比较理想的加工方法。

秸秆等粗饲料由于体积膨大而不便于运输。所以，近年来一些生产厂家及研究单位开发了秸秆压块、制粒技术，或将秸秆茎叶分离，叶及茎秆内芯用于饲料，其它部分用于制作建筑材料或餐具等。玉米秸秆制块技术(制块机械研制)目前在全国各地开展较为普遍．但推广较慢，主要原因是机械成本

高、费用大、原料运输半径大和秸秆损失率高。吉林省农科院在“九五”期间主持省科技厅“玉米秸秆饲料、燃料块的研制与开发”项目，先后与吉林工业大学、辽宁省西丰县机械制造厂、长春新大地饲料有限公司、吉林省禾和农业高新技术有限公司合作研制出4个型号玉米秸秆制块机10台，生产效率0．5~1．O t／h。其中“秸秆燃料、饲料压型机”、“固定式液压秸秆制块机”分别获得国家发明专利和国家实用新型专利。另外。由辽宁省农业科学院副产品加工利用研究所研制的玉米秸秆皮瓤分离机已获得国家专利。该机能将直径15-40mm的农作物秸秆的皮、瓤及叶一次性分离。秸秆的外皮呈筒片状，外皮纤维能完整地保持下来；秸秆内瓤呈小颗粒状；叶片呈碎片状。分离率为95％，分净率为99％。现有机型加工秸秆的生产率为0．5t／h和2t／h。秸秆皮是造纸和人造板的优质材料，秸秆瓤所含的粗蛋白质、粗脂肪比未分离前的秸秆提高65％DA上，是牛、羊的优质粗饲料。祁宏伟等(2004)的体外消化试验表明，玉米秸秆瓤饲料较粉碎玉米秸秆的72h干物质消失率提高9．72％．玉米秸秆硬皮的消失率最低。

秸秆膨化技术对秸秆甚至木材都有效果。利用高压水蒸气处理后突然降压以破坏纤维结构的方法，可使木质素低分子化和分解结构性碳水化合物，从而增加可溶性成分。采用热喷处理工艺，麦秸在气压7．8x105Pa处理lOmin，喷放压力为(1．37-1．47)×106pa时，干物质消化率和动物增重速度均有显著提高。但因膨化设备投资较大，目前在生产上尚难以广泛应用。

1．2．2化学处理

利用酸碱等化学物质对劣质粗饲料——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。在生产中广泛应用的有碱化、氨化和酸处理三方面。

氨化处理秸秆饲料始于20世纪70年代，秸秆饲料蛋白质含量低，当与氨相遇时，其有机物与氨发生氨解反应，破坏木质素与多糖(纤维素、半纤维素)链间的脂键结合，并形成铵盐，成为牛、羊瘤胃内微生物的氮源。同时，氨溶于水形成氢氧化铵，对粗饲料有碱化作用。因此，氨化处理是通过氨化与碱化双重作用以提高秸秆的营养价值。秸秆经氨化处理后，粗蛋白质含量可提高100％-150％；纤维素含量降低10％；有机物消化率提高20％以上，是牛、羊反刍家畜良好的粗饲料。采用3％液氨或2．65％的尿素处理玉米秸秆．可有效改善玉米秸秆的瘤胃降解特性和营养价值。由于氨化饲料制作方法简便，饲料营养价值提高显著。近年来世界各国普遍采用。

1．2．3生物学处理

生物学处理主要指微生物的处理。微生物种类很多．但用于饲料生产真正有价值的是乳酸菌、纤维分解菌和某些真菌。应用这些微生物加工调制的饲料如青贮饲料、发酵饲料和一些微生物制剂。采用酵母、白地霉和产纤维素酶菌共同发酵稻草，可使粗蛋白提高224．98％；纤维素、半纤维素降解率分别为29．4％、17．58％。用青霉、白地霉等发酵玉米秸秆后粗蛋白提高259．6％：纤维素、半纤维素降解率由38．17％下降到36．07％。试验证明康氏木霉和热带假丝酵母发酵稻草，产物的粗蛋白增加量(绝干)达到18．86％；同时粗纤维含量下降14．6％。生物处理玉米秸秆饲喂绵羊，其表