秸秆青储技术调研报告本科毕业论文.doc

秸秆青储技术调研报告
摘要：通过查询到的资料和数据，分别具体描述了秸秆堆沤，微储，氨化，裹包等几种常见的秸秆青储技术，列举了一些实际的工程案例。
关键词：秸秆青储 堆沤 微储 氨化 裹包 调研
农作物秸秆时一种很好的生物质能源。现今农作物秸秆主要的用途是直燃发电和消化制肥制饲料，少部分用于沼气工程。
秸秆含有大量的纤维素，木质素，半纤维素等难以降解和消化的物质，无论用于制作饲料还是沼气工程，都必须解决这个问题，而秸秆青储能很好地解决这个问题
对秸秆制作饲料而言，秸秆青储能提高牲畜的采食量和消化率，为养殖户提高效益；对沼气工程而言，秸秆青储阶段的处理能促进厌氧发酵微生物对秸秆的分解利用，提高沼气产气率，提高沼气工程运行效率。
在秸秆青储阶段，秸秆制作饲料和秸秆沼气工程所要达到的目的是完全相同的，因此，在国内秸秆青储多用于饲料的情况下，可借鉴秸秆制作饲料青储技术。
1 窖储堆沤
窖储堆沤是山东省秸秆饲料利用的主要方式。该技术是将蜡熟期的玉米通过青储机械一次性完成秸秆粉碎，收集后，装储于窖，缸，塔，池等容器中密封储藏，通过秸秆本身微生物的分解作用，对秸秆进行处理。
1.1 窖址选择
窖址应选在地势高，干燥，土质坚硬，排水良好，避风向阳的地方，窖的四周能留出一定空地，同时要与利用地较为接近。
1.2 秸秆处理
首先剔除腐烂变质的秸秆，用机械粉碎秸秆，长度为1cm左右，控制秸秆含水率在65-75%。
1.3 装填
秸秆收储要做到边收边运，边运边铡，边铡边储；装储前在窖底铺一层15-20cm的秸秆；粉碎好的秸秆每隔30cm厚可利用人工或机械的方式夯实，四周窖壁特别要夯实；秸秆装填要中间高于窖口40cm左右；装填完后要密封，密封一般选用塑料薄膜将秸秆完全覆盖，然后自下而上覆盖一层40-60cm的湿土，拍实打光。
1.4 检查
距窖壁四周约50cm处挖30×30cm的排水沟，防止渗水；定期检查塑料薄膜是否破损，如有破损，及时修补。
1.5 启用
一般堆沤45天后便可启封取用；启封后连续使用，切忌停停用用，以防霉变。
1.6 堆沤秸秆品质鉴定（以玉米秸秆为例）
上等青储玉米秸秆：颜色呈绿色或黄绿色，具有浓郁酒香味，质地柔软，疏松稍湿润，pH值为4.0～4.5；
中等青储玉米秸秆：颜色呈黄褐色或暗褐色，稍有酒味，柔软稍干，pH值为4.5～5.0；
下等青储玉米秸秆：颜色呈黑褐色，干松散或结成粘块，有臭味，pH值大于5.0。
如果青储秸秆用作饲料，则只可使用上中等青储玉米秸秆。
1.7 窖池大小计算
计算公式：
窖池容积=秸秆存储量（t）÷秸秆密度
秸秆青储需45天，预估运输，切割，存储所需时间实际预估为5天，则时间为50天，以阳新沼气工程项目设计为例，每天玉米秸秆进料为25t，秸秆含水率为65%，密度为0.5t/立方米；满足50天进料的窖池体积为25÷0.5×50=2500立方米；窖池深度一般为长方形，方便存储与取用，深度一般设计为3m，长宽可设计为43m×20m；发酵罐进料是每天连续进料，则需建设两个窖池，换储换用。
1.8 窖储堆沤的优缺点
优点：如果应用于制作饲料，可以长期保存青绿秸秆，很好地保存其营养物质，有利于牲畜的吸收和消化，堆沤存储量很大，可在秋冬季节解决添加草料的不足；窖储比堆垛同量秸秆所占地面积要小约一半，有利于防火，防水和防虫；如果应用于沼气工程，大的堆沤量可解决秋冬季节进料的不足，堆沤对后续工艺也不会产生影响，也能促进发酵产气阶段微生物对进料的利用率和提高沼气产气率。
缺点：如果应用于沼气工程，堆沤时间周期太长，如果换储换用时间未能及时协调好，可能会出现短时间断料的情形，对沼气工程的运行产生影响；由于沼气工程连续进料，堆沤周期很长，需建设很大的窖池，前期土建投资比较大，占地空间也对沼气工程厂区要求比较高。
1.9 秸秆青储堆沤技术应用
国家级肉牛养殖示范场-山东阳信鸿安肉牛养殖基地，建设有三个3个青储饲料的青储池，使用窖储堆沤的方式，年消化玉米秸秆5000吨，秸秆来源为向农民收购，为附近农民增收45万余元，使用青储秸秆代替精制饲料，为企业降低饲养成本30%。
山东省滨州市无棣县华兴渤海黑牛良种繁育有限公司从2011年开始第一次尝试玉米秸秆青贮，2011年共青贮玉米秸秆1500吨。到2012年建成三个青贮池，青贮秸秆饲料增加至3000吨，以满足该公司600头渤海黑牛每年的饲料进食。该公司从九月底开始收购玉米秸秆青贮，收购来的秸秆利用起重机和塔吊联合作业将粉碎的玉米秸秆堆高压实，然后运至青贮池完成密封发酵，在10月份底完成整个玉米秸秆青贮发酵的工作。
2秸秆微贮青储技术
秸秆微贮是在秸秆中加入微生物活性菌种，放入一定的容器中（实际应用中一般建设窖池），利用微生物使秸秆进行发酵。
秸秆微贮技术的窖池选址和建设、秸秆处理、秸秆装填、检查步骤和秸秆青储堆沤技术基本相同。
2.1 复活菌种
购买来的菌种一般为粉剂，不能直接投入使用，需复活处理。将菌剂倒入一定量的水中，常温下放置2个小时左右，菌种即可复活，菌种当天复活当天使用。
2.2 密封
在密封阶段，在秸秆分层压实喷菌水装到高于窖池扣约40cm再压实后，在最上层撒一层食盐粉，再盖上塑料薄膜。塑料薄膜盖好后，再盖一层约30cm厚的秸秆，覆上20cm的湿土。窖池内最顶层秸秆与塑料薄膜接触，撒食盐的目的是防止顶层秸秆腐烂变质，影响微贮发酵。
2.3 启用
秸秆微贮一般需在窖内发酵21-30天，在温度较低的地区则需要长一些的时间，启用时要从窖的一角开始，从上至下逐段取用，每次取用后必须立即将开口封严，以免雨水浸入导致微贮秸秆变质。
2.4 微贮秸秆品质鉴定
微贮发酵好的秸秆颜色为金褐色，围起来略有香味，并带有淡淡的酸味，手感松散，柔软湿润；微贮发酵失败颜色变为褐色或者黑色，围起来发霉发臭，拿在手里发粘，稍微用力捏就成团状。
2.5 微贮秸秆技术特点
① 制作成本低，除建设窖池和塑料薄膜外，每吨秸秆（含水率65%）只需活性发酵菌剂几克到几十克；
② 发酵效果好，经微贮发酵后的秸秆，其木质素、纤维素和半纤维素被大大分解，能有效地提高秸秆的消化率和利用率；
③ 原料实用性广泛，麦秸、稻草、玉米秸秆、青绿玉米秸秆、无毒野草和干秸秆等，都可作为微贮的原料；
3 秸秆氨化青储技术
秸秆氨化就是利用尿素或氨对秸秆进行氨化处理。使用氨水处理，可直接使秸秆木质素与纤维素分离并部分分解；使用尿素先是利用秸秆本身具有的细菌分解产生氨，然后再如氨水作用。两种方式均能提高秸秆的消化率和利用率。
3.1 堆垛氨化法
3.1.1 堆垛地址的选择
堆储场地应选择交通方便，背风，向阳，平整，地势较高，无人畜干扰，排水良好的场地，平整时使场地中间区域微凹。
3.1.2 秸秆处理
首先剔除腐烂变质的秸秆，然后进行粉碎处理，稻草和麦秸一般粉碎至2-3cm，整株也可（效果略微降低），玉米秸秆质地较硬，需粉碎至1cm左右，控制秸秆含水率为40-50%
3.1.3 堆垛注氨
将聚乙烯塑料薄膜铺在所选的堆垛场地，将堆垛好的秸秆堆成长方形或圆形，顶部成脊状，防止积水。氨水氨化时，在堆垛过程中夹入多孔塑料管以便注氨，按水平2m，垂直0.5m，液氨为有毒，易爆材料，操作人员应配备防毒面具等一系列防护措施；尿素氨化时，在堆垛之前先喷洒一遍尿素溶液，堆垛后再喷洒尿素溶液。
3.1.4 检查
氨化法处理青储秸秆尤其要注意防漏，定期检查塑料薄膜是否有破损，及时修补和更换。
3.1.5 启用时间
秸秆氨化完成时间与温度相关，根据温度来决定启用时间。根据表1，此方法适合夏秋季气温较高时使用。
气温(℃)
﹤5
5－15
15－30
﹥30
处理时间（d）
﹥60
30－60
7－30
7
表1 氨化法温度与时间关系表
氨化好的秸秆具有强烈的氨味，制作饲料不可当天启当天用，一般晾晒2-3后再饲喂，量由少到多。
3.1.6 氨化青储秸秆品质鉴定
氨化良好的秸秆，颜色深黄，发亮无霉变，放氨后有糊香味或微酸味，质地松散，柔软，干燥；劣质的氨化秸秆呈灰黑色，气味刺鼻。
3.1.7 氨化用量计算
使用氨水浓度一般为20%，注氨量为秸秆干重的10-12%；使用尿素浓度一般为1-2%，尿素用量一般为秸秆干重的3-5%。
如果用于制作饲料，则氨水和尿素均可以；如果用于沼气工程，氨水注入量过大，工作量大，而且操作人员有一定的危险，因此尿素氨化会比较理想。
秸秆氨化一般使用尿素，使用量一般为秸秆干物质的3-5%，如果应用于阳新县沼气工程项目，根据设计，秸秆进料每天为25t，含水率为65%，尿素价格为1300元/t左右，则每天尿素投加成本为：25×35%×5%×1300=568.75元，每年尿素投加成本为568.75×365=207593.75元。
3.1.8 堆垛氨化法的优缺点
堆垛氨化法的优点是不需要建造基本设施，投资较少，适用于大量制作，管理简单，堆放、取用方便；缺点是塑料薄膜容易破损，使氨气逸出，影响氨化效果。
3.2 窖容器氨化法
氨化窖一般建在地下，开口设在窖顶，根据实际使用时间的长短，可分为永久窖和临时窖。永久窖根据需要设计窖的大小（方法与青储窖容量计算相同），窖四壁要用水泥墙砌好；临时窖容量比较小，一般的设计是长2m，宽1.6m，深度0.8m。
窖容器氨化法的选址、秸秆处理、检查、启用时间、秸秆品质鉴定与堆垛氨化法相同。
3.2.1 装填
在装填入窖前，在窖外平整的地方，需将秸秆与尿素溶液提前混合好。装填时，每30cm压实一次，装填完的秸秆高度要比地面高出0.5m，便于封口和光照。
3.2.2 封窖
如果是永久窖，封窖时只需 在窖顶覆盖一层塑料薄膜，然后沿塑料薄膜的边缘压上足够多的湿土，防止漏气即可；如果是临时窖，装填前需要用一块比较大的塑料布铺满整个窖，塑料布四边要伸出地面，其中伸出的一边要够长，能盖住窖顶为宜，封口时，将塑料布长边向内折，与与其他边叠合，然后沿窖的边缘封上一层一定厚度的湿土，防止漏气。
3.3 塑料袋氨化法
塑料袋氨化法是将与尿素混合好的秸秆装入无毒的聚乙烯塑料薄膜袋，装满秸秆后，用绳子系紧，放在向阳背风，距地面一米以上的棚架上，防止老鼠咬破塑料袋。
塑料袋氨化法简单、方便，一般用于个体农户青储少量的秸秆饲料；塑料袋一般只能使用2-3次，成本相对较高，而且塑料袋容易破损，需经常修补和更换。
3.4 秸秆氨化青储技术应用
案例：甘肃泾川县依托草食畜牧发展项目，在全县5个养牛区，31个养牛村，128个养牛社，5712养牛户，大力建设青贮氨化池，累计建成4.26万立方米青储氨化池，年消化青储饲料1.56万吨。
河北滦县雷庄镇新绿洲牧场目前建有2000吨青储池8个，10000吨青储池6个，每年收购近2.2万亩玉米秸秆，可制作76000余吨青储秸秆饲料。雷庄镇政府结合新绿洲养殖场奶牛规模大、饲料需求多的特点，借助企业就近大规模收购青储饲料。每年八月开始，新绿洲牧场就开始收购清楚秸秆，十月底完成秸秆收，开始进池进行秸秆氨化青储。雷庄镇大力推广玉米秸秆综合利用，鼓励村民将玉米连同秸秆一起出售给新绿洲养殖场，解决了秸秆焚烧带来的污染问题，提高了农民的收入，还满足了养殖场的饲料供给。
4 秸秆裹包青储技术
裹包青储是一种利用机械设备完成秸秆青储的方法。将秸秆收割后，用打捆机进行高密度压实、打捆，然后通过裹包机用拉伸膜包起来，创造一个厌氧的发酵环境，最终在拉伸膜内完成发酵过程。这种青储方式在欧洲、美国和日本广泛使用，我国也有少部分地区应用这项技术。
4.1 秸秆处理
剔除干枯、腐烂或霉变的秸秆，尽可能选择青绿的秸秆，在条件允许下，可选用整株秸秆青储，秸秆含水率一般控制在60-75%左右。
4.2 打捆
利用专业的打捆机将处理好的秸秆打成圆捆，一般打捆秸秆密度控制在0.7t/立方米左右，尺寸规格根据需求决定。
4.3 裹包
为了防止秸秆营养成分随水分流失，将打捆好的秸秆立即用裹包机裹包，根据实际生产要求，尽量降低生产成本，确定裹包层数。
4.4 堆放与管理
包裹好的秸秆可以在自然环境下堆放在平整的水泥地面上，一般经过30-45天的时间便可完成发酵，开包启用。
在堆放过程中，要定期检查秸秆裹包的完好度和密封性，防止薄膜破损、裹包漏气和雨水渗入等现象，以免裹包失败。
4.5 裹包秸秆品质鉴定
秸秆经过裹包发酵后闻起来有芳香味，酸味较为浓烈，颜色呈黄绿色，质地柔软湿润，开包后秸秆松散且保持原状。
4.6 秸秆裹包青储技术优缺点
由于裹包拉伸膜的密封性良好，能提高秸秆的发酵效率，相对于其他青储技术，秸秆发酵完成后品质更好；秸秆裹包霉变损失、营养流失等大大减少；由于压实密封性好，不收外在自然环境如季节、日晒、降雨等的影响，裹包秸秆的保存期很长，可露天堆放1-2年；由于裹包秸秆包装标准化、体积小，便于运输，可用于商业化。
裹包秸秆青储虽然有很多优点，但也存在许多不足：一是使用塑料薄膜进行包裹，包装很容易损坏；二是打捆时，每捆秸秆含水率参差不齐，裹包发酵后的秸秆品质不一。
4.7 秸秆裹包青储技术应用
1996年呼伦贝尔市与澳大利亚英特包装材料集团公司合资建立了草业开发有限公司，在国内率先引进了牧草裹包及其相关设备，在鄂温克旗推广牧草裹包青贮技术。2008年开始引进国产机械推广牧草裹包青贮技术。2013年鄂温克旗对旗内3000亩草地实施裹包青贮，共计生产裹包青贮牧草5000t。到2014年，鄂温克市种植优质苜蓿和牧草9万亩，裹包青储牧草达2万吨。
内蒙古通辽市开鲁县从2006年开始，一些养畜大户开始大面积种植青贮玉米，大量制作青贮饲料，以满足自身生产的需求。到2015年，青贮玉米秸秆饲料的种植和生产已实现机械化，每年制作的裹包青储饲料已达3万包左右。