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摘要 农村畜禽养殖量下降，畜禽粪便短缺，制约农村沼气发展，而利用农作物秸秆生产沼气是解决沼气发酵原料不足问题的有效途径之一。以水稻秸秆和猪粪为主要原料，开展秸秆沼气应用试验，结果表明，纯秸秆沼气发酵产气较慢；从原料配比情况综合考虑，适宜的原料配比应该是30%水稻秸秆 70%猪粪，其次是50%水稻秸秆 50%猪粪。
关键词 作物秸秆；沼气；应用；产气量
中图分类号 S141.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）07-0239-01
近年来，随着国家对农村户用沼气建设投资力度的逐年加大，沼气池的建设及使用成效喜人，不仅给农户带来廉价清洁的能源，也改善了农村的生态环境卫生。沼气的发酵原料是人和畜禽粪便，但现今随着农村畜禽养殖量的逐渐减少，畜禽粪便严重短缺，极大地制约了农村沼气的发展。挖掘开发新的沼气发酵原料，拓宽原料来源，是农村沼气可持续发展的助推器。利用农作物秸秆厌氧生产沼气是当今有效解决沼气发酵原料不足问题的途径之一[1-3]。
安康市汉滨区国土面积3 673.3 km2，耕地面积5.26万hm2，占总面积的14.32%，其中水田面积占农耕地面积的23.78%。年播种面积约7.33万hm2，作物秸秆资源非常丰富，作物秸秆资源主要用途为直接还田、农户自留作燃料和畜禽饲料。根据2011年主要农作物种植面积及产量计算，各种作物秸秆理论资源量为229 394 t，可收集资源量为200 529 t，可利用资源量为151 902 t，其中作为燃料使用的仅有26 257 t，占可利用资源量的17%，其余基本被用作还田和焚烧。通过计算，全区主要农作物平均播种面积可利用秸秆资源为3.63 t/hm2，人均秸秆资源量为203.35 kg。农作物秸秆利用率极低，浪费严重。因此，开展水稻秸秆沼气应用试验，以期缓解沼气发酵原料不足问题，拓宽沼气原料来源。
1 材料与方法
1.1 试验概况
在借鉴全国户用秸秆沼气示范推广经验和技术的基础上，结合汉滨区实际，以水稻秸秆和猪粪为主要原料，选择2004年建设的不漏水、不漏气沼气池进行试验。
1.2 试验设计
试验设置5个处理，分别为：100%猪粪，100%水稻秸秆，70%水稻秸秆 30%猪粪，50%水稻秸秆 50%猪粪，30%水稻秸秆 70%猪粪。每个处理重复3次，共设置15个沼气池。
1.3 试验方法
1.3.1 秸秆选择与收集。农作物秸秆通常由木质素、半纤维素、蜡质、纤维素及果胶等化合物组成，其产气特点是分解速度慢、产气周期长。一般在进池使用前要先进行预处理[4-5]，以提高产期效益。选用自然条件下保存、刚收割和风干的未腐烂变黑的水稻秸秆。秸秆收集后，应及时堆存，并保持通风，以防霉变。同时避免受到农药、消毒液等化学物质污染。
1.3.2 秸秆短铡与拌制。用铡草机（粉碎机）将水稻秸秆铡成3～6 cm。将铡好的秸秆加水（比例1∶1）进行润湿，操作时边加水边翻料，润湿要均匀。然后用塑料布覆盖处理24 h，以利秸秆充分吸水。以8 m3沼气池为例，使用秸秆400 kg需要加入菌剂（绿秸灵）1 kg、碳铵5 kg，分层均匀撒到已润湿的秸秆上。边翻、边撒、边补充水分，将秸秆、菌剂和碳铵进行拌和，一般需要翻2次，使之混合均匀。补充水量320～400 kg，达到地面无积水，保证秸秆含水率在65%～70%，用手捏紧原料，有少量的水滴下即可。
1.3.3 堆料。将拌匀的秸秆收堆，堆宽1.0～1.5 m，夏季宜矮，冬季宜高。用塑料布覆盖，防止水分蒸发和下雨淋湿。塑料布在草堆边上要留上空隙，堆沤时间为3～6 d以上。冬季应在料堆上加盖草帘进行保温。
1.3.4 混料入池。当堆垛里能看到1层白色菌丝，秸秆变软呈黑褐色时，将堆沤好的水稻秸秆趁热装入尼龙塑料网袋，直接从沼气池的天窗口添入，并加入碳酸氢铵10 kg和产气正常的沼液。随后补水封池，补温水至零压水位线处。同时，在池内料堆上用长竹竿打孔若干，保证出气顺畅，最后选择无杂质和砂石的黄黏土摔打、揉熟后封池。
1.3.5 点火。产气后先放气2～3 d，杂气排完后开始点火。
2 结果与分析
根據试验设计，对各处理沼气池的产气情况进行统计分析（表1）。从试验情况看，纯秸秆沼气发酵产气较慢；从原料配比情况综合考虑，适宜的原料配比应该是30%水稻秸秆 70%猪粪，其次是50%水稻秸秆 50%猪粪。
3 结论与讨论
试验结果表明，秸秆沼气发酵可以从根本上解决沼气发酵原料不足问题，即使不养牲畜也可以建沼气池，从而拓宽了沼气发酵原料的来源，也从源头上解决了秸秆焚烧而造成的环境污染问题[6]。但目前农村普遍劳力缺乏，秸秆收集存在困难。此外，秸秆发酵产沼气生产成本较高，且需要专门机具，操作程序复杂，从收集、粉碎、堆沤、发酵及入池，需要时间长，且需要一定的人工费用。按1口8 m3的沼气池需秸秆500 kg计算，加上沼液接种物，每口沼气池进料成本为600～700元，能提供4～5个月使用，平均每个月需150元左右，成本较高。从试验结果看，纯秸秆处理从产气时间、日产气量来看，效果均不及其他原料配比的处理，而且秸秆沼气发酵技术需要有专业技术人员，不适宜一家一户操作。
4 参考文献
[1] 许新清.秸秆沼气发酵技术的实践与思考[J].农业工程技术：新能源产业，2010（7）：7-8.
（下转第243页）
[2] 刘博.新能源秸秆资源利用十大关键技术推广手册[M].北京：中国农业科技出版社，2011.
[3] 李洪典，张海洋，赵云.关于驻马店市发展秸秆沼气的思考[J].现代农业科技，2008（23）：228-229.
[4] 朱军平，黄振侠，邹昌谆，等.秸秆（稻草）生物气化技术研究与应用[J].江西农业学报，2007（11）：103-105，108.
[5] 高淑珍.发展农村沼气 促进生态平衡 [J].内蒙古农业科技，2008（2）：106-107.
[6] 马林，张爱中，孙笑梅，等.河南省堆沤肥积制与质量调查[J].河南农业科学，1995（11）：27-29.
关键词 作物秸秆；沼气；应用；产气量
中图分类号 S141.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）07-0239-01
近年来，随着国家对农村户用沼气建设投资力度的逐年加大，沼气池的建设及使用成效喜人，不仅给农户带来廉价清洁的能源，也改善了农村的生态环境卫生。沼气的发酵原料是人和畜禽粪便，但现今随着农村畜禽养殖量的逐渐减少，畜禽粪便严重短缺，极大地制约了农村沼气的发展。挖掘开发新的沼气发酵原料，拓宽原料来源，是农村沼气可持续发展的助推器。利用农作物秸秆厌氧生产沼气是当今有效解决沼气发酵原料不足问题的途径之一[1-3]。
安康市汉滨区国土面积3 673.3 km2，耕地面积5.26万hm2，占总面积的14.32%，其中水田面积占农耕地面积的23.78%。年播种面积约7.33万hm2，作物秸秆资源非常丰富，作物秸秆资源主要用途为直接还田、农户自留作燃料和畜禽饲料。根据2011年主要农作物种植面积及产量计算，各种作物秸秆理论资源量为229 394 t，可收集资源量为200 529 t，可利用资源量为151 902 t，其中作为燃料使用的仅有26 257 t，占可利用资源量的17%，其余基本被用作还田和焚烧。通过计算，全区主要农作物平均播种面积可利用秸秆资源为3.63 t/hm2，人均秸秆资源量为203.35 kg。农作物秸秆利用率极低，浪费严重。因此，开展水稻秸秆沼气应用试验，以期缓解沼气发酵原料不足问题，拓宽沼气原料来源。
1 材料与方法
1.1 试验概况
在借鉴全国户用秸秆沼气示范推广经验和技术的基础上，结合汉滨区实际，以水稻秸秆和猪粪为主要原料，选择2004年建设的不漏水、不漏气沼气池进行试验。
1.2 试验设计
试验设置5个处理，分别为：100%猪粪，100%水稻秸秆，70%水稻秸秆 30%猪粪，50%水稻秸秆 50%猪粪，30%水稻秸秆 70%猪粪。每个处理重复3次，共设置15个沼气池。
1.3 试验方法
1.3.1 秸秆选择与收集。农作物秸秆通常由木质素、半纤维素、蜡质、纤维素及果胶等化合物组成，其产气特点是分解速度慢、产气周期长。一般在进池使用前要先进行预处理[4-5]，以提高产期效益。选用自然条件下保存、刚收割和风干的未腐烂变黑的水稻秸秆。秸秆收集后，应及时堆存，并保持通风，以防霉变。同时避免受到农药、消毒液等化学物质污染。
1.3.2 秸秆短铡与拌制。用铡草机（粉碎机）将水稻秸秆铡成3～6 cm。将铡好的秸秆加水（比例1∶1）进行润湿，操作时边加水边翻料，润湿要均匀。然后用塑料布覆盖处理24 h，以利秸秆充分吸水。以8 m3沼气池为例，使用秸秆400 kg需要加入菌剂（绿秸灵）1 kg、碳铵5 kg，分层均匀撒到已润湿的秸秆上。边翻、边撒、边补充水分，将秸秆、菌剂和碳铵进行拌和，一般需要翻2次，使之混合均匀。补充水量320～400 kg，达到地面无积水，保证秸秆含水率在65%～70%，用手捏紧原料，有少量的水滴下即可。
1.3.3 堆料。将拌匀的秸秆收堆，堆宽1.0～1.5 m，夏季宜矮，冬季宜高。用塑料布覆盖，防止水分蒸发和下雨淋湿。塑料布在草堆边上要留上空隙，堆沤时间为3～6 d以上。冬季应在料堆上加盖草帘进行保温。
1.3.4 混料入池。当堆垛里能看到1层白色菌丝，秸秆变软呈黑褐色时，将堆沤好的水稻秸秆趁热装入尼龙塑料网袋，直接从沼气池的天窗口添入，并加入碳酸氢铵10 kg和产气正常的沼液。随后补水封池，补温水至零压水位线处。同时，在池内料堆上用长竹竿打孔若干，保证出气顺畅，最后选择无杂质和砂石的黄黏土摔打、揉熟后封池。
1.3.5 点火。产气后先放气2～3 d，杂气排完后开始点火。
2 结果与分析
根據试验设计，对各处理沼气池的产气情况进行统计分析（表1）。从试验情况看，纯秸秆沼气发酵产气较慢；从原料配比情况综合考虑，适宜的原料配比应该是30%水稻秸秆 70%猪粪，其次是50%水稻秸秆 50%猪粪。
3 结论与讨论
试验结果表明，秸秆沼气发酵可以从根本上解决沼气发酵原料不足问题，即使不养牲畜也可以建沼气池，从而拓宽了沼气发酵原料的来源，也从源头上解决了秸秆焚烧而造成的环境污染问题[6]。但目前农村普遍劳力缺乏，秸秆收集存在困难。此外，秸秆发酵产沼气生产成本较高，且需要专门机具，操作程序复杂，从收集、粉碎、堆沤、发酵及入池，需要时间长，且需要一定的人工费用。按1口8 m3的沼气池需秸秆500 kg计算，加上沼液接种物，每口沼气池进料成本为600～700元，能提供4～5个月使用，平均每个月需150元左右，成本较高。从试验结果看，纯秸秆处理从产气时间、日产气量来看，效果均不及其他原料配比的处理，而且秸秆沼气发酵技术需要有专业技术人员，不适宜一家一户操作。
4 参考文献
[1] 许新清.秸秆沼气发酵技术的实践与思考[J].农业工程技术：新能源产业，2010（7）：7-8.
（下转第243页）
[2] 刘博.新能源秸秆资源利用十大关键技术推广手册[M].北京：中国农业科技出版社，2011.
[3] 李洪典，张海洋，赵云.关于驻马店市发展秸秆沼气的思考[J].现代农业科技，2008（23）：228-229.
[4] 朱军平，黄振侠，邹昌谆，等.秸秆（稻草）生物气化技术研究与应用[J].江西农业学报，2007（11）：103-105，108.
[5] 高淑珍.发展农村沼气 促进生态平衡 [J].内蒙古农业科技，2008（2）：106-107.
[6] 马林，张爱中，孙笑梅，等.河南省堆沤肥积制与质量调查[J].河南农业科学，1995（11）：27-29.