秸秆生物反应堆应用原理及现状
秸秆反应堆技术的原理及应用
秸秆反应堆技术的原理及应用1. 引言秸秆是农业生产中产生的一种废弃物，存在大量秸秆会导致环境污染和资源浪费。
秸秆反应堆技术是一种利用秸秆作为燃料的新型能源技术，它能够有效解决秸秆处理和能源利用的问题。
本文将介绍秸秆反应堆技术的原理和应用。
2. 秸秆反应堆技术的原理秸秆反应堆技术是建立在生物质热解技术基础上的。
其原理主要包括以下几个方面：2.1 生物质热解生物质热解是指将秸秆等生物质材料在高温条件下分解为可再生能源的过程。
在反应堆中，秸秆在高温下遭遇热解过程，产生可燃气体和残留物。
可燃气体可以作为燃料，而残留物可以进一步加工用于其他用途。
2.2 反应堆设计秸秆反应堆技术的核心是反应堆的设计。
反应堆通常由加热系统、进料系统、反应系统、产物分离系统和废弃物处理系统等组成。
反应堆内部需要控制温度、气氛和反应速率等因素，以实现最佳的反应效果。
2.3 温度控制温度是秸秆热解反应的重要参数。
过高或过低的温度都会影响反应过程和产物的品质。
因此，在反应堆中需要对温度进行精确控制，以确保反应的高效进行。
2.4 气氛控制热解过程中，气氛对反应结果有着重要影响。
适当控制气氛可以提高产物的品质和收率。
常见的气氛有惰性气氛和氧化气氛等，不同的气氛条件对应不同的反应结果。
2.5 反应速率反应速率是秸秆热解反应的关键参数之一。
通过控制反应速率可以实现产物的高质量和高效率。
因此，在设计反应堆时需要考虑反应速率的控制手段，如加入催化剂等。
3. 秸秆反应堆技术的应用秸秆反应堆技术具有广泛的应用前景，在农业、能源和环境等领域都有重要的应用价值。
以下是几个主要的应用方向：3.1 农业废弃物处理农业废弃物主要包括秸秆和农作物残余物等。
利用秸秆反应堆技术可以将这些农业废弃物转化为可再生能源，减少废弃物对环境的污染，同时还可以获得经济效益。
3.2 能源产生秸秆反应堆技术可以将秸秆转化为燃气，用于供热、发电等能源产生过程。
这种方式可以替代传统的能源源，减少对石油和煤炭等非可再生能源的依赖，同时也有助于减少温室气体的排放。
内置式秸秆生物反应堆标准化应用技术
内置式秸秆生物反应堆标准化应用技术秸秆生物反应堆技术是一种低投入、高产出的优质无公害蔬菜生产新技术，其作用原理是：将秸秆在微生物菌种、催化剂、净化剂的作用下定向转化成植物生长所需的二氧化碳、热量、抗病孢子、酶、有机养料和无机养料，进而实现作物高产、优质和无公害。
其技术特点是：以秸秆替代化肥，植物疫苗替代农药，有机栽培技术表现成本低、容易操作、资源丰富、投入产出比大，环保效益显著。
秸秆生物反应堆分为：内置式、外置式、内外结合式三种。
内置式反应堆又分为：行下内置式、行间内置式、穴中内置式和追施内置式四种。
一、内置式秸秆生物反应堆各种物料的标准量1.秸秆用量及辅料行下内置式和行内内置式：每亩一次用秸秆粉3000kg～4000kg，麦麸120kg～160kg，饼肥150kg。
穴中内置式：每亩一次用秸秆粉400kg～500kg，麦麸80kg～100kg，饼肥60kg～75kg。
追施内置式：每亩一次用秸秆粉800kg～1000kg，麦麸80kg～100kg，饼肥120kg～150kg。
2.菌种用量行下内置式和行内内置式：每亩一次用量6kg—8kg。
穴中内置式：每亩一次用量4kg—5kg。
追施内置式：每亩一次用量4kg—5kg。
3.草食动物（牛、马、羊等）粪便用量只有行下和行间内置式应用，每亩一般用量3立方～4立方。
4.注意事项种植蔬菜、水果和豆科植物必须杜绝使用鸡、猪、人、鸭等非草食动物粪便，化肥作底肥。
二、内置式秸秆生物反应堆的做法1.冬暖式温室蔬菜行下内置在定植或播种前，在种植行下开挖一条宽60—80cm，深15—20cm，长度与行长相等的沟，在沟内铺放秸秆（玉米秸、麦秸等），铺放厚度为25—30cm，铺放办法：一般底部放整齐秸秆（如玉米秸、高粱秸、棉柴等），上部铺放碎软秸秆（如麦秸、稻草、杂草、树叶、食用菌下脚料等），并使秸秆连沟的两头露出10cm长，以便覆土浇水进入氧气。
如果没有碎秸秆也可全用整秸秆。
河北省蔬菜秸秆生物反应堆技术应用现状及效果分析
维普资讯
河北 农 业 科 学 ，２ ０ ０ ８，１ （ ：４ ４ ２ ２） １— ２ Ｊｕ ｌ ｏ ｅｅ Ａ ｃｌ ｒｌ ｃｅｃｓ ｏｍａ ｆＨ ｂ ｉ ｕｔ ａ Ｓ ｉ ｅ ｕ ｎ
责任 编 辑
杜 晓东
河 北 省 蔬 菜 秸 秆 生 物 反 应 堆 技 术 应 用 现 状及 效 果 分 析
要是提高地温 ，改善土壤环境 ，提高作 物的光合效率 和 抗病能力 ，避免 因作 物秸 秆焚 烧而 造成 的环境 污染 等 。 蔬菜棚室应用秸秆生物反应堆技术 ，可 以解决设施 蔬菜
显示 ，在番茄 、樱桃番 茄 、西葫芦和黄瓜棚 室蔬菜生 产 上 ，采用 内置式 反应 堆技术 ，可提早 蔬菜上市 ２～１ 、 ５ ｄ 提高地温 ２～ ５ｃ Ｃ，蔬 菜增产率达 ２ ％ ～ ０ 。 ０ ４％
的 ８个 县 对 试 验 示 范 情 况 进 行 汇 总 分 析 （ １ 。 结 果 表 ）
１ 秸秆生物反应堆技术原理及应用形式
１１ 技 术 原 理 ．
秸秆生物反应堆技术是利用各种作 物秸秆 ，在 特定 微生物菌 群 的 作 用 下 ，定 向 产 生 作 物 生 产 所 需 要 的
Ｃ， Ｏ 、热量 、抗病孢子 以及有 机和 无机肥 料 。其 作用 主
发展 的基础 ，面积超 过 ５ ０万 ｈ ｍ ，产 量 约 占蔬 菜总 产 量 的 ２３ ／ 。设 施蔬菜无公 害生产 和连作 障碍是 困扰河 北
省蔬菜产业 发 展 的难题 。为解 决 此项 难 题 ，２０ ０ ５年 河 北省引进了秸 秆 生物 反 应堆 技术 ，２ ０ ０ ６年 在 全省 多 个 县 （ ）进行 了试 验示范 ，取得了较好效果 。 市
温室秸秆生物反应堆技术的研究及利用
如何销都交给企业去做，这样才附合市场经济规律。 政府从具体的枝节上脱离出来，在监管、监督、安检、 准入等方面把 好关，创造 良好 的服务环境 。
４ ． ３ 健 全 追溯 制度
等职能部门在以后的工作中要完善设施农业用地审
批备 案制度 ，制 定相应 的蔬菜 设施建 造标 准 。
４ ． ２ 加强技术装备 由于近几年设施农业的快速发展，特别是设施 蔬菜占到蔬菜总面积的 ３ ０ ％甚至更多。一方面，农
． ．
展示范村、示范户、专业合作社科技大培训，培养一
４ ９． ．
文献 综述
Ｖ ｅ ｇ ｅ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｓ ２ ０ １ ３ ． ２
需 催化剂 、净 化剂 研制 ，反应堆结 构 配套 设施 的逐 步 简化和 降 低成 本 ，实现 了通 过微 生物 转 化秸 秆产 生 ＣＯ ， 、 热量 、抗 病孢 子与 农作物 生长 发育、光合 作用需 求构 成 良性 互补循 环 利用 ，形成一个 完 整的 秸秆 创新 利 用技术 体系。作 物 秸秆生物 反应堆 技术 是 利 用 有 益微 生物 分 解 作 物 秸 秆 （ 玉 米 秸 、麦 穰、 稻草等 ）的一项 新 技 术。张 世 明研 究 员从 上 万种菌
（ ２ ）建立田间生产档案标准化管理模式，全面推行档
案农业管理制度。（ ３ ）推广良好农业规范，全面实施
标准化生产ｏ（ ４ ）加大产地产品监测力度，建立合格 产品准出 制度。（ ５ ）设计产品包装追溯标识方案 ， 推 动实施产品标识制度。（ ６ ）构建蔬菜质量安全可追溯 信皂 、 馨理平台，完善产品身份识别手段。圃
年来—直坚持进行秸秆创新利用研究，从秸秆通过 生物发酵转化为 Ｃ Ｏ ，供给作物光合作用需要着手， 展 开 一系 列相 关研 究 ，现 已从 秸秆 配 方处 理 、病虫 害生防疫苗简化和菌种筛选培养，降解氧化秸秆所
秸秆生物反应堆技术与应用
秸秆生物反应堆技术与应用商洛市农业科学研究所李建设秸秆生物反应堆技术，是由山东秸秆生物工程技术研究中心张世明研究员历时20年研发的一项全新概念的农业增产、增质，增效的有机裁培理沦和技术。
它的研究成功从根本上摆脱了农业生产依赖化肥的局面。
技术的核心是利用徵生物菌种将秸秆转化为农作物生长需要的营养、热景和有机物瘐，达到改善土壌，增强肥力，促进农作物高产优质生长的目的。
该技术以秸秆替代化肥，以植物疫苗代替农药，密切结合农村实际，促进秸秆资源循环增值利用和多种生产要素有效转化，使生态改良、环境保护与农作物高产、优质、无公害生产相结合，为农业增效、农民增收、食品安全和农业可持续发展，提供了科学技术支撑，开辟了新的途径。
秸秆生物反应堆技术自2001年9月在山东、河北等14个省156 个县（市、区)示范推广以来，取得了明显的经济、生态和社会效益。
山东省农业厅，科技厅把秸秆生物反应堆技术作为2006 ~ 2008年度农业主推技术，2009年省财政厅作为财政重点支持农业技术推广项目，向广大农民重点推广。
自2001年至今，全省已将该技术累计推广应用到11万个蔬菜大棚、3万多亩果园和茶园，基本涵盖了番茄、黄瓜、甜椒、西葫芦，莲藕等蔬菜品种，萆莓，桃，杏、樱桃等杲品。
中央电视台、山东省电视合、大众曰报等媒体给予大力宣传报遒，国家广电总局摄制专题科技片播放，以加快该技术推广进程。
2006年，民革中央在全国政协十届四次会议上提交了《关于加快推广秸秆生物反应堆技术的建议》的提案，回良玉副总理给予批示。
同年4月24 - 27曰，民革中央在山东省淄博市召开秸秆生物反应堆技术推广现场会6全国政协、中央统战部、国家农业部、科技部、国家环保总局、囯务院扶贫办、中科院等21个部门的领导和专家到会，通过对比察看临淄区皇城镇郑辛村应用和未应用秸杆生物反应堆技术的蔬菜长势，详细询问秸杆生物反应堆技术的应用成本、使用难易度、效杲后一致认为，应用“秸秆生物反应堆技术”，不仅可减少农作物秸秆焚烧，而且能实现农业生产要素的有效转化，使农业资源多层次再利用，农业生态进入良性循环；同时该技术简便易行，成本低廉，费效比突出，具有很高的推广价值。
秸秆生物反应堆技术原理
秸秆生物反应堆技术应用秸秆生物反应堆技术--是生产有机食品和无公害瓜果蔬菜的重要途径。
秸秆生物反应堆技术，是利用植物秸秆做原料，加入特制的菌种发酵剂，使秸秆快速分解释放出大量CO2 、热量、抗病源微生物孢子。
植物生长需要利用光合作用，光合作用是植物、藻类利用叶绿素和某些细菌利用其细胞本身，在可见光的照射下，将二氧化碳和水（细菌为硫化氢和水）转化为有机物，并释放出氧气（细菌释放氢气）的生化过程。
从而使农作物，特别是大棚瓜果菜大幅度提高产量、改善品质，并显著提高经济效益。
据统计：大棚应用秸秆生物反应堆技术，每亩可降低成本50%。
瓜果菜平均每亩增产30%以上，增收40%以上，效益相当可观。
一、传统大棚存在的问题1、二氧化碳严重缺少；2、冬天大棚地温低；3、病虫害越来越多；4、土壤板结盐渍化现象严重。
二、应用秸秆生物反应堆的大棚，作用主要表现在：1、释放大量二氧化碳正常情况下，应用秸秆生物反应堆的大棚，CO2的浓度低的在900ppm，高的可达1900ppm，CO2浓度比普通大棚提高4-6倍。
CO2浓度提高了，在同样光照强度的情况下，光合效率就会提高，也就必然会使大棚瓜果菜的产量提高。
2、放出大量的热秸秆在分解过程中除释放CO2外，一千克秸秆还放出3037千卡的热量，特别是应用内置式反应堆形式，20厘米地温能提高4-6℃左右。
3、生物防治病虫害秸秆生物反应堆所用的专用菌种中含有多种有益微生物，它们在分解秸秆的同时，能繁殖产生大量抗病微生物及其孢子，这些微生物及其孢子分布在土壤中、叶片上，它们有的能抑制病菌生长，有的能杀灭病菌，防治效果在60%以上，采用了这项技术，有的棚能达到基本不打农药。
就可以生产无污染绿色的有机蔬菜。
4、有机改良土壤作用秸秆分解剩下一些残渣，含有大量的有机质，这些有机质留在大棚的土壤中，会使土壤变得肥沃而且松软，为根系生长创造了优良的环境。
同时，里面还含有大量抗病微生物和矿质营养，这些矿质营养又是植物生长所必需的，而且比例配得很好，因此极大的改善了土壤的营养状况。
应用秸秆生物反应堆技术示范效果分析
是 利 用秸 秆替 代大 部 分化肥 、 用植 物 疫苗 替代 大部 分农 药 ．
减 少投 入 、 高产量 、 加农 民收 入 的一项新 技术 。 提 增
３２ 技 术 措 施 ．
产、 增收 的一项 有 力的技 术保 证 。 项技 术 可以 充分 利 用秸 该 秆 资源 ， 在微 生物 品种 催 化剂 和净 化剂 的作 用 下 ， 将秸 秆 定
１５ ０ ｇｈ 草 粉 。 独 用水拌 草 粉 ， 到 用手 一攥 ， ０ ｋ ／ ｍ２ 单 拌 手指 缝 滴 水 为 度 ； 后 再 与 拌 好 的植 物 疫 苗 拌 匀成 堆 ， 度 达 到 然 温
５ ℃时翻 堆 ， ５ 一般 翻堆 ２次 ； 后平摊 于 背阴处 ， 度 ｌｃ 然 高 Ｏｍ．
向 、 速 转化 为 作物 生长 所 需要 的 二 氧化 碳 、 快 热量 、 病 原 抗 微 生物 和 有机 、 无机 养料 ， 大幅 度 提 高瓜 果 类 蔬 菜产 量 ， 并
３２１ 菌种 和 植 物疫 苗处 理 。 种 可 现拌 现 用 ， ．． 菌 用量 １０ ２￣ １ ０ ｇ ｈ 。 法 是 ｌｇ菌种 对 ２ ｋ ５ｋ ／ ｍ２方 ｋ ０ ｇ麦 麸 ， １ ｋ 水 ， 加 ８ｇ 先把
３ 技 术 原 理 与 措 施 ３１ 技 术 原 理 ．
２ 世纪， １ 随着城 乡居民 生活 质量 的提高 ， 场 需求 的 多 市 元化、 品牌 化趋 势 曰益 显露 ， 全 营养 型 、 安 安全 保 健型 、 安全 健 美 型 的农 产 品消 费群 体 逐 步形 成 。 广 无公 害 化 生产 技 推 术 ， 照 高产 、 质 、 按 优 高效 、 生态 、 安全 的要 求组 织 生产 ， 为 成 农 业部 门 的 主要 任 务 。 秆 生 物 反应 堆 技 术就 是 绿 色 无公 秸 害 生 产技 术 的一 种 创 新 ， 实 现 农 产 品 安 全 上 市 ， 民 增 是 农
秸秆生物反应堆技术
秸秆生物反应堆技术技术概述：秸秆反应堆就是在大棚内利用秸秆，通过微生物分解定向产生CO2，增加棚内CO2浓度，提高棚内温度，提高作物产量。
反应堆作物增产原理与作用：秸秆在添加畜禽粪便和微生物菌剂的作用下，分解成二氧化碳，增加大棚中二氧化碳浓度，一般可使作物群体内CO2浓度提高4—6倍，作物产量随着二氧化碳吸收量的增加而增加。
秸秆反应堆还提高大棚温度。
在严寒冬天里大棚内20厘米地温增加4～6℃，气温2～3℃。
秸秆反应堆具有明显的改良土壤功效。
秸秆在转化过程中能调节土壤微生物区系，对土传病虫害产生一定的抑制和致死作用。
增产增效情况：和常规技术相比，秸秆生物堆技术每亩节本增效6000-7000元。
通过二年多的试验示范，表明该项技术在江苏应用有五大优势，一是产品提早上市，二是提高产品品质，三是增加产量，四是提高产值和效益，五是有一定的改良土壤和预防菜地连作障碍的作用。
技术要点：1、核心技术：①棚内开沟、铺放秸秆、加畜禽粪便调节C/N、撒接菌种、覆土、浇水、盖膜、打孔、定植等程序。
②大棚内两头搭建秸秆反应堆技术、秸秆反应堆CO2产生调控技术2、配套技术：①物理控害技术。
在棚内设置黄板和蓝板。
在设施出入口，或者在设施四周通风口，铺设防虫网。
②病虫害安全高效防治技术。
③秸秆反应堆生产抗土传病害生物有机肥技术。
适宜区域：全省皆宜，苏中、苏北，尤其是苏北温室大棚最值得推广。
2011年推广基础：近年来，我省的新沂、阜宁、江宁、常州等地已经从山东引进了该技术，通过试验示范，受到了农民群众的广泛欢迎。
2011年推广面积近千亩。
2012年预期目标：在设施蔬菜大棚内推广该技术1万亩。
重点推广区域：新沂、睢宁、铜山、宿豫、阜宁、江宁、常州等地。
注意事项：首先要严格按照操作要求，在接种时微生物菌剂要撒均匀，要适时打孔。
要和秸秆收储运结合起来、和有机农业结合起来。
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秸秆生物反应堆应用原理及现状
一、秸秆生物反应堆研究的依据和原理
所渭秸秆生物反应堆技术，就是采用生物技术，将秸秆转化为作物所需要的二氧化碳、热量、生防效应、矿质元素、有机质等，进而获得高产、优质、无公害的农产品。
该项技术的实施，可加快农业生产要素的有效转化，使农业资源多层次充分再利用，农业生态进入良性循环。
秸秆反应堆的技术原理是：植物光合吸收二氧化碳和水形成的秸秆，通过加入微生物菌种、催化剂和净化剂，在通氧的条件下定向重新产生二氧化碳、水、热和矿质元素，在这个过程中又产生出大量的抗病虫的菌孢子，再通过一定的工艺设施，提供给作物，使作物更好地生长发育。
这样植物光合合成有机物，微生物氧化分解有机物，二者在物质转化，重复再利用的过程中构成了一个良性循环的生物圈。
这就是秸秆生物反应堆的依据和原理。
二、秸秆生物反应堆技术效能与作物生长表现
（一）技术效能，生物反应堆对作物生长产生四大效应：
1.二氧化碳效应可使浓度提高4～8倍，光合效率提高50%以上，水分利用率提高127%以上，肥料利用率提高60%以上。
2.热量效应可使晚秋、冬季、早春20厘米地温增加4～6℃，气温增加2～3℃。
3.生物防治效应可减少发病率80%～96%。
4.有机改良土壤效应可使土壤有机质提高10倍以上，根条数增加136%，根系鲜度增加1.25倍。
在以上四大效应的影响下，农产品上市期提前15～20天，收获期延长30～45天，综合投资成本下降60%，增效65%以上。
结果证明，该技术是一项兼具经济效益、生态效益、社会效益的创新技术。
（二）作物生长表现，在反应堆产生的高浓度二氧化碳条件下，农作物在生理生态、形态结构及化学组成等方面发生了一系列的显著变化：根茎比增大，日增长量加快，生育期提前，主茎变粗，节间缩短，叶片面积增大，叶片变厚，叶色加深，开花结果增加，千粒重显著增高，果实明显增大，个体差异缩小，整齐度提高，果皮着色加深，含糖量升高，口感变甜，抗病虫害能力增强。
若用于花卉，可使花卉的花朵增大，花期延长，花色更鲜艳，观赏价值更高。
三、秸秆生物反应堆应用的基本结论
（一）提高农业综合效益，显著增加农民收入。
生物反应堆技术进入大田生产示范已2年，累积在7000个大棚、67公顷果园上推广应用。
实践表明：使用该技术，每1/15公顷（1亩）平均增产50%以上，成倍增产的典型也很多。
东阿县姚寨镇刘海洋村刘培明60米长的黄瓜大棚应用此技术收入18400元，增产106%，增收9000元；该县铜城镇大周村的周广新70米长大棚黄瓜应用此技术收入21000元，增产145%，增收12000元；济阳县曲堤镇阎家村周强60米长大棚油桃应用此技术收入16000元，增产135%，增收9000元；泰安市岱岳区良庄镇延北村左建宝拱棚土豆应用此技术增产126%；枣庄市峄城区榴园镇北刘庄孙丛银的石榴园应用此技术比对照增产215%；商河县杨庄铺乡前王村王家军甜椒大棚应用此技术，收入14000元，增产50%以上，增收6000元。
多点应用效果显示，该项技术的投入产出比可达1：14～16。
（二）降低生产成本，提高农产品的质量。
应用该技术后，二氧化碳供应充足，气温、地温提高，有益微生物大量繁殖，生成的抗病孢子和秸秆腐熟后产生大量的有机、无机养分，使作物生长健壮，抗病能力增强。
各地应用情况表明，一般情况下町节省化肥50%以上，节省农药70%左右，每个大棚可减少投入300元以上。
化肥、农药使用量减少，可显著提高果菜
品质，果菜外观和口味都有明显改善。
（三）开辟了农作物秸秆利用的新途径，生态效益显著。
山东省年产秸秆9000万吨左右，全国年产秸秆35亿吨。
大量剩余秸秆被废弃、焚烧，得不到合理利用。
若采用生物反应堆技术，每1/15公顷果菜可消化秸秆约5000千克，提高秸秆的利用率，产生良好的经济效益，同时能够有效解决焚烧秸秆造成的环境污染、火灾、威胁高速公路行车和飞机起降等问题。
（四）操作简单，投资小，秸秆转化量大，易于推广。
应用此技术，只需挖条沟、铺秸秆、撒菌种、浇上水、盖上膜就可以了，每1/15公顷大棚投资450元，大田投资200元，由于技术简单，投入低，效果好，不仅能消化闲置的秸秆资源，改善由于滥用化肥、农药造成的生态恶化、农产品有有害物质超标问题，而且能够促进农业增效，农民增收，深受农民欢迎。
该技术大面积应用后，已引起有关领导和新闻媒体的高度关注。
《人民日报》、新华社通讯》、《经济日报》、中央电视台等中央和地方媒体都进行了报道。
该项目曾获第二届全国大学生“挑战杯”竞赛金奖；2002年3月12日由《中国青年报》、山东电视台和《理财周刊》等单位联合举办的全国400多项高新技术项目评选中，获“恒源祥10万元创业奖”；山东省委组织部电教中心2002年拍摄的秸秆生物反应堆技术专题片又获第八届《全国优秀科技音像制品奖》技术推广类一等奖；国家广电总局拨出专款将此项技术摄制成科教电影片将在全国发行。