第2节
各种秸秆的理化特性

1-2-1　小麦秸秆的形态特性是什么？

答 ：小麦为一年生或二年生草本，秸秆直立，株高60～110cm。成熟后的小麦秸秆主要包括麦穗、茎秆以及叶片三部分，形态如图1-4所示。

1—麦穗；2—茎秆；3—叶

小麦茎呈圆筒形，由节和节间组成。节坚硬充实，多数品种节间中空，但也有实心的。茎的基部节间短而坚韧，向上逐节加长，穗下节间最长，为茎秆总长度的1/3～1/2。茎秆粗度，通常第一节间较细，第二节、第三节间加粗，穗下节间又较细。

小麦叶片有不完全叶和完全叶（真叶）两种。不完全叶只有叶鞘（包括胚芽鞘和分蘖鞘）；完全叶由叶片、叶鞘、叶耳、叶舌组成。

1-2-2　小麦秸秆的物理特性是什么？

答 ：小麦秸秆的物理特性主要包括株高、节长、直径、拉伸强度、抗弯强度、韧性等。节长为38.8～174.3mm，株高600～1100mm，直径3.0～3.5mm。小麦秸秆的拉伸和弯曲性能试验结果表明，小麦茎弹性模量值在2.371～2.604GPa，叶鞘的弹性模量值在1.246～1.391GPa。带叶鞘小麦茎的抗弯刚度在0.0067～0.0104N·m ² ，拉伸强度21.2～31.2MPa，抗弯强度4.76～6.58GPa，剪切强度4.91～7.26MPa，韧性120～135N。

1-2-3　水稻秸秆的形态特性是什么？

答 ：水稻是半水生一年生禾本科植物，茎秆直立。成熟后的水稻秸秆主要由主茎秆、叶片和若干分蘖三部分组成（俗称稻草），每一有效分蘖顶端有一稻穗，形态如图1-5所示。水稻茎秆高度因品种和环境条件不同而异，矮的大约40cm，最高的水稻达500cm以上。

1-2-4　玉米秸秆的物理特性是什么？

答 ：玉米秸秆主要由茎秆、玉米穗和叶组成，如图1-6所示，茎秆直径25～40mm，实心，高度为800～3000mm。茎秆的高度因品种、土壤、气候以及栽培条件不同而有很大差异。茎秆有许多很明显的节，各节生长一片叶，通常玉米的地上部分有8～20节。玉米茎秆顺纹抗拉强度90MPa，剪切强度2～3.3MPa。

1—叶片；2—茎秆；3—玉米穗；4—玉米皮

玉米叶子分叶片、叶鞘和叶舌3部分。叶片薄、扁平，中央纵贯一条主脉（又称中脉或中肋）。叶片大小因品种或栽培条件不同有很大差别，一般叶片长800～1000mm。叶鞘基部着生于茎节上，包在茎秆的节间周围，其边缘彼此重叠，质地坚硬，结构与叶片相似。叶鞘与叶片交接处为叶舌，长0.8～1mm，紧贴茎秆。

玉米穗成熟后除去玉米棒，剩下的就是玉米皮。

1-2-5　棉花秸秆的形态特性是什么？

答 ：棉花的主茎由节和节间组成，着生叶片的地方叫做节，节与节之间叫节间。主茎到成熟时可高达100～200cm，直径大多在2cm以下。主茎上叶腋间可分化出叶枝和果枝（图1-7）。叶枝，又称营养枝或木枝，多生长在主茎下部，一般有2～4个，斜直向上生长，不直接着生蕾铃。果枝生长在主茎中、上部的节位上，随着它的混合芽分化向外伸展，长出许多果节，每节花芽均能形成蕾铃。棉株成熟时一般有10～16个果枝。因此，棉花秸秆可分为塔形、筒形和倒塔形。

1-2-6　棉花秸秆的物理特性是什么？

答 ：棉秆横断切面由内向外分别为髓心（即棉秆芯）、半木质化部分和棉皮部分。棉皮部分厚约2mm，占棉秆总体积的25%～35%。棉皮部分最外是一层蜡质似的褐色层。棉秆的主要特性如表1-4所示。

棉秆的吸湿、吸水过程曲线与木材相似，由绝干达到最大吸湿率需20天左右，最大吸水率在第50天左右。棉秆的含水率对棉秆的加工影响较大。如果含水率超过100%，而且收割时仅取了棉秆上部，可能会出现棉皮所占比例高达60%～80%；如果产地含水率较低，在最好情况下，棉皮仅占10%。棉皮纤维长、韧性强、质量轻，其轴向拉伸强度大于其他部位，加工后成麻状纤维，相互间附着力强，易缠绕成团。棉秆越干燥，破碎工作越简单，但是，棉皮和半木质化部分的结团却越难分开，造成切料等加工工序困难。

1-2-7　棉花秸秆的化学组成主要有哪些？

答 ：棉秆主要化学成分为纤维素、半纤维素和木质素，还含有单宁、果胶素、有机溶剂抽取物（包括树脂、脂肪、蜡等）、色素、灰分及粗蛋白等少量组分。棉秆各组成部分化学成分含量对比见表1-5。

1-2-8　油菜秸秆的形态特性是什么？

答 ：茎秆是油菜秸秆的主要组成部分，茎直立，圆柱形，多分枝，分枝上可有二级分枝、三级分枝等，株高30～90cm。长角果条形，长3～8cm，宽2～3mm，末端有长9～24mm的喙，果梗长3～15mm（如图1-8）。

油菜茎秆由表皮、皮层、维管柱和茎髓4部分组成。表皮由茎秆最外一层细胞组成，细胞形状比较规则，其外壁角质化，并被覆有角质层和蜡质层。在最外几层靠近表皮的外皮层中，常有厚角组织出现。皮层位于表皮与维管柱之间，由多层细胞构成。其中主要的是薄壁细胞，常为球状，并具有细胞间隙。维管柱是皮层以内的部分，由分散的维管束和夹在其间的薄壁细胞构成，维管束呈分散的环状排列，由韧皮部、形成层及木质部组成。茎髓位于茎秆的中心，由薄壁细胞构成，具有较大的细胞间隙，茎髓部细胞较大，常有淀粉粒沉积，是油菜茎秆中贮藏养分的主要部位。

1-2-9　油菜秸秆的营养特性是什么？

答 ：油菜秸秆的粗脂肪、粗蛋白的含量总和明显高于小麦秸秆、玉米秸秆和豆秆，具有较高的草食及杂食动物饲用价值。但是，由于油菜秸秆的蜡质、硅酸盐和木质素含量较高，细胞壁的结晶度较高，木质素与纤维素之间镶嵌形成坚固的酯键结构，以及天然的异味和粗硬的动物口感，致使动物的采食率和消化率均很低，至今未能将其直接应用于猪、禽饲养，甚至也不能直接用于反刍动物。研究表明，将油菜秸秆用作饲料，还须借助发酵、氨化等技术手段进行饲料改性。

1-2-10　油菜秸秆的物理特性是什么？

答 ：油菜秸秆的粗纤维含量较高，木质部分的纤维组织发达，具有质地坚硬的表面、纤细的微结构、较大的拉伸强度和较好的韧性，这种特点使得油菜秸秆在生长阶段能够承担较大籽粒、风力等机械载荷。同时，在生物特性、微观结构和物理特性上均具备用作造纸原料、装饰材料和包装材料的潜在条件。此外，油菜秸秆的管状结构和海绵状茎髓组织，又使其能用于吸水材料、保温材料、隔声材料的制造。油菜秸秆的发热值约15490kJ/kg，显著高于麦类秸秆和水稻秸秆，与玉米秸秆、豆类秸秆大致相当，具有较好的燃烧发热特性。

1-2-11　大豆秸秆的形态特性是什么？

答 ：大豆茎秆强韧，茎上有节，一般主茎有节14～20个。幼茎有紫、绿两种颜色，紫茎开紫花，绿茎开白花。茎高一般50～100cm，成熟后茎呈黄褐色。主茎上有分枝，分枝的多少与品种、环境、栽培条件等有密切关系。大豆秸秆的形态如图1-9所示。

1-2-12　大豆秸秆的物理特性是什么？

答 ：大豆秸秆的株高50～100cm，节长3.5～8.0cm，茎粗0.5～0.8cm，最大承载力394.30～549.70N，最大拉应力5.68～8.46MPa，弹性模量154.40～218.70MPa，惯性矩94.60～277.30mm ⁴ 。

1-2-13　花生秧的形态特性是什么？

答 ：花生秧主要由根、茎和叶组成。花生主根主要由胚根长成，并分生出侧根。主茎直立，一般有15～25个节，主茎高40～50cm。主茎可以分生出一级分枝，而一级分枝则分生出二级分枝，依此类推。一般情况下，花生分枝数在10条以上。花生的叶可分为不完全叶和完全叶（真叶）两种，叶片形状多为椭圆、长椭圆、倒卵形、宽倒卵形等（见图1-10）。

1—主根；2—主茎；3—侧枝；4—叶

花生壳即为花生的果壳。花生果实为荚果，形状有蚕茧形、串珠形和曲棍形。壳的颜色多为黄白色，也有黄褐色、褐色或黄色的。

1-2-14　花生秧的主要化学组成有哪些？

答 ：花生是我国北方地区的主要油料农作物，每年花生秧产量为2700万～3000万吨。花生秧的主要化学成分有：粗蛋白质8.11%，粗脂肪1.35%，中性洗涤纤维51.79%，酸性洗涤纤维36.44%，粗灰分15.03%。

1-2-15　甘薯秧的形态特性是什么？

答 ：甘薯秧匍匐蔓生或半直立，长1～7m，呈绿、绿紫或紫、褐等色。茎节能生芽，长出分枝和发根，利用这种再生力强的特点，可剪蔓栽插繁殖。叶着生于茎节，叶序为2/5。叶片有心脏形、肾形、三角形和掌状形，全缘或具有深浅不同的缺刻，同一植株上的叶片形状也常不相同，呈绿色至紫绿色；叶脉绿色或带紫色，顶叶有绿、褐、紫等色（图1-11）。

1—主茎；2—叶柄；3—叶

1-2-16　甘薯秧的化学组成有哪些？

答 ：甘薯秧的化学成分主要有：蛋白质4.8%，碳水化合物8.0%，粗纤维1.7%，脂肪0.7%，灰分1.5%。维生素主要有：维生素B ₁ 0.17mg/100g，维生素B ₂ 0.28mg/100g，烟酸4.3mg/100g，维生素C 14mg/100g。另有矿物质等。能量58kJ/100g。除此之外，甘薯秧还富含生物活性物质，如黄酮类化合物、类胡萝卜素、挥发性化学成分等。

1-2-17　高粱秸秆的形态特性是什么？

答 ：高粱秸秆主要由茎、叶和穗组成，如图1-12所示。其中，茎秆直立，株高1～3m，茎粗2cm左右，包括地上和地下两部分，地上部分有伸长节间10～18个，地下有5～8个不伸长的节间。叶互生在茎节上，由叶片、叶鞘和叶舌三部分组成。叶片一般呈披针形，中央有一较大的主脉。另外，高粱的用途不同（粒用、糖用、帚用和饲用），秸秆有稍许差别。

1—主茎；2—节间；3—叶；4—穗 6Fjp8r5aKj4mDfFS4z2hgsZ1M8jFIG9SBeofL0t/RgnjUUjrUua3a3YnH0qp2Uev