玉米秸稈綜合利用機(jī)械化技術(shù)研究

范玉萍

摘要：玉米秸稈是不可多得的可再生資源，其綜合利用前景非常廣闊。詳細(xì)闡述玉米秸稈“五化”利用模式，指出需要技術(shù)配套、性能適宜的機(jī)械化手段，才能實(shí)現(xiàn)良好的秸稈利用效果。

關(guān)鍵詞：秸稈；玉米；綜合利用；機(jī)械化

中圖分類號(hào)：S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2016）10-0041-02

2015年，我國(guó)玉米產(chǎn)量達(dá)到2億t，按照玉米與秸稈比1.0∶1.3～1.0∶1.6計(jì)算，大約產(chǎn)生玉米秸稈2.6～3.2億t。傳統(tǒng)的秸稈利用方式主要是作為燃料和飼料加以消耗，隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，畜牧業(yè)集約化，燃料使用多樣化，如今傳統(tǒng)方式每年能夠消耗利用的秸稈數(shù)量已不到總量的1/3。大量的秸稈作為廢棄物亂堆亂放，一些農(nóng)民為了方便耕種，往往野外點(diǎn)火一燒了之，造成環(huán)境污染和安全隱患。各級(jí)政府雖三令五申，甚至罰款、拘留，但仍難以阻止此類現(xiàn)象的不斷發(fā)生。為此，很多地方農(nóng)業(yè)部門也動(dòng)腦筋、想辦法，“化堵為疏”“變廢為寶”，為秸稈找出路，但很多方式往往因?yàn)榧夹g(shù)、成本等問題難以持續(xù)，而缺乏相應(yīng)的機(jī)械化手段是造成這一現(xiàn)象的主要因素。

按照農(nóng)業(yè)部提出的玉米秸稈“五化”利用模式，即肥料化、飼料化、燃料化、基料化、原料化，可以看出玉米秸稈的綜合利用前景非常廣闊，是不可多得的可再生資源。在各種模式的很多環(huán)節(jié)中，都需要技術(shù)配套、性能適宜的機(jī)械化，才能實(shí)現(xiàn)良好的利用效果。

1 秸稈“肥料化”

玉米秸稈根茬還田是玉米秸稈的主要利用途徑之一，也是實(shí)施保護(hù)性耕作、促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收的重要方式。秸稈中含有粗纖維和豐富的氮、磷、鉀等微量元素，屬于天然的土地“滋補(bǔ)營(yíng)養(yǎng)品”，通過粉碎或堆漚還田，可以明顯增加土壤有機(jī)質(zhì)，使土壤結(jié)構(gòu)變得疏松、孔隙增大，改善土壤水、肥、氣、熱等物理性狀，增肥地力，改良土壤。實(shí)踐證明，秸稈還田對(duì)于保持土地生產(chǎn)能力的持續(xù)性、治理鹽堿地和中低產(chǎn)田改造，是最為可行的高效率、低成本、易推廣的農(nóng)藝措施。

若要取得良好的秸稈還田農(nóng)藝效果，就必須設(shè)計(jì)科學(xué)合理的機(jī)械化作業(yè)流程，設(shè)定符合本地農(nóng)藝要求的作業(yè)參數(shù)。例如，其主要流程為機(jī)械化收獲—秸稈粉碎—旋耕（深松）整地—免耕施肥播種等，需要考慮的技術(shù)參數(shù)主要有還田時(shí)間、粉碎長(zhǎng)度、還田量、配套措施等，還要綜合考慮減少機(jī)組進(jìn)地次數(shù)和降低作業(yè)成本等。還田時(shí)間應(yīng)在保證玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的前提下，盡早收獲果穗和粉碎秸稈，以利于秸稈腐解還田。收獲時(shí)應(yīng)以玉米收獲機(jī)配置粉碎裝置一次作業(yè)為佳，秸稈粉碎長(zhǎng)度應(yīng)不大于10 cm，細(xì)碎為宜，根茬高度不大于12 cm（高茬覆蓋的除外），如粉碎效果不理想，也可在收獲后采用秸稈粉碎機(jī)單獨(dú)作業(yè)。秸稈還田量一般以30%～50%為宜，如還田量過大影響后期農(nóng)藝作業(yè)時(shí)，可采用秸稈摟草機(jī)和撿拾打捆機(jī)聯(lián)合作業(yè)，回收過量秸稈。配套措施主要有撒施秸稈腐熟劑、增施速效氮肥；采用旋耕機(jī)、圓盤耙、深翻犁或深松機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的混土、翻埋、松土、鎮(zhèn)壓等作業(yè)，防止秸稈散失并加速秸稈腐解；播種時(shí)宜采用具有良好通過性和作業(yè)效果的免耕施肥播種機(jī)；后期機(jī)械化藥劑除草時(shí)應(yīng)注意地面秸稈的遮擋作用，人工清除或進(jìn)行補(bǔ)充除草。

2 秸稈“飼料化”

有關(guān)化驗(yàn)結(jié)果表明，玉米秸稈含有30%以上的碳水化合物、2%～4%的蛋白質(zhì)和0.5%～1.0%的脂肪，營(yíng)養(yǎng)豐富，總能量與牧草相當(dāng)。對(duì)食草動(dòng)物而言，2～3 kg的玉米秸稈增重凈能相當(dāng)于1 kg的玉米籽粒，特別是經(jīng)青貯、黃貯、微貯、氨化或糖化等處理后，可提高利用率、采食率和消化率，降低了飼養(yǎng)成本，效益更為可觀。因此，對(duì)玉米秸稈進(jìn)行精細(xì)化的加工處理，制作成高營(yíng)養(yǎng)、耐貯藏的牲畜飼料，不僅有利于發(fā)展畜牧業(yè)，而且通過秸稈過腹還田，更具有良好的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

現(xiàn)在的秸稈“飼料化”技術(shù)和機(jī)械化手段有多種，必須因地制宜采用合適的方式進(jìn)行秸稈處理。首先是回收、制備秸稈原料，一般采用玉米收獲機(jī)、秸稈摟草機(jī)、秸稈打捆機(jī)聯(lián)合作業(yè)，回收田間過剩的碎秸稈；青飼玉米可直接使用青飼料收割機(jī)粉碎、收獲；已經(jīng)收割回收的玉米整稈可使用秸稈切草機(jī)進(jìn)行鍘切、粉碎。機(jī)械化回收、制備秸稈原料的要求是粉碎程度適當(dāng)、含土率低。秸稈“飼料化”加工技術(shù)主要有幾種，一是利用秸稈揉絲粉碎機(jī)將秸稈揉搓粉碎成絲狀，混合添加精飼料直接飼喂牲畜；二是采用秸稈飼料顆粒機(jī)組進(jìn)行粉碎、攪拌和擠壓成型，通過加入添加劑或生物菌劑，以及高溫?cái)D壓的熟化作用，可使秸稈飼料顆粒具有消化率高、應(yīng)用范圍廣和便于儲(chǔ)運(yùn)的特點(diǎn)；三是貯藏發(fā)酵，將秸稈鍘切粉碎到相應(yīng)程度，調(diào)節(jié)水分、添加氮素或生物菌劑、密閉貯藏，通過“青貯”“黃貯”“微貯”或氨化等，獲得優(yōu)良的飼料；四是“裹包貯藏”，采用秸稈打包機(jī)對(duì)粉碎的秸稈進(jìn)行打包，同時(shí)調(diào)節(jié)水分、添加生物菌劑等，并使用包膜機(jī)進(jìn)行包膜密封，即可制成營(yíng)養(yǎng)豐富、便于儲(chǔ)運(yùn)的牲畜飼料——“草罐頭”。

3 秸稈“燃料化”

玉米秸稈經(jīng)過加工處理作為燃料，熱值可達(dá)

15 906.2～17 580.5 kJ/kg，相當(dāng)于0.5～0.7 kg的標(biāo)準(zhǔn)煤，而且升溫更快、成本更低、廢氣排放更加環(huán)保。其應(yīng)用模式主要有：一是采用秸稈摟草機(jī)、秸稈打捆機(jī)聯(lián)合作業(yè)，將玉米秸稈加壓打捆，直接作為生物質(zhì)發(fā)電的燃料；二是將秸稈粉碎，與添加物混合生成清潔能源——沼氣，或?qū)⒎鬯榻斩捊?jīng)過氣化爐熱解、氧化和還原反應(yīng)轉(zhuǎn)變成可燃?xì)怏w；三是將玉米秸稈粉碎后，使用秸稈燃料成型機(jī)進(jìn)行熱壓、增密、成型，制成塊棒狀生物質(zhì)燃料——“秸稈煤炭”，它具有比重大、熱值高、燃燒好、成本低、使用方便、潔凈衛(wèi)生等優(yōu)點(diǎn)，便于貯存和運(yùn)輸，是一種應(yīng)用廣泛的新型環(huán)保、清潔、可再生燃料。

4 秸稈“基料化”

秸稈基料（基質(zhì)）是指以秸稈為主要原料加工或制備的，既能為動(dòng)物、植物及微生物生長(zhǎng)提供良好條件，也能提供一定營(yíng)養(yǎng)的有機(jī)固體物料。玉米秸稈含有豐富的纖維素和木質(zhì)素等有機(jī)物，是栽培食用菌的好材料，其經(jīng)過秸稈粉碎機(jī)處理成適當(dāng)大小的碎塊，再通過添加輔料、拌料、滅菌、接種等一系列加工，配制成食用菌的栽培基料。生產(chǎn)鮮菇后剩余的蘑菇糠是一種帶菇香味的富含營(yíng)養(yǎng)的菌體蛋白飼料，也可作為優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥還田。目前，利用秸稈基料種植食用菌技術(shù)成熟，資源效益和經(jīng)濟(jì)效益較高，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用推廣可使農(nóng)業(yè)資源多級(jí)增值，既能大量利用玉米秸稈，又能節(jié)省林木資源，減少環(huán)境污染，增加農(nóng)民收益。

5 秸稈“原料化”

由于玉米秸稈的纖維含量高、組織結(jié)構(gòu)強(qiáng)，通過加工可成為性狀優(yōu)良的天然原料：一是作為生態(tài)造紙的主要原料；二是用作建筑裝飾材料，如秸稈輕體門板、輕型墻體隔板等；三是生產(chǎn)可降解的包裝材料，如一次性餐具、快餐盒等；四是生產(chǎn)工業(yè)原料淀粉、酒精等。其主要作業(yè)環(huán)節(jié)有輸送、粉碎、攪拌、擠壓及工業(yè)處理等，都需要相應(yīng)的作業(yè)機(jī)具。

6 結(jié)語

從玉米秸稈綜合利用的主要技術(shù)路徑來看，無論是就地直接還田，還是收集轉(zhuǎn)移出田間資源化綜合利用，都需要農(nóng)業(yè)機(jī)械化的全面配合，使用相關(guān)的作業(yè)機(jī)組分別完成收集、運(yùn)輸、鍘切、粉碎、打包、攪拌混合、擠壓成型等各種處理任務(wù)，其作業(yè)質(zhì)量也直接決定了秸稈利用模式的成敗。因此，有待于進(jìn)一步研究，以促進(jìn)玉米秸稈綜合利用與機(jī)械化技術(shù)的相輔相成。

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