張敏
摘 要:近年來,隨著谷物等農作物產量穩定增多,秸稈的產量也迅速增長,傳統的秸稈回收方法逐漸被削弱和淘汰,大量剩余秸稈處理和處置已成為農業生產環境中的重要問題。秸稈處理處置不恰當容易引起社會、經濟和環境問題,例如空氣污染、土壤礦化、火災和交通事故等,這已成為政府和社會的熱點和難題。
關鍵詞:秸稈資源;機械化技術;推廣展望
秸稈資源的廣泛使用不僅影響農村地區的數百萬家庭,而且還涉及可持續發展的問題,例如土壤肥力,水土保持,環境安全以及整個農業生態系統中可再生資源的有效利用等。據文獻表明,我國目前每年農業產生超過6億t秸稈資源,但其中只有50%左右得到初步應用,剩余秸稈資源得不到應用,浪費了寶貴的可再生資源。本文探討了秸稈綜合利用的現狀和機械化對其影響,并對秸稈機械化技術的推廣進行了展望。
1 秸稈綜合利用現狀和影響因素分析
1.1 綜合利用現狀
現今我們通常采用秸稈沼氣發酵后肥料處理、秸稈養畜飼料加工、秸稈燃料和秸稈工業原料等方式實現對秸稈的綜合利用。
(1)秸稈沼氣發酵后肥料處理。大部分秸稈都含有蛋白質、纖維素及磷、鉀等多種礦物質,將農作物秸稈與人畜糞尿進行結合,之后經過一定時間的高溫發酵,最后將其投入農田中可以促進農作物的生長。經過高溫發酵之后,秸稈內部難以分解的纖維素也得到了不同程度的分解,有助于土壤吸收。秸稈養畜飼料加工與農作物秸稈還田相比,秸稈養畜更能夠充分實現其效益。采用秸稈養畜的效果較為明顯。文獻表明:若給豬、羊等牲畜喂養玉米秸稈,則每1 kg 增重可降低飼料成本的24.5%;如果可以合理使用秸稈并通過秸稈飼養牲畜,則無需生產飼料。
(2)秸稈燃料加工利用。 秸稈可以用作燃燒的原料,據統計表明,用秸稈作為原料的秸稈氣化機組已大規模在國內使用,全國建設秸稈氣化集中供氣裝置達到1000多處。
(3)秸稈工業原料利用。作為生產的重要原材料,秸稈被廣泛用于造紙和編織行業,是造紙廠的紙漿原料和編織行業的編織原料。此外秸稈被擠壓成一定形狀,然后碳化成木炭,可代替在冶金和有色金屬行業及民用的木炭使用。
1.2 機械化影響分析
秸稈的綜合利用的益處很多,但綜合利用推廣阻力也很大,制約和影響因素均需受到重視。
(1)地域時間因素的制約。我國農作業區域集中,作物集中連片,每年產生的秸稈量大;但能夠處理秸稈的時間集中且很短,這就需要大規模效率高機械化設備的集中應用。
(2)實際操作問題的制約。秸稈綜合利用過程常因具體操作不當如(翻壓量過大、氮肥施入量少)等原因而造成減產等問題,這需要更多智能化的農業機械化操作設備的使用。
(3)機械化設備的制約。秸稈機械化粉碎不是單一的粉碎作業,而是一項綜合系統性的工作。由于我國幅員遼闊,各地的生產方法和經濟水平不同,因此產生了許多不同的秸稈還田技術路線,這需要針對具體現場條件,農作物的不同特點,設計開發出不同的機械化智能設備。
2 機械化技術推廣展望
2.1 還田機械化技術
還田機械化技術指的是收割與還田一體化技術操作,在收獲農作物的同時實現秸稈還田工作。一般流程是收割機收割農作物的同時,將秸稈均勻切碎放置在地表后,用還田機進行秸稈還田。主要機型是一體化收割機,還田機等。
2.2 飼料深加工機械化技術
該技術可以防止飼料營養物質流失,存儲時間更長,且適于牲畜養殖。這種技術因存儲時間長,使其不僅可以全年用于飼養牲畜,還可以使秸稈還田和有機耕種實現良性循環受益。所需的機械和設備主要包括秸稈收割機、打捆機、秸稈破碎機、割草機等。
2.3 保護性耕作機械化技術
保護性耕作機械化技術是基于機械化操作的,根據農作物種植的需要,采用少耕或免耕播種的方法,實現保護土壤,防止水土流失,保護農業生態環境和農業可持續發展的目的。主要設備為深耕機、免耕播種機等。
2.4 氣化機械化技術
氣化機械化技術將農作物的秸稈粉碎后作為原料,氣化爐將其熱解,產生可燃氣體,將其存儲并加壓,然后通過輸送系統發送給用戶,用戶將其作為燃料或生產動力。秸稈氣化機械化技術的主要設備是氣化爐、輸送系統等。
2.5 肥料加工機械化技術
肥料加工的機械化技術指的是使用大型割草機將秸稈打碎,然后將秸稈浸入水中,將家禽糞便和腐解劑散布在秸稈上,機器均勻翻轉再曬干粉碎。商業化生產的肥料可以收集大量秸稈進行加工,并且可以快速加工和生產被農作物直接吸收和使用的腐殖質肥料。肥料加工機械化技術主要設備是大型鍘草機、攪拌機等。
2.6 飼料加工機械化技術
飼料加工機械化技術指的是將農作物秸稈添加轉化劑后進行壓縮, 壓縮過程在恰當的溫度和壓力進行,經必要的反應能夠徹底改變農作物秸稈的木質素成分,增加其營養成分,生產出質量一致的顆粒飼料。其主要設備為壓縮設備、顆粒制備設備等。
2.7 工業品加工機械化技術
工業品加工機械化技術以秸稈為原材料,利用液壓高壓成形機,將秸稈纖維與其他混合物在模具中加壓成型,制成纖維板材。主要設備為液壓高壓成形機。
機械化技術在農作物秸稈綜合利用推廣應用,能提高農作物秸稈綜合利用的水平,提升農作物秸稈綜合利用的效率和降低生產成本,是農作物秸稈綜合利用發展必經之路。本文對機械化技術在農作物秸稈綜合利用推廣進行了展望,望有助于農作物秸稈綜合利用的發展。