玉米摘穗秸稈飼草化打捆聯(lián)合作業(yè)機(jī)的應(yīng)用前景分析

李志利++王景立

摘 要：玉米摘穗秸稈飼草化打捆聯(lián)合作業(yè)機(jī)是按照當(dāng)前玉米收獲的技術(shù)要求，研發(fā)的一種新型的玉米收獲機(jī)械，集玉米摘穗、收集、秸稈飼草化、打捆等多項技術(shù)于一體，實現(xiàn)玉米秸稈的不落地收獲，從技術(shù)和設(shè)備方面解決目前玉米收獲過程中存在的秸稈回收難、運輸難、儲存難、整地難、禁燒難的問題。為玉米聯(lián)合收獲機(jī)械增添了新機(jī)型，具有很強(qiáng)的適用價值、廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：玉米秸稈；發(fā)展前景；飼草化；打捆；聯(lián)合作業(yè)機(jī)

中圖分類號：S513 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170229005

前言

我國是世界上玉米生產(chǎn)的第2大國，玉米秸稈資源豐富，如圖1所示，我國玉米主要產(chǎn)地包括河北、吉林、黑龍江、山東、河南、遼寧、內(nèi)蒙、四川8大省區(qū)，占玉米總種植面積的60%。

近5a以來我國玉米種植面積、玉米產(chǎn)量、玉米秸稈產(chǎn)量如表1所示，從表中可以看出，玉米種植面積、玉米產(chǎn)量、玉米秸稈產(chǎn)量每年都在增加，并且產(chǎn)量巨大。

1 玉米秸稈的利用

1.1 肥料化利用

肥料化利用以秸稈還田為主，還田后可增強(qiáng)土壤肥力，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。秸稈還田包括機(jī)械化粉碎直接還田、玉米高光效休耕輪作、玉米寬窄行高留茬還田為主?？焖俑爝€田、堆漚還田、加工有機(jī)肥等較少，吉林省秸稈肥料化利用量約在450萬t左右，約占可收集秸稈資源總量的11.5%左右。

1.2 飼料化利用

包括青貯、黃貯、微貯（纖維素復(fù)合酶發(fā)酵、EM菌發(fā)酵、低水份快速發(fā)酵等）飼料及氨化、堿化、鹽化飼料等，吉林省農(nóng)作物秸稈飼料化加工利用每年約650萬t，約占秸稈總產(chǎn)量的15.5%左右。

1.3 能源化利用

是利用秸稈發(fā)電、沼氣、氣化、固化成型和炭化等，能源化利用每年約200萬t左右，約占秸稈資源總量5%。

1.4 工業(yè)原料化利用

原料化利用是玉米秸稈可作為工業(yè)制糖、丁醇、聚乳酸、造紙、制板的原料。吉林省工業(yè)年利用量達(dá)80萬t左右，約占秸稈資源總量2.5%左右。

1.5 基料化利用

用作食用菌基料、水稻育秧基料、花木基料、草坪基料等方向，吉林省秸稈食用菌基料利用秸稈量較少，約占秸稈資源總量不足1.0%。

上述“五化”利用方式的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)是收獲，是制約秸稈綜合利用的瓶頸因素。玉米秸稈綜合利用率低，表明現(xiàn)有玉米收獲機(jī)械在技術(shù)與功能方面存在很多問題，因此，完善與研發(fā)新型玉米聯(lián)合收獲機(jī)械，實現(xiàn)玉米穗莖一體化收獲，克服制約玉米秸稈“五化”利用的瓶頸技術(shù)，將極大的提高秸稈綜合利用率。

2 玉米秸稈的處理方式

2.1 田間焚燒

近年來，因玉米秸稈收獲方式不合理，農(nóng)民無法從地里運出，每年直接在地里燃燒的秸稈占25%以上，不僅浪費資源、污染環(huán)境，也造成土壤表層結(jié)構(gòu)破壞，危害下季作物的生長。所以秸稈的機(jī)械化收獲與利用技術(shù)對秸稈的充分利用有著至關(guān)重要的作用。

2.2 粉碎還田

利用還田機(jī)械，把秸稈粉碎后或覆蓋于地表或翻耕入土。但因粉碎效果不好，給整地造成很大困擾，從而對播種、出苗率和產(chǎn)量有很大影響，還增加了整地除草難度，加重病蟲害的發(fā)生。

2.3 收集利用

收集利用是可以徹底解決秸稈焚燒、粉碎還田帶來的不利影響，還可以根據(jù)不同行業(yè)、不同區(qū)域的需求把秸稈得到最大限度的利用。

傳統(tǒng)的整桿收割運出方式費時費力，已經(jīng)完全不適于當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求。真正適于當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求的玉米秸稈收集方式為打捆收獲，將粉碎后、平鋪在地里的秸稈用帶有撿拾裝置的打捆機(jī)撿拾打捆，打捆后運出。但因兩次作業(yè)以及撿拾收獲存在的撿拾率低、含土量大而影響收獲量及收獲質(zhì)量。

3 玉米秸稈機(jī)械化收獲方式

青貯玉米收獲：如德國、新西蘭、澳大利亞等，穗莖一次收獲、粉碎、青貯，技術(shù)與裝備都很成熟。

撿拾粉碎打捆：聯(lián)合收割機(jī)收獲玉米果穗后，再利用裝有撿拾和粉碎部件的打捆機(jī)進(jìn)行玉米秸稈收獲打成圓捆或方捆。這種收獲方式存在的主要問題是撿拾率低、草捆質(zhì)量差，用于燃料，而不適于飼料。

打捆包膜收獲：圓形玉米秸稈捆打捆同時包膜或運回到倉儲區(qū)集中包膜。

站稈收獲：莖稈不割倒，人工收獲玉米果穗后，利用秸稈粉碎與打捆聯(lián)合作業(yè)機(jī)進(jìn)行玉米秸稈收獲。

穗莖兼收：玉米聯(lián)合收割機(jī)配切碎機(jī)，完成玉米果穗摘穗、剝皮的同時將秸稈切碎，可以拋送進(jìn)拖車或直接還田。

粉碎還田：收割機(jī)上配有秸稈還田機(jī)，對摘穗輥擠壓后參差不齊的玉米秸稈粉碎后直接還田，適于平作，而壟作模式下壟溝內(nèi)的秸稈無法粉碎；利用專用的玉米秸稈還田機(jī)，在玉米收割機(jī)作業(yè)后或人工站稈收獲玉米果穗后的地塊上進(jìn)行秸稈粉碎還田作業(yè)。

玉米割曬機(jī)收獲：分段收獲，半機(jī)械化收獲。割曬機(jī)將玉米秸稈割倒后形轉(zhuǎn)向條鋪，人工收獲玉米果穗和運出秸稈。

人工收獲：人工割稈、剝玉米、運出果穗與秸稈。

現(xiàn)有的玉米秸稈機(jī)械化收獲大多需要2次或多次作業(yè)，作業(yè)效率低，作業(yè)成本高，秸稈損失大。玉米秸稈打捆后運輸、儲藏更加方便，利用率也大大提高。因此研究集玉米收獲與打捆于一體的玉米摘穗秸稈飼草化打捆聯(lián)合作業(yè)機(jī)勢在必行。

4 玉米摘穗秸稈飼草化打捆聯(lián)合作業(yè)機(jī)

4.1 結(jié)構(gòu)與工作原理

玉米摘穗秸稈飼草化打捆聯(lián)合作業(yè)機(jī)是由玉米聯(lián)合收割機(jī)和圓捆打捆機(jī)2部分組成。

拖拉機(jī)傳遞動力給玉米收割機(jī)，玉米秸稈由夾持鏈送至摘穗滾前，摘穗輥將果穗和秸稈分離，果穗再經(jīng)輸送裝置至集穗箱，秸稈經(jīng)摘穗輥初步壓扁后繼續(xù)進(jìn)入撕裂輥，被撕裂輥撕碎后呈飼草狀態(tài)，向后拋送，經(jīng)輸送裝置送至打捆機(jī)撿拾口，再由打捆機(jī)進(jìn)行打捆，實現(xiàn)玉米秸稈的不落地收獲，方便運輸。

4.2 工藝路線

4.3 作業(yè)效果

經(jīng)過田間試驗可以看出，玉米摘穗秸稈飼草化打捆聯(lián)合作業(yè)機(jī)作業(yè)效果顯著，提高了作業(yè)效率，節(jié)省了大量的人力、物力，作業(yè)后的地面比較干凈，秸稈損失比較少，有益于下季農(nóng)作物生長。

5 總結(jié)

玉米摘穗秸稈飼草化打捆聯(lián)合作業(yè)機(jī)是將圓捆機(jī)與玉米聯(lián)合收割機(jī)組合，完成玉米果穗摘穗、剝皮同時，完成玉米秸稈粉碎打捆作業(yè)，實現(xiàn)玉米秸稈不落地收獲。解決了玉米秸稈利用和資源浪費的問題，使豐富的秸稈資源得到充分利用。對進(jìn)一步提高玉米收獲機(jī)械化水平，降低作業(yè)成本，提高秸稈綜合利用程度，具有十分重要的意義，具有廣闊的研究發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

[1]趙婉寧，操子夫，楊雨林，等.玉米秸稈打捆機(jī)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2014（9）.

[2]韓國靖，吳尚華，趙新天，等.玉米秸稈打捆技術(shù)研究現(xiàn)狀的分析與探討[J].價值工程，2012（31）.

[3]叢宏斌，李明利，李汝莘，等.4YQK-2型莖稈青貯打捆玉米收獲機(jī)的設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2013（10）.

[4]王德福，蔣亦元，王吉權(quán).鋼輥式圓捆打捆機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)與試驗[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報，2013（12）.

[5]王春光，敖恩查，邢冀輝，等.鋼輥外卷式圓捆打捆機(jī)設(shè)計與實驗[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報，2013（41）.

[6]徐光曉，代進(jìn).中國牧草收獲機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀及其趨勢[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，2010.

[7]王志春.農(nóng)村秸稈能源化利用氣化發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展策略[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2011（10）：1-5.

作者簡介：李志利（1991-），女，山東夏津人，碩士研究生，研究方向：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械化設(shè)計。