農(nóng)作物秸稈收儲運機械化技術(shù)應(yīng)用探討

劉紹鋒 盧春嶺

一、農(nóng)作物秸稈收儲運機械化的作用

秸稈收儲運機械化，是指運用先進適用的秸稈收儲運裝備來滿足秸稈規(guī)?；玫男枰?，改善秸稈收儲運經(jīng)營條件，不斷提高秸稈收儲運的技術(shù)水平和經(jīng)濟效益、生態(tài)效益的過程。秸稈收儲運機械裝備是秸稈綜合利用的基礎(chǔ)，是秸稈規(guī)模化工業(yè)利用工程技術(shù)體系的重要組成部分，也是連接秸稈農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)化利用的紐帶，秸稈規(guī)?；I(yè)利用只有依靠機械化的收儲運手段來保證。秸稈收儲運機械化既是一個技術(shù)發(fā)展的過程，也是經(jīng)濟和社會發(fā)展的過程。

1.秸稈收儲運機械化提高秸稈收集效率。農(nóng)作物秸稈作為當前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)品，具有分散性和季節(jié)性，這與秸稈綜合利用所要求的集中性和連續(xù)性相矛盾。高效的機械化收儲運可以在季節(jié)上搶時間，減少秸稈損失，增加秸稈可獲得量。例如，在棉花秸稈收獲中，每臺棉稈聯(lián)合收獲機作業(yè)每天作業(yè)量達100畝，而傳統(tǒng)人工作業(yè)每天只能完成5畝左右。

2.秸稈收儲運機械化有效降低秸稈收集成本。秸稈收儲運機械化作業(yè)可以將作業(yè)環(huán)節(jié)縮減，有效降低收集成本，改善作業(yè)環(huán)境，使日益昂貴的勞動力從繁重的體力勞動中解放出來。例如棉稈田間撿拾粉碎聯(lián)合作業(yè)的作業(yè)成本較傳統(tǒng)方式降低30%以上。

3.秸稈收儲運機械化可保證秸稈原料品質(zhì)。高度機械化的收儲運作業(yè)可以在秸稈的最佳利用期對其進行收集，保證了秸稈的物理特性和化學、生物特性，另外統(tǒng)一、規(guī)范的收儲運技術(shù)環(huán)節(jié)，保證了秸稈原料加工品質(zhì)的一致性，也極大程度的控制了摻雜使假的現(xiàn)象。

4.秸稈收儲運機械化是社會主義新農(nóng)村建設(shè)的需要。傳統(tǒng)作業(yè)方式環(huán)境惡劣，勞動強度大，作業(yè)人員非常辛苦，秸稈收集、運輸和存儲等全環(huán)節(jié)的機械化，將改變勞動方式，增加勞動的技術(shù)含量，減少了重體力勞動時間，減輕勞動強度，還直接提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。秸稈收儲運的規(guī)?；?、集約化和社會化成為拓寬農(nóng)民增收的新渠道。機械化作業(yè)有利于幫助農(nóng)民從繁重的體力勞動中解放出來，獲得更多享受生活和發(fā)展自我的時間和空間，有利于幫助農(nóng)民轉(zhuǎn)移到二、三產(chǎn)業(yè)，增加新農(nóng)村勞務(wù)經(jīng)濟的比重。收儲運機械化促進秸稈綜合利用也間接的改善農(nóng)村環(huán)境，提升農(nóng)民生活品質(zhì)，為新農(nóng)村社會主義精神文明建設(shè)提供了物質(zhì)保障。

二、秸稈的收儲運機械化是制約秸稈規(guī)?；⑸唐坊?、產(chǎn)業(yè)化的主要瓶頸

1.我國農(nóng)作物秸稈綜合利用現(xiàn)狀。我國每年的秸稈量總產(chǎn)量近10億噸，秸稈綜合利用率達到81.3%，其中肥料化、飼料化、燃料化、基料化、原料化分別占 46.5%、17.9%、11.5%、2.2%、2.5%，仍有相當一部分秸稈尚未得到利用。在上個世紀，秸稈作為重要的農(nóng)村日常燃料和畜禽飼料被廣泛使用，但是隨著社會進步、新農(nóng)村建設(shè)的推進、液化氣的推廣應(yīng)用，秸稈被棄之不用、就地焚燒現(xiàn)象隨處可見，造成資源浪費、環(huán)境污染和火災事故頻發(fā)等問題日益突出。一方面，其直接作為日常燃料的功能逐漸消失，農(nóng)民沒有收集秸稈的積極性；另一方面，收獲機械通常把秸稈拋撒或粉碎在田間，這種過量的秸稈直接粉碎還田，不僅浪費資源，增生病蟲害，且不利于下茬作物的種植和田間管理，并由此引發(fā)秸稈焚燒等社會問題。我國農(nóng)作物秸稈資源量大、種類多而且分散分布廣、收獲季節(jié)性強、即地保存性差、收集費時費工、堆放密度低、貯存占地面積大、易燃、易霉，目前依靠傳統(tǒng)收集技術(shù)與手段，已經(jīng)無法實現(xiàn)秸稈的快速收集更難以滿足工業(yè)化利用的規(guī)模。

2.秸稈收儲運機械化嚴重制約了秸稈的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展?，F(xiàn)階段我國秸稈收集儲運機械化整體水平還比較低。關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)和裝備尚處于起步階段，已經(jīng)成為嚴重制約農(nóng)作物秸稈規(guī)?；⑸唐坊?、產(chǎn)業(yè)化利用的主要瓶頸。無論是飼料加工、有機肥加工、造紙、飼料化處理、氣化處理還是秸稈發(fā)電，農(nóng)作物秸稈的綜合利用首先需要解決的問題就是秸稈收集問題，無法提供有效的機械進行收集，秸稈的綜合利用就無從談起。鑒于秸稈的相對利用價值和經(jīng)濟價值較低的現(xiàn)狀，發(fā)展使用成本較低的收集機械是目前我國急需解決的問題。

三、我國農(nóng)作物秸稈收集技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國從上世紀70年代末期開始從美國、法國和當時的西德等國引進撿拾壓捆機，采用撿拾壓捆工藝收獲牧草和秸稈，與此同時開始自行研制國產(chǎn)撿拾壓捆機。上世紀80年代初研制成功并在吉林、江蘇和內(nèi)蒙古等地投入生產(chǎn)和使用。我國秸稈收獲機械的真正起步大約在2000年左右，從德國CLAAS公司、美國CNH（凱斯-紐荷蘭）公司、美國JOHNDEERE（約翰迪爾）公司引入小方捆打捆機開始，我國陸續(xù)研發(fā)了小圓捆打捆機、正牽引小方捆打捆機、側(cè)牽引小方捆打捆機以及二次壓縮機等產(chǎn)品。由于起步較晚，加之研究經(jīng)費不足、生產(chǎn)手段較為落后，產(chǎn)品性能及可靠性偏低，與之相配套的設(shè)備嚴重不足，除摟草設(shè)備國內(nèi)有少量生產(chǎn)外，其他相關(guān)設(shè)備基本屬于空白。

四、小麥秸稈收集技術(shù)與裝備發(fā)展

目前對小麥秸稈的處理一種是秸稈直接粉碎還田，采用帶秸稈切碎和拋撒功能的聯(lián)合收割機或者在全喂入聯(lián)合收割機出草口處裝配專門的秸稈切碎拋撒裝置進行聯(lián)合收獲作業(yè)，一次性完成小麥切割喂入、脫粒清選、收集裝箱、秸稈切碎拋撒等多道作業(yè)工序。另一種是秸稈撿拾打捆機收集利用。

1.秸稈撿拾打捆機是一種秸稈撿拾收獲設(shè)備，能自動完成牧草、水稻、小麥和經(jīng)揉搓的玉米秸桿的撿拾，打捆和放捆，廣泛用于干、青牧草，水稻，小麥，玉米秸桿的收集捆扎。適于玉米秸、麥草、稻草、牧草的擠壓打捆。成形后的草捆體積小而緊湊，同樣數(shù)量的草經(jīng)打捆后，體積可縮小三分之二以上，并且草捆內(nèi)松外緊，透氣性好，可大大提高運輸能力，碼垛方便，節(jié)省場地，減少貯存占地面積，可大大減少草場的占地面積。裝卸運輸方便、可充分利用運輸工具的運載能力，一般可提高運輸能力2-3倍，可節(jié)約勞動力及運輸費用50%以上，解決了運輸過程中因超高、超寬帶來的不安全因素等。

2.采用秸稈撿拾打捆機將秸稈在田間直接收集打捆（現(xiàn)在秸稈收獲普遍使用的設(shè)備是直徑60、80、120cm的撿拾圓捆設(shè)備和截面尺寸36×46cm的小型撿拾方捆設(shè)備）或者先采用打捆機設(shè)備將秸稈收集，然后再采用固定式打包機（打捆機）將收集的秸稈進一步壓縮，便于秸稈運輸和儲存。

3.聯(lián)合收割機配套秸稈打捆機。與傳統(tǒng)的牽引式或懸掛式打捆機相比，該秸稈打捆機與聯(lián)合收割機配套使用，采用固定連接方式，不設(shè)秸稈撿拾機構(gòu)，打捆機的進料口與聯(lián)合收割機的秸稈拋出口對接，邊收割邊打捆，收割完成的同時，秸稈打捆工作隨之結(jié)束，避免二次下地，節(jié)省人力、物力、財力，并且造價低、易推廣，投資回收期短，購機當年麥季即可收回投入，甚至盈利。

五、玉米秸稈收集技術(shù)與裝備發(fā)展

目前玉米秸稈利用方式主要有三種：一種為青貯飼料；另一種是粉碎還田；第三種為收集利用。前兩種技術(shù)采用的設(shè)備已經(jīng)非常成熟。玉米秸稈粗壯、高大、節(jié)硬、表皮密實，在摘穗時水分含量較高不適合直接打捆作業(yè)是造成玉米秸稈機械收獲的關(guān)鍵因素。我國玉米秸稈收集還主要以人工為主，機械化收集剛剛起步?，F(xiàn)有的研究技術(shù)主要集中在固定式打捆，采用用于廢品收集的液壓式打捆機，采用人工上料、人工穿繩捆扎，但是此種方式人工勞動強度高，生產(chǎn)率太低且成本高。另一種方式就是通過玉米聯(lián)合收獲機作業(yè)將摘完穗的玉米秸稈切碎或調(diào)質(zhì)，放置田間自然晾干，當秸稈降至合適的水分時利用撿拾打捆機、大方捆打捆機或圓捆機進行收獲。存在著纏繞、堵塞工作部件、結(jié)構(gòu)強度不足、捆型不整、密度低、可靠性不高的問題。

現(xiàn)階段，我國農(nóng)作物秸稈收儲運技術(shù)裝備整體水平較低，主要表現(xiàn)：一是技術(shù)水平低，秸稈收集加工技術(shù)裝備主要以小型牧草收集設(shè)備和小型飼料加工設(shè)備發(fā)展而來；二是結(jié)構(gòu)性矛盾突出，現(xiàn)有機型以小型為主，作業(yè)效率低，缺少與秸稈工業(yè)化利用相配套的大中型設(shè)備；三是機械化應(yīng)用范圍小，在農(nóng)作物秸稈收儲運等方面，機械化生產(chǎn)程度很低，許多方面的機械化生產(chǎn)還是空白；四是生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小、裝備落后，缺少先進技術(shù)的應(yīng)用。我國農(nóng)作物秸稈資源綜合利用率、工業(yè)化利用水平較低，農(nóng)作物秸稈原料集儲關(guān)鍵技術(shù)與裝備仍有許多空白，已有簡單小型技術(shù)已明顯落后，無法滿足農(nóng)作物秸稈規(guī)?；I(yè)利用快速發(fā)展的需求，因此，要大力加快高效、低成本農(nóng)作物秸稈原料的收集、運輸、處理和存儲運輸技術(shù)與裝備的自主研發(fā)，對于提高農(nóng)業(yè)裝備水平，解決嚴重制約農(nóng)作物秸稈規(guī)?；I(yè)利用的突出問題，促進農(nóng)作物秸稈資源的高效加工轉(zhuǎn)化和增值利用具有重要意義。