牧草加工機(jī)械化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

史永博

摘 要：牧草與農(nóng)作物秸稈是開(kāi)發(fā)潛力巨大的生物資源，大力推廣牧草和秸稈加工機(jī)械化技術(shù)，可提高畜牧飼養(yǎng)量，改善和保護(hù)環(huán)境，節(jié)約和利用能源，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村的可持續(xù)發(fā)展。闡述了牧草加工機(jī)械化技術(shù)的主要內(nèi)容和發(fā)展現(xiàn)狀，指出了牧草生產(chǎn)加工機(jī)械化發(fā)展中存在的問(wèn)題，提出了解決的建議與措施。

關(guān)鍵詞：牧草；秸稈；機(jī)械化；發(fā)展現(xiàn)狀

中圖分類(lèi)號(hào)：S817 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.03.045

牧草在這里不是單純指飼草，還包括可以用來(lái)加工飼料的其他植物及農(nóng)作物秸稈。它們不僅是發(fā)展畜牧業(yè)的基礎(chǔ)，也是重要的工業(yè)原料、生物能源，還可提取諸多的有益物質(zhì)；它們是一類(lèi)豐富的再生資源，是一類(lèi)開(kāi)發(fā)潛力巨大的生物資源。牧草與秸稈作物生產(chǎn)機(jī)械化是開(kāi)發(fā)此類(lèi)資源的最基本、最重要的工程技術(shù)。近年來(lái)，因各地秸稈加工機(jī)械化技術(shù)發(fā)展滯后，造成農(nóng)作物秸稈被大量焚燒，既污染了環(huán)境，又造成了生物資源的巨大浪費(fèi)。因此，大力推廣牧草和秸稈加工機(jī)械化技術(shù)，有利于提高牧草和農(nóng)作物秸稈加工機(jī)械化水平，提高秸稈利用率，增加畜牧飼養(yǎng)量，改善和保護(hù)環(huán)境，節(jié)約和利用能源，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村的可持續(xù)發(fā)展。

1 牧草加工機(jī)械化技術(shù)的主要內(nèi)容

現(xiàn)代牧草與秸稈作物生產(chǎn)機(jī)械化主要包括牧草收獲機(jī)械化、青飼料生產(chǎn)機(jī)械化和牧草秸稈加工機(jī)械化等。

1.1 牧草收獲機(jī)械化

所謂牧草收獲是將牧草切割、收集、調(diào)制成干草的田間作業(yè)過(guò)程，也稱(chēng)干草收獲。當(dāng)代牧草收獲機(jī)械化已發(fā)展成為一個(gè)龐大產(chǎn)業(yè)，遍布全世界，其典型的收獲機(jī)械系統(tǒng)包括：（1）往復(fù)式割草機(jī)、摟草機(jī)、集草機(jī)、垛草機(jī)；（2）割草機(jī)、摟草機(jī)、撿拾壓捆機(jī)、草捆裝運(yùn)機(jī)。

1.2 青飼料生產(chǎn)機(jī)械化

青飼料一般屬于牧草范疇，此處特指青貯飼料，所謂青飼料生產(chǎn)機(jī)械化指的是青貯飼料生產(chǎn)過(guò)程中的工程技術(shù)。當(dāng)代青飼料生產(chǎn)機(jī)械化典型生產(chǎn)系統(tǒng)是：（1）高稈青飼料生產(chǎn)系統(tǒng)，主要將高稈作物（如玉米稈等）進(jìn)行收獲青貯。（2）低稈青飼料生產(chǎn)系統(tǒng)，主要是青貯牧草等低稈作物，所使用的青飼料聯(lián)合收獲機(jī)械配用牧草收割臺(tái)。（3）半干青飼料生產(chǎn)系統(tǒng)，是將含水分為45%～55%的牧草進(jìn)行青貯，用割草機(jī)收割，再用摟草機(jī)摟成草條，也可用割草調(diào)制機(jī)完成割草和摟草工作，然后用帶有撿拾器的青飼料聯(lián)合收獲機(jī)械，將草條撿拾、切碎、拋擲至運(yùn)輸車(chē)中。

1.3 牧草、秸稈加工機(jī)械化

加工目的是提高產(chǎn)品性能質(zhì)量，增加產(chǎn)品品種和附加值，提高其商品性。現(xiàn)代牧草秸稈加工有物理加工、化學(xué)加工和微生物過(guò)程，加工過(guò)程所需要的工程技術(shù)，統(tǒng)稱(chēng)為牧草秸稈加工機(jī)械化。當(dāng)代加工過(guò)程主要有切（揉、粉）碎、高密度壓捆、壓塊（顆粒）、熱噴、堿化、氨化、復(fù)合處理、青貯和壓榨提取等。

2 我國(guó)牧草生產(chǎn)加工機(jī)械化發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 牧草生產(chǎn)加工機(jī)械化發(fā)展歷程

（1）從1958年到1975年，近20年時(shí)間里我國(guó)已能夠批量生產(chǎn)割草機(jī)、摟草機(jī)、集草器、垛草機(jī)。牧草收獲從割草到摟草，到集草，到垛草，再到運(yùn)輸，都可以由機(jī)械來(lái)完成，牧草收獲機(jī)械系統(tǒng)已經(jīng)完成。后來(lái)我國(guó)又研制生產(chǎn)了撿拾壓捆機(jī)、草捆裝載機(jī)、側(cè)向摟草機(jī)、大圓草捆機(jī)、大圓草捆裝運(yùn)機(jī)，1975年旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)開(kāi)始批量生產(chǎn)。經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，在我國(guó)已經(jīng)形成了較完整的天然草地（或產(chǎn)量不高的人工草地）牧草收獲機(jī)械系統(tǒng)，以及正在興起的人工種植草場(chǎng)牧草收獲機(jī)械系統(tǒng)。1980年以后，為適應(yīng)我國(guó)農(nóng)村體制改革，一批與小四輪拖拉機(jī)配套的小型割草機(jī)、摟草機(jī)、集草器等牧草收獲機(jī)械很快研制成功。

（2）我國(guó)采用機(jī)械技術(shù)青貯飼料是20世紀(jì)50年代以后發(fā)展起來(lái)的。至50年代中后期，我國(guó)已有多家工廠生產(chǎn)青飼料切碎機(jī)，同時(shí)，注意引進(jìn)青飼料收獲機(jī)械。1979年開(kāi)始生產(chǎn)通用式青飼料收獲機(jī)械，僅幾年的時(shí)間，我國(guó)已能生產(chǎn)不少系列的現(xiàn)代化青飼料收獲機(jī)械。生產(chǎn)青飼料切碎機(jī)（鍘草機(jī)）的廠家遍布全國(guó)，至1992年，我國(guó)青貯飼料已達(dá)5000×104 t以上，氨化飼料6000×104 t，在2000年青貯達(dá)1.2×108 t。

（3）干草壓塊機(jī)研制成功是在20世紀(jì)80年代末，有環(huán)模式和活塞壓縮式，之后對(duì)秸稈的壓塊進(jìn)行了廣泛的研究。80年代中期，高密度壓捆機(jī)在我國(guó)開(kāi)始應(yīng)用，1988年我國(guó)成功研制了液壓高密度壓捆機(jī)，密度達(dá)到350 kg/m3以上。80年代末，揉碎機(jī)開(kāi)始應(yīng)用，化學(xué)處理、袋裝青貯技術(shù)逐步在我國(guó)進(jìn)行推廣應(yīng)用。

（4）目前，我國(guó)牧草機(jī)械已基本形成了牧草收獲與貯存、牧草青貯、牧草飼料加工等牧草機(jī)械結(jié)構(gòu)體系。

2.2 主要牧草加工機(jī)械性能特點(diǎn)

2.2.1 割草機(jī)

割草機(jī)是牧草收獲的第一機(jī)械，擁有量最多，使用面也最廣泛，分成往復(fù)式割草機(jī)和旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)兩大類(lèi)。往復(fù)式割草機(jī)是依靠切割器的割刀和定刀間相對(duì)運(yùn)動(dòng)剪切作物完成切割過(guò)程。往復(fù)式割草機(jī)由拖拉機(jī)輸出軸驅(qū)動(dòng)，割草幅面寬，切割后牧草擺放整齊，便于打捆和拾取，適于在平整土地作業(yè)。旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)，它依靠高速旋轉(zhuǎn)的刀盤(pán)帶動(dòng)刀片切割牧草，作業(yè)速度可高達(dá)12 km/h以上，由于速度高，旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)適應(yīng)性強(qiáng)，尤其適應(yīng)高產(chǎn)作物和灌木叢作業(yè)，但耗能比往復(fù)式割草機(jī)高得多。

2.2.2 摟草機(jī)

摟草機(jī)是牧草收獲的第二大通用機(jī)械，其基本動(dòng)能是將割后散鋪在地面上的牧草摟集成，利于干燥、利于繼續(xù)作業(yè)的草條，基本要求是牧草含水分40%～45%時(shí)適時(shí)摟集成草條，草條蓬松，草條均勻整齊，草條中夾雜少，損失少。有的摟草機(jī)還有攤翻草、合并草條、移動(dòng)草條等功能。

2.2.3 撿拾壓捆機(jī)

撿拾壓捆機(jī)主要由撿拾器、輸送喂入器、草捆室、壓縮裝置、草捆長(zhǎng)度控制器、捆束裝置、密度調(diào)節(jié)和傳動(dòng)系等組成。其工藝過(guò)程是：撿拾器將田間草條撿起，由輸送喂入器向草捆室喂入，喂入一次，將其壓縮成一個(gè)草片，待多個(gè)草片在草捆室內(nèi)長(zhǎng)度達(dá)到要求時(shí)，由草捆長(zhǎng)度控制器啟動(dòng)捆束裝置開(kāi)始捆束，捆束好的草捆在草捆室內(nèi)陸續(xù)從后出口排出機(jī)外，用改變草捆室后出口壁傾斜量來(lái)調(diào)節(jié)草捆密度。撿拾器是凸輪控制彈齒式撿拾器，輸送器有齒式和螺旋推進(jìn)器式，有繩捆和金屬絲捆束裝置。撿拾壓捆機(jī)對(duì)捆束材料要求較嚴(yán)格，捆繩和金屬絲已標(biāo)準(zhǔn)化。

2.2.4 自走式青貯飼料收獲機(jī)

青貯飼料收獲機(jī)一般由收獲臺(tái)和主機(jī)兩大部分組成，收獲臺(tái)分為低稈收獲臺(tái)、高稈收獲臺(tái)和撿拾收獲臺(tái)。一臺(tái)主機(jī)可以分別與這三種收獲臺(tái)配套使用。

青飼料收獲機(jī)主機(jī)包括喂入器、切碎器和拋送裝置，喂入器由上下壓輥組成，由活節(jié)分別傳動(dòng)上下喂入輥，當(dāng)切碎器或喂入輥發(fā)生堵塞時(shí)，可使其反轉(zhuǎn)，將堵塞的物料吐出，排除故障。其傳動(dòng)系中還有安全器，超負(fù)荷時(shí)起保護(hù)作用。被喂入的莖稈在喂入輥夾持下，由切刀和底刀切碎。切刀有盤(pán)式和筒式，較多的是筒式切碎器，切刀螺旋排列在滾筒圓柱面上，刀片采用碳化鎢處理，又有自動(dòng)磨刃裝置。切碎段由拋送器拋送出機(jī)外，拋送筒可以轉(zhuǎn)向?qū)?zhǔn)飼料車(chē)，其拋送距離、高度均可在作業(yè)時(shí)由駕駛員控制，還可改變喂入輥和切碎器傳動(dòng)比或切碎器上刀片數(shù)，調(diào)節(jié)切碎長(zhǎng)度。為了進(jìn)一步滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，在當(dāng)前一些青飼料收獲機(jī)切碎器后面加上一對(duì)破碎輥，進(jìn)一步弄碎切碎段，輥間常用電子自動(dòng)快速反應(yīng)聯(lián)結(jié)器控制。

2.2.5 鍘草機(jī)

按照刀具切割方式，可分為滾刀式鍘草機(jī)和盤(pán)刀式鍘草機(jī)，主要由輸送機(jī)構(gòu)、喂入夾持機(jī)構(gòu)、鍘切部件和拋送機(jī)構(gòu)組成。滾刀式鍘草機(jī)切碎省力平穩(wěn)；盤(pán)式鍘草機(jī)的切碎器是盤(pán)狀底刀。盤(pán)狀切碎器一般結(jié)構(gòu)是在回轉(zhuǎn)架上裝有若干刀片，刀片有曲線(xiàn)狀和直線(xiàn)狀的，盤(pán)式鍘草機(jī)對(duì)負(fù)荷變化適應(yīng)性較好，但其切碎平穩(wěn)性較滾筒式鍘草機(jī)差。

2.2.6 揉碎機(jī)

揉碎機(jī)是我國(guó)20世紀(jì)80年代末研制的秸稈加工機(jī)械。它主要是彌補(bǔ)鍘草機(jī)只能切斷而無(wú)法破節(jié)的不足，針對(duì)性地解決秸稈破節(jié)、揉碎的問(wèn)題，提高飼料的適口性。揉碎機(jī)主要由帶有錘片的轉(zhuǎn)子、定刀、擊搓板和拋送風(fēng)機(jī)組成，通過(guò)轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)，使錘片在定刀間隙內(nèi)通過(guò)時(shí)將秸稈撕裂。同時(shí)，利用慣性將秸稈摔打在擊搓板上，使秸稈破節(jié)后拋出。目前我國(guó)揉碎機(jī)一般配套動(dòng)力為7.5～11 kW的電機(jī)和小四輪拖拉機(jī)。

2.2.7 壓塊機(jī)和制粒機(jī)

牧草壓塊和制粒的主要目的是方便儲(chǔ)藏管理和運(yùn)輸，可含一個(gè)完整的混合配比。目前，壓塊機(jī)和制粒機(jī)主要有平模和環(huán)模兩種類(lèi)型，單機(jī)又分為單軸和雙軸兩種形式。國(guó)內(nèi)自行生產(chǎn)的壓塊機(jī)和制粒機(jī)生產(chǎn)效率在2 t/h以下，這樣廠家很多。國(guó)外的WEDS型機(jī)雙頭草塊壓塊系統(tǒng)自動(dòng)化程度較高，生產(chǎn)效率是2 t/h 。

3 我國(guó)牧草加工機(jī)械化存在的問(wèn)題與解決措施

3.1 牧草加工機(jī)械化水平低

牧草加工機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化水平低，核心技術(shù)缺乏，發(fā)展動(dòng)力不足。我們的草場(chǎng)面積和美國(guó)差不多，單位草場(chǎng)面積投入的機(jī)械量只有美國(guó)的5%，而且小型機(jī)械占比很大。收割機(jī)械和加工設(shè)備普遍存在技術(shù)含量低、品種少、性能差等問(wèn)題。大部分廠家只能生產(chǎn)割草機(jī)、粉碎機(jī)等簡(jiǎn)單機(jī)械，膠輥、打結(jié)器等關(guān)鍵部件制造技術(shù)不過(guò)關(guān)；打捆機(jī)雖有國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品，但由于效率和質(zhì)量等原因，只適合小規(guī)模加工戶(hù)。一些進(jìn)口的打捆機(jī)等高擋機(jī)械，售后服務(wù)能力不足，配件難買(mǎi)到，且價(jià)格昂貴。因此，政府要加大牧草加工機(jī)械的支持力度，盡可能地將更多的牧草加工機(jī)械納入到國(guó)家農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼項(xiàng)目中來(lái)；我國(guó)科研人員要加大研發(fā)力度，加大牧草播種機(jī)、青飼收獲機(jī)、旋轉(zhuǎn)割草機(jī)、揀拾壓捆機(jī)的研究和推廣，向著收獲、輸送、儲(chǔ)備、加工、固化、包裝、銷(xiāo)售一體化方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)牧草加工全程機(jī)械化。

3.2 對(duì)牧草加工機(jī)械化認(rèn)識(shí)不足

提高對(duì)牧草加工機(jī)械化的認(rèn)識(shí)，發(fā)展牧草加工機(jī)械化，提高秸稈的飼料化利用技術(shù)，可以減少焚燒秸稈帶來(lái)的負(fù)面影響。大力宣傳推廣秸稈青貯聯(lián)合收獲機(jī)械化配套技術(shù)，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，提高飼草品質(zhì)，把我們的畜牧業(yè)發(fā)展壯大，既有可觀的經(jīng)濟(jì)效益，還可以帶來(lái)良好的社會(huì)效益和環(huán)境效益。

3.3 機(jī)械操作使用人員技術(shù)素質(zhì)低

我國(guó)大部分牧草加工機(jī)械設(shè)備使用者文化程度低，操作水平差，一定程度上制約了牧草加工機(jī)械化的發(fā)展。要解決此問(wèn)題，就必須有足夠的技術(shù)支持，安排專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員對(duì)機(jī)手進(jìn)行培訓(xùn)。同時(shí)，利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，使牧草機(jī)械的操作者能及時(shí)了解設(shè)備及技術(shù)相關(guān)信息。

4 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)牧草加工機(jī)械化技術(shù)設(shè)備近年來(lái)取得一定的成績(jī)，但與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)相比，在科技程度、可靠性及成品飼料質(zhì)量等方面都存在著不小的差距，我國(guó)相關(guān)技術(shù)人員要充分利用現(xiàn)代化技術(shù)，密切我國(guó)實(shí)際，吸取國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，努力工作，以縮小和發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)差距。

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