北京市農(nóng)作物秸稈綜合利用技術(shù)分析

○北京市農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗鑒定推廣站 滕 飛 李 震 張 莉 李傳友 劉京蕊 熊 波

北京農(nóng)作物秸稈種類多，分布廣泛，數(shù)量比較大的主要是玉米、小麥秸稈和蔬菜秸稈。尤其是山區(qū)半山區(qū)的作物秸稈，由于受地理條件限制，機(jī)械化操作困難，還沒有得到充分利用，存在焚燒隱患，影響首都大氣環(huán)境和優(yōu)美生態(tài)環(huán)境。再加上近年來設(shè)施農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，設(shè)施蔬菜廢棄物迅速增加，路邊隨意堆積現(xiàn)象嚴(yán)重。因此，北京市應(yīng)積極采取措施，加大大田秸稈、設(shè)施蔬菜廢棄物等農(nóng)作物秸稈綜合利用技術(shù)的示范應(yīng)用力度，全面提高資源化利用水平，從而消除堆積焚燒隱患。

近年來，北京市農(nóng)機(jī)推廣部門重點針對農(nóng)作物秸稈收集效率低、運輸成本高、產(chǎn)品附加值低等問題，結(jié)合北京市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點，圍繞大田作物秸稈、設(shè)施蔬菜廢棄物等不同類型農(nóng)作物秸稈，以京郊種植大戶、處理加工企業(yè)、農(nóng)機(jī)服務(wù)組織作為主要技術(shù)示范對象，根據(jù)北京市不同區(qū)域種植特點及設(shè)備運行現(xiàn)狀，因地制宜發(fā)展適用于各地區(qū)、各種類秸稈的高效收集拉運技術(shù)及高附加值產(chǎn)品加工技術(shù)，通過配套先進(jìn)機(jī)具、改良現(xiàn)有設(shè)備、規(guī)范操作流程等方式，集中開展農(nóng)作物秸稈綜合利用機(jī)械化技術(shù)的示范推廣，為全市秸稈綜合利用工作提供技術(shù)和設(shè)備支撐，最終從源頭上緩解秸稈焚燒壓力，改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，并且促進(jìn)農(nóng)村資源利用和農(nóng)民增收。

一、北京市農(nóng)作物秸稈綜合利用技術(shù)研究進(jìn)展

1. 秸稈高效粉碎還田技術(shù)

為提高大田秸稈粉碎還田效率和質(zhì)量，開展了秸稈高質(zhì)量機(jī)械化粉碎還田裝備及技術(shù)的示范推廣工作，對小麥秸稈粉碎還田質(zhì)量進(jìn)行了實地檢測。結(jié)果表明，檢測所用秸稈粉碎還田機(jī)為庫恩RM280，作業(yè)寬度 2.80m，配有Y型除茬通用刀片64片、錘形刀片32片。實測該機(jī)小麥秸稈粉碎平均長度8.39cm，粉碎長度合格率達(dá)96.67%（符合《JBT 6678～2001 秸稈粉碎還田機(jī)》標(biāo)準(zhǔn)要求），作業(yè)效果良好。

圖1 小麥秸稈粉碎情況

2. 秸稈機(jī)械化離田收集技術(shù)

為提高大田秸稈收集效率，促進(jìn)秸稈離田應(yīng)用，北京市引進(jìn)配套了大田作物秸稈撿拾堆垛車、秸稈機(jī)械裝載臂，并開展了設(shè)備應(yīng)用效果檢測試驗。

（1） 秸稈捆撿拾堆垛車牽引式秸稈捆撿拾堆垛車能快速完成撿拾、裝載和碼堆等全部工序，機(jī)械控制層疊成形，可以保證秸稈捆的緊密有序排列。配套拖拉機(jī)最小功率為50馬力，每批裝載量140捆（草捆橫截面355×440mm，長度約1000mm），約4t，最大工作坡度10°。現(xiàn)場檢測結(jié)果顯示，秸稈捆撿拾堆垛車僅需1人操作，最高作業(yè)速度16km/h，最高運輸速度48km/h，日均可處理1200～1600捆秸稈捆（單個秸稈捆的收集、輸送、堆垛擺放平均耗時11秒），單人作業(yè)效率是人工撿拾的7倍。

（2） 秸稈機(jī)械裝載臂可拆卸式拖拉機(jī)前置機(jī)械臂，加裝在1204拖拉機(jī)上，可根據(jù)作業(yè)需求安裝草叉、料斗等配件，實現(xiàn)秸稈抓取收集功能，在不使用機(jī)械臂時也不影響拖拉機(jī)的日常使用。機(jī)械臂最低點可托舉重量1200kg，最高點可托舉重量1050kg，最高托舉高度3.3m，最大卸料角度55°?，F(xiàn)場檢測結(jié)果顯示，秸稈機(jī)械裝載臂需要2個司機(jī)，1個人工輔助收集，日均可處理600～1200捆秸稈捆（單個秸稈捆的收集、堆垛擺放平均耗時28秒），單人作業(yè)效率是人工撿拾的1.50倍，尤其在收集大型秸稈捆時，效率提升更為明顯。

3.秸稈有機(jī)肥加工技術(shù)

秸稈有機(jī)肥加工采用好氧高溫堆肥技術(shù)，將大田作物秸稈、蔬菜爛秧爛果等植物性廢棄物粉碎，與牛糞等畜禽糞便混合后，添加菌劑進(jìn)行堆肥發(fā)酵，最后經(jīng)篩分裝袋后加工成為商品有機(jī)肥。該技術(shù)既消納了大量的農(nóng)業(yè)廢棄物，又可以減少化肥用量，提高作物品質(zhì)。

（1）配套裝備藤蔓切碎機(jī)、定量輸送機(jī)、雙軸攪拌機(jī)、物料提升機(jī)、翻堆機(jī)、篩分計量裝袋機(jī)。

（2）條堆式好氧發(fā)酵技術(shù)要點添加菌劑后將菌劑與原輔料混勻，并使堆肥的起始微生物含量達(dá)106 個/g以上；自然通風(fēng)時，高度1.00～1.50m,寬1.50～3.00m,長度任意；完整的堆肥過程由低溫、中溫、高溫和降溫四個階段組成。堆肥溫度一般在50～60℃，最高時可達(dá)70～80℃。溫度由低向高現(xiàn)逐漸升高的過程，是堆肥無害化的處理過程。堆肥在高溫（45～65℃）維持10天，病原菌、蟲卵、草籽等均可被殺死；堆肥溫度上升到60℃以上，保持48小時后開始翻堆。但當(dāng)溫度超過70℃時，須立即翻堆。翻堆時務(wù)必均勻徹底，將低層物料盡量翻入堆中上部，以便充分腐熟，視物料腐熟程度確定翻堆次數(shù)。

4.有機(jī)肥及液肥撒施機(jī)械化技術(shù)

為解決了目前大田有機(jī)肥撒施人工作業(yè)效率低、效果差的難題，北京市引進(jìn)配套了固態(tài)有機(jī)肥撒肥機(jī)和液態(tài)有機(jī)肥撒肥機(jī)，極大地提升了有機(jī)肥撒施效率，促進(jìn)了有機(jī)肥的規(guī)模化使用。

（1） 固態(tài)有機(jī)肥撒施機(jī)開展了有機(jī)肥機(jī)械化撒施效果研究。針對固態(tài)有機(jī)肥撒施車，設(shè)置矩形取樣區(qū)，在設(shè)備行進(jìn)路線上取5點，間隔4m；在設(shè)備幅寬方向取7點，間隔2m。放置大小相同（60cm*70cm）的取樣袋，在設(shè)備勻速通過后，收集取樣袋中的有機(jī)肥稱重（單位 kg），以取樣袋中的有機(jī)肥重量離散程度代表有機(jī)肥拋撒均勻度。

圖4 有機(jī)肥撒施車作業(yè)均勻度試驗設(shè)計示意圖

分析結(jié)果顯示，在正常作業(yè)速度6km/h和快速作業(yè)速度9km/h條件下，有機(jī)肥撒施車作業(yè)幅寬方向撒肥量均由中間向兩邊逐步減小，但單位面積撒肥量隨行進(jìn)速度增加而明顯減少（圖5所示）；兩種作業(yè)速度下，作業(yè)行進(jìn)方向撒肥均勻度均較高，作業(yè)效果良好。

圖5 有機(jī)肥撒施車應(yīng)用效果檢測

（2）液態(tài)有機(jī)肥撒施車針對液肥撒施車，布置連續(xù)取料桶，車內(nèi)灌裝清水進(jìn)行出水均勻度試驗，從而對16個分施口的施肥均勻度進(jìn)行檢測。由圖6可知，在正常作業(yè)壓強下（0.45bar）液肥施肥車各分施口出料量非常一致，整體均勻度達(dá)到了99%以上，且沒有滴漏、出水?dāng)嗬m(xù)現(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)用效果良好。

圖6 液肥撒施車應(yīng)用效果檢測

二、 存在問題及改進(jìn)措施

1.存在問題

（1）秸稈撿拾打捆機(jī)與秸稈撿拾堆垛車的配套問題秸稈撿拾堆垛車作業(yè)效率高，一次作業(yè)可實現(xiàn)秸稈捆收集、堆放、運輸?shù)裙ば?，大大?jié)省了人工；但使用中發(fā)現(xiàn)，該設(shè)備對秸稈捆要求較高，所收集的秸稈捆長寬需保持一致，且秸稈捆中間不能有凸起，必須保持較好的長方體形。目前我國普遍使用的秸稈撿拾打捆機(jī)有的存在捆形不標(biāo)準(zhǔn)、捆長不一致的問題，從而影響了秸稈捆機(jī)械化堆垛效果。

（2） 利用成本過高目前北京地區(qū)多數(shù)的秸稈處理企業(yè)普遍反映處理成本高、難度大，主要體現(xiàn)在收集和處理兩個環(huán)節(jié)。收集環(huán)節(jié)，由于種養(yǎng)區(qū)域分散，秸稈需要經(jīng)過較長路程的運輸才能到達(dá)處理企業(yè)；而農(nóng)作物秸稈密度小、占用空間大，導(dǎo)致運輸成本高，加上農(nóng)作物成熟時間不同、種植地塊較分散，也再次提高了運輸成本。處理環(huán)節(jié)，秸稈處理企業(yè)往往前期設(shè)備投入較大，希望能盡快收回成本，但目前秸稈處理產(chǎn)品市場接受度較低，銷量不高，短時間內(nèi)企業(yè)難以回本，挫傷了民間資本進(jìn)入秸稈處理產(chǎn)業(yè)的積極性。

2.相關(guān)建議

（1）加大政策扶持農(nóng)作物秸稈的高效收集拉運需要先進(jìn)設(shè)備支撐，然而先進(jìn)設(shè)備的高成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了普通農(nóng)民的承受范圍，政策支持必不可少。政府部門應(yīng)加大農(nóng)作物秸稈的高效收集拉運設(shè)備的補貼范圍和扶持力度，以此促進(jìn)秸稈的離田綜合應(yīng)用。一是加大設(shè)備補貼力度，對購置設(shè)備給予補貼，將秸稈收集拉運設(shè)備敞開補貼；二是對開展秸稈收集處理的農(nóng)機(jī)社會化服務(wù)組織給予補助，鼓勵發(fā)展主體多元、形式多樣、競爭充分的社會化服務(wù)，推行合作式、托管式等服務(wù)模式，通過政府購買服務(wù)等方式，支持經(jīng)營性服務(wù)組織從事秸稈收集處理等公益性服務(wù)。

（2）強化技術(shù)培訓(xùn)在工作中發(fā)現(xiàn)部分機(jī)手在秸稈打捆收集、秸稈有機(jī)肥堆垛等作業(yè)時操作不規(guī)范，導(dǎo)致秸稈捆變形、有機(jī)肥腐熟程度不一、青貯割茬過高等一系列問題。應(yīng)盡快完善現(xiàn)有的農(nóng)作物秸稈綜合利用設(shè)備的操作規(guī)范，并加大對機(jī)手的技術(shù)培訓(xùn)力度，以保證技術(shù)作業(yè)質(zhì)量。

（3）加強技術(shù)宣傳農(nóng)作物秸稈綜合利用工作的快速推進(jìn)，必須依靠強大的群眾基礎(chǔ)，因此，要擴(kuò)大技術(shù)影響力，讓群眾深刻了解這項工作的必要性和可行性。要深入田間地頭開展科技服務(wù)，依托已建立的技術(shù)示范點，用技術(shù)指導(dǎo)群眾，用示范帶動群眾，用效益吸引群眾，不斷提高農(nóng)民、農(nóng)業(yè)合作組織以及其它市場主體的積極性，引導(dǎo)他們主動參與到農(nóng)作物秸稈綜合利用行動中。同時要在各級媒體上大力宣傳農(nóng)作物秸稈綜合利用對于資源節(jié)約、保障糧食安全、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要意義，擴(kuò)大技術(shù)影響面，形成全社會、全民支持的有利氛圍。