秸稈飼料露天儲存技術(shù)方法

李景玉李延族潘慶君徐亞杰王曉明王笛李達(dá)孫萍萍袁英良

(1.白城市畜牧科學(xué)研究院，吉林 白城 137000；2.白城市動物衛(wèi)生監(jiān)督所，吉林 白城 137000；3.洮北區(qū)動物疫病預(yù)防控制中心，吉林 白城 137000)

引言

據(jù)統(tǒng)計，我國每年產(chǎn)生的農(nóng)作物秸稈量為6億～8億t，接近全世界年產(chǎn)量的50%[1,2]。吉林省作為大國糧倉之一，農(nóng)作物秸稈十分豐富，可收集資源量約3600萬t以上，玉米秸稈占84%。而且資源密度高、分布集中，在中部，單位耕地面積產(chǎn)出量達(dá)10.87t·hm-2，排名全國第1。在長久以來，農(nóng)作物秸稈始終是農(nóng)民生產(chǎn)生活和畜牧業(yè)發(fā)展取之不盡的可再生的寶貴資源。但目前只有30%左右的秸稈被用為草食家畜的粗飼料，其余大部分被用作燃料、廢棄或直接還田，不僅造成資源浪費，而且導(dǎo)致環(huán)境污染。隨著東北地區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟快速發(fā)展，農(nóng)民生活條件和農(nóng)村燃料結(jié)構(gòu)改變，作物秸稈逐漸變?yōu)檗r(nóng)產(chǎn)品廢棄物[3]，自20世紀(jì)80年代以來，受文化、環(huán)境、傳統(tǒng)等影響，焚燒秸稈一直作為農(nóng)作物收獲后的傳統(tǒng)處理方法[4]。焚燒過程中會產(chǎn)生大量的CO2、CO等氣態(tài)污染物污染環(huán)境，燃燒垃圾殘渣也會減少有機物質(zhì)的殘留[5,6]，使土壤理化性質(zhì)發(fā)生改變，降低了整個土壤的蓄水能力。此外，這種做法導(dǎo)致了農(nóng)業(yè)環(huán)境的退化[6]，目前許多研究表明，作物秸稈富含有機物質(zhì)[7,8]，產(chǎn)量大、分布廣、種類多，利用價值很高，同時具有適口性差、利用率低等主要特征[9]。

2019年，吉林省第十三屆人民代表大會常務(wù)委員會第十七次會議批準(zhǔn)《長春市農(nóng)作物秸稈露天焚燒和綜合利用管理條例》[10]，在條例中針對秸稈露天焚燒，規(guī)定各縣市區(qū)提出秸稈禁燒區(qū)劃定方案。隨著禁牧或限牧的政策實施，迫使草食家畜逐漸圈養(yǎng)，而且集約化飼養(yǎng)程度越來越高，市場對優(yōu)質(zhì)粗飼料的需求不斷提高。2020年10月，吉林省政府出臺了《吉林省“秸稈變?nèi)狻惫こ虒嵤┓桨浮?，大力推廣秸稈青(黃)貯、氨化、膨化和全混合日糧等加工技術(shù)，秸稈的規(guī)?；眯枰⒁?guī)范合理的收、儲、運系統(tǒng)，即包含有秸稈收集、儲藏和運輸環(huán)節(jié)直至加工利用的全部流程。目前，歐美等發(fā)達(dá)國家在玉米秸稈的運輸、儲存過程中主要施用機械設(shè)施完成且以集中性模式為主[11,12]，隨著我國對秸稈飼料的重視，在多數(shù)地區(qū)已建立起了秸稈收儲點[13]，但吉林省由于客觀條件的限制，秸稈飼料收儲能力不足，為促進(jìn)秸稈資源就地轉(zhuǎn)化、就近利用，露天儲存仍作為現(xiàn)階段的主要收儲手段，與室內(nèi)儲存相比，可降低成本，并方便運輸[14]。為貫徹落實生態(tài)文明“兩山”理論和“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)，加強秸稈收儲利用，如何解決大量秸稈露天儲存，防雨、防霉、保持新鮮狀態(tài)，確保達(dá)到飼料化利用標(biāo)準(zhǔn)，是秸稈利用環(huán)節(jié)中重要一環(huán)。本團隊在指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)的過程中經(jīng)過1a多的探索實踐，總結(jié)開發(fā)出秸稈飼料露天儲存技術(shù)為解決秸稈儲存問題提供方法。

1 秸稈露天收儲運中存在的問題

1.1 秸稈原料的自身屬性

秸稈原料作為農(nóng)作物生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物，種類十分豐富，來源廣泛。吉林省地區(qū)主要以玉米秸稈、水稻秸稈、麥類秸稈和豆類秸稈為主，豐富的秸稈資源給秸稈飼料的綜合應(yīng)用發(fā)展提供了良好的發(fā)展利用空間，但其自身特點決定了其不易運輸和儲藏的屬性，低密度、大體積和輕重量造成了打包困難和運輸成本較高、效率低下，易腐爛使其儲存難度加大，因此，合理的收集打捆方式、高效經(jīng)濟的運輸環(huán)節(jié)和科學(xué)的儲存技術(shù)是秸稈飼料規(guī)?；D(zhuǎn)化利用的重要保證。

1.2 秸稈原料的供應(yīng)

秸稈原料的供應(yīng)量受到農(nóng)作物生產(chǎn)的影響，根據(jù)不同年份的豐產(chǎn)情況、各農(nóng)戶企業(yè)自身收割方式和種植類型以及其他多種因素作用下其供應(yīng)量并不穩(wěn)定；并且秸稈原料來源空間分布廣泛、運輸半徑較大，由于北方地區(qū)農(nóng)作物收獲時間較為集中，秸稈原料也表現(xiàn)出階段性過剩的特點，在作物收獲后秸稈資源大量產(chǎn)生，其他時期卻面臨短缺的問題。這些特點提高了秸稈原料的集中運輸成本，制約了倉儲設(shè)施的建設(shè)，因此目前階段秸稈原料的收儲仍然以露天儲存為主。

1.3 秸稈原料的收儲運水平

秸稈原料的收儲運水平受到地區(qū)間的經(jīng)濟發(fā)展水平的影響，其秸稈原料的收儲運模式各不相同，機械化水平各不一致，從田間收集階段開始，收割、撿拾方式的不同，打包時的體積、密度的差異都顯著影響運輸和儲存過程中費用和方法，特別是打包類型的不同，散稈在運輸和儲藏中損失最大，圓捆運輸難度較高，方捆運輸方便但成本較大。從各地收集秸稈原料時應(yīng)當(dāng)注意其收獲模式或?qū)ζ溥M(jìn)行一定程度上的統(tǒng)一，否則將會對之后的運輸和儲存帶來一定困難。

2 露天儲存技術(shù)方法

2.1 存放地點

正確選擇合適的存放地點是秸稈飼料能夠長期露天儲存的關(guān)鍵，因此儲存秸稈草捆的地點要選擇地勢平坦、較高處、不存水的地塊，方便秸稈草捆堆垛，防止秸稈草捆受潮、受澇；同時也要考慮運輸及收集利用的便利，選擇離秸稈原料收集半徑、養(yǎng)殖場或加工場地較近并且交通便捷的地點，可以選擇空閑土地、鹽堿地等非利用土地，使用空閑土地的應(yīng)不影響之后的耕作規(guī)劃，存放地點應(yīng)同時滿足遠(yuǎn)離田間、地頭、路邊、電線、樹下和房屋的條件，以減少火災(zāi)隱患，并且需要設(shè)置防火警示標(biāo)識，同時按照有關(guān)消防規(guī)定設(shè)置消防水池、消火栓、滅火器等消防設(shè)施和消防器材，放置在標(biāo)識明顯、便于取用的地點。存放地點的周圍應(yīng)當(dāng)設(shè)置相應(yīng)的排水溝或排水帶，防止因下雨或冰雪融化導(dǎo)致的積水。

2.2 秸稈原料含水率控制

秸稈原料含水量對秸稈飼料的保存有著十分重要的影響，過高的水分含量會導(dǎo)致呼吸作用變強，溫度、濕度等環(huán)境條件得不到有效控制，秸稈草捆容易霉菌繁殖，霉?fàn)€損失率增加；過低的水分含量容易引起營養(yǎng)物質(zhì)流失、適口性下降等問題。因此在秸稈原料打包后，秸稈草捆內(nèi)部含水率應(yīng)控制在17%左右，從而有利于秸稈草捆的長期儲存。對秸稈草捆的含水率測定可以在實驗室中進(jìn)行，也可以使用微波爐烘干法測定，即將少量草樣稱重后放置于濾紙上，放入微波轉(zhuǎn)盤加熱，干燥5min后取出稱重，稱重后繼續(xù)加熱，然后每2min稱量1次樣品，直到草樣重量達(dá)到恒定重量，最后通過烘干前后重量差計算原料含水率。

2.3 草捆擺放

秸稈草捆的擺放要保證穩(wěn)固、整齊、數(shù)(容)量、減少風(fēng)蝕日曬的同時考量取用便利。秸稈草捆的擺放可以采用橫斷面成三角型梯級擺放，垛長根據(jù)場地情況而定。通常朝同一方向擺放利于取用，且長邊與本地常年風(fēng)向平行，如圖1所示，直徑1.4m的草捆擺放方法為第1層擺放5捆，第2層4捆，第3層3捆，第4層2捆，第5層1捆。

圖1 秸稈草捆的擺放

2.4 草垛苫蓋

為防止雨淋或雪淋，對擺放好的草垛，可以根據(jù)草垛長度，采購14道厚度、16m寬的塑料布進(jìn)行苫蓋，盡量使用整塊塑料布，如有拼接應(yīng)當(dāng)緊密接合在一起。草垛與草垛之間用挖掘機挖出50cm深度的排水溝，挖出來的土直接用來壓在地腳塑料布上。塑料布上面使用網(wǎng)繩進(jìn)行苫壓，網(wǎng)繩接近地面處使用編織袋裝土進(jìn)行牽引下壓。塑料布底腳與地面必須用土壓實，不能有大的空隙，否則大風(fēng)天時風(fēng)從下面鉆入，會使該處的塑料布?xì)?，則該處苫垛失敗，見圖2。

圖2 苫蓋后的秸稈草垛

2.5 草垛通風(fēng)

在草垛頂部和底部設(shè)置通風(fēng)裝置，可以防止秸稈草捆水分過低，受到酶氧化作用的影響造成損失，也可以防止草垛受潮霉?fàn)€。同時通風(fēng)裝置也可以防止秸稈草捆因周圍環(huán)境濕度大，致使干草水分升高，引起酶和微生物共同作用。導(dǎo)致干草內(nèi)溫度升高，因此也要經(jīng)常檢測草捆內(nèi)溫度。

2.5.1 草垛通風(fēng)裝置的制作

草垛頂部通風(fēng)設(shè)備的制作，采用直徑16cm、長度30cm雙壁波紋管與直徑相同的PVC材質(zhì)防雨帽利用木螺絲進(jìn)行固定結(jié)合在一起，在雙壁波紋管兩側(cè)打開兩個通風(fēng)口。草垛底部通風(fēng)，兩側(cè)采用直徑16cm、長度80cm雙壁波紋管，草垛2個堵頭采用直徑50cm、長度1m雙壁波紋管，見圖3。

圖3 草垛通風(fēng)設(shè)備

2.5.2 通風(fēng)裝置的安裝

頂部通風(fēng)裝置安裝在草垛正上方，將頂部塑料布鈍性破開將通風(fēng)裝置夾在2個草捆之間的縫隙內(nèi)，通風(fēng)裝置與塑料布間用透明膠布進(jìn)行固定。底部通風(fēng)裝置的安裝，將貼近地面處的塑料布掀起，將通風(fēng)管插入，形成外低內(nèi)高的高度差，使雨水不能倒灌，而后在塑料布上面用土壓住。通風(fēng)裝置間距約為25m左右設(shè)置1個。

圖4 草垛通風(fēng)設(shè)備安裝

2.5.3 通風(fēng)裝置的工作原理

通風(fēng)裝置安裝后，因上下通氣孔的作用破壞了“溫室效應(yīng)”，帶動了氣流流動，隨著垛內(nèi)氣流的上下循環(huán)和鼓風(fēng)作用的帶動下塑料布和網(wǎng)繩的上下浮動，通風(fēng)裝置將草垛內(nèi)空氣不斷吸入和排出，很好地解決了塑料布苫蓋下稻草高溫、潮濕的問題，達(dá)到了降溫、排濕、防霉的目的，使得秸稈草捆得以長久安全保存，見圖5。

圖5 經(jīng)過夏季保存后的秸稈草垛

3 結(jié)語

目前，大多數(shù)農(nóng)戶受傳統(tǒng)思想影響，對秸稈飼料利用性認(rèn)識不到位，在衡量時間和勞動成本后，選擇就地焚燒秸稈，導(dǎo)致收購量不足[15]。受秸稈供需關(guān)系、地區(qū)間資源爭奪、運輸技術(shù)裝備水平、農(nóng)村交通條件、組織和管理[12]等方面因素制約，使秸稈飼料運輸問題受到極大的影響。進(jìn)而產(chǎn)生秸稈飼料儲存的問題，針對吉林地區(qū)多數(shù)企業(yè)和農(nóng)戶，建設(shè)倉庫進(jìn)行室內(nèi)儲存造價高，地點選擇受到限制，相較而言露天儲存是基礎(chǔ)建設(shè)未完備以前的最優(yōu)模式，快速建立集中儲存場，收集周邊秸稈資源，避免為了趕進(jìn)農(nóng)時，圖方便省事，而采取田間焚燒的方式，避免因季節(jié)性秸稈資源供應(yīng)不足、收購成本等原因所引起的收支不平衡問題。

針對目前秸稈飼料收、儲、運環(huán)節(jié)存在問題的分析，本團隊通過實地考察、文獻(xiàn)資料[16,17]和總結(jié)生產(chǎn)實踐中的相關(guān)經(jīng)驗，提出解決秸稈原料從田間到養(yǎng)殖場(處理廠)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)集中儲存問題的實用技術(shù)，將田間—養(yǎng)殖場(處理廠)的中轉(zhuǎn)運輸模式改變?yōu)樘镩g—集中儲存—養(yǎng)殖場(處理廠)的中轉(zhuǎn)運輸模式，可以擴大秸稈收集半徑、節(jié)省加工利用企業(yè)建設(shè)儲草棚花費大量資金問題，解決企業(yè)因夏季秸稈儲存問題而不敢擴大生產(chǎn)規(guī)模的瓶頸；在運往加工利用企業(yè)之前可以對秸稈原料進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)?；A(yù)處理，為下一步秸稈加工利用提供質(zhì)量保障。這種增加集中儲存環(huán)節(jié)的中轉(zhuǎn)運輸模式，在沒有相當(dāng)資金支持的條件下可以進(jìn)行露天儲存，利用本文中所闡述的秸稈飼料露天儲存技術(shù)方法，能夠使秸稈實現(xiàn)露天大量儲存，解決露天儲存中出現(xiàn)的常見問題。該種方法技術(shù)簡便，成本低廉，易于操作，實用價值高，利國利民。隨著養(yǎng)殖業(yè)集約化、規(guī)?；难杆侔l(fā)展，秸稈必會成為發(fā)展畜牧業(yè)的重要資源[18]，而推廣秸稈儲存技術(shù)模式，能積極有力促進(jìn)草食畜牧業(yè)的快速發(fā)展，產(chǎn)生的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益顯著。