玉米秸稈綜合利用機械化技術研究

范玉萍

摘要：玉米秸稈是不可多得的可再生資源，其綜合利用前景非常廣闊。詳細闡述玉米秸稈“五化”利用模式，指出需要技術配套、性能適宜的機械化手段，才能實現(xiàn)良好的秸稈利用效果。

關鍵詞：秸稈；玉米；綜合利用；機械化

中圖分類號：S513 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2016）10-0041-02

2015年，我國玉米產(chǎn)量達到2億t，按照玉米與秸稈比1.0∶1.3～1.0∶1.6計算，大約產(chǎn)生玉米秸稈2.6～3.2億t。傳統(tǒng)的秸稈利用方式主要是作為燃料和飼料加以消耗，隨著農村經(jīng)濟和能源結構的調整，畜牧業(yè)集約化，燃料使用多樣化，如今傳統(tǒng)方式每年能夠消耗利用的秸稈數(shù)量已不到總量的1/3。大量的秸稈作為廢棄物亂堆亂放，一些農民為了方便耕種，往往野外點火一燒了之，造成環(huán)境污染和安全隱患。各級政府雖三令五申，甚至罰款、拘留，但仍難以阻止此類現(xiàn)象的不斷發(fā)生。為此，很多地方農業(yè)部門也動腦筋、想辦法，“化堵為疏”“變廢為寶”，為秸稈找出路，但很多方式往往因為技術、成本等問題難以持續(xù)，而缺乏相應的機械化手段是造成這一現(xiàn)象的主要因素。

按照農業(yè)部提出的玉米秸稈“五化”利用模式，即肥料化、飼料化、燃料化、基料化、原料化，可以看出玉米秸稈的綜合利用前景非常廣闊，是不可多得的可再生資源。在各種模式的很多環(huán)節(jié)中，都需要技術配套、性能適宜的機械化，才能實現(xiàn)良好的利用效果。

1 秸稈“肥料化”

玉米秸稈根茬還田是玉米秸稈的主要利用途徑之一，也是實施保護性耕作、促進農業(yè)增產(chǎn)增收的重要方式。秸稈中含有粗纖維和豐富的氮、磷、鉀等微量元素，屬于天然的土地“滋補營養(yǎng)品”，通過粉碎或堆漚還田，可以明顯增加土壤有機質，使土壤結構變得疏松、孔隙增大，改善土壤水、肥、氣、熱等物理性狀，增肥地力，改良土壤。實踐證明，秸稈還田對于保持土地生產(chǎn)能力的持續(xù)性、治理鹽堿地和中低產(chǎn)田改造，是最為可行的高效率、低成本、易推廣的農藝措施。

若要取得良好的秸稈還田農藝效果，就必須設計科學合理的機械化作業(yè)流程，設定符合本地農藝要求的作業(yè)參數(shù)。例如，其主要流程為機械化收獲—秸稈粉碎—旋耕（深松）整地—免耕施肥播種等，需要考慮的技術參數(shù)主要有還田時間、粉碎長度、還田量、配套措施等，還要綜合考慮減少機組進地次數(shù)和降低作業(yè)成本等。還田時間應在保證玉米產(chǎn)量和品質的前提下，盡早收獲果穗和粉碎秸稈，以利于秸稈腐解還田。收獲時應以玉米收獲機配置粉碎裝置一次作業(yè)為佳，秸稈粉碎長度應不大于10 cm，細碎為宜，根茬高度不大于12 cm（高茬覆蓋的除外），如粉碎效果不理想，也可在收獲后采用秸稈粉碎機單獨作業(yè)。秸稈還田量一般以30%～50%為宜，如還田量過大影響后期農藝作業(yè)時，可采用秸稈摟草機和撿拾打捆機聯(lián)合作業(yè)，回收過量秸稈。配套措施主要有撒施秸稈腐熟劑、增施速效氮肥；采用旋耕機、圓盤耙、深翻犁或深松機進行相應的混土、翻埋、松土、鎮(zhèn)壓等作業(yè)，防止秸稈散失并加速秸稈腐解；播種時宜采用具有良好通過性和作業(yè)效果的免耕施肥播種機；后期機械化藥劑除草時應注意地面秸稈的遮擋作用，人工清除或進行補充除草。

2 秸稈“飼料化”

有關化驗結果表明，玉米秸稈含有30%以上的碳水化合物、2%～4%的蛋白質和0.5%～1.0%的脂肪，營養(yǎng)豐富，總能量與牧草相當。對食草動物而言，2～3 kg的玉米秸稈增重凈能相當于1 kg的玉米籽粒，特別是經(jīng)青貯、黃貯、微貯、氨化或糖化等處理后，可提高利用率、采食率和消化率，降低了飼養(yǎng)成本，效益更為可觀。因此，對玉米秸稈進行精細化的加工處理，制作成高營養(yǎng)、耐貯藏的牲畜飼料，不僅有利于發(fā)展畜牧業(yè)，而且通過秸稈過腹還田，更具有良好的生態(tài)效益和經(jīng)濟效益。

現(xiàn)在的秸稈“飼料化”技術和機械化手段有多種，必須因地制宜采用合適的方式進行秸稈處理。首先是回收、制備秸稈原料，一般采用玉米收獲機、秸稈摟草機、秸稈打捆機聯(lián)合作業(yè)，回收田間過剩的碎秸稈；青飼玉米可直接使用青飼料收割機粉碎、收獲；已經(jīng)收割回收的玉米整稈可使用秸稈切草機進行鍘切、粉碎。機械化回收、制備秸稈原料的要求是粉碎程度適當、含土率低。秸稈“飼料化”加工技術主要有幾種，一是利用秸稈揉絲粉碎機將秸稈揉搓粉碎成絲狀，混合添加精飼料直接飼喂牲畜；二是采用秸稈飼料顆粒機組進行粉碎、攪拌和擠壓成型，通過加入添加劑或生物菌劑，以及高溫擠壓的熟化作用，可使秸稈飼料顆粒具有消化率高、應用范圍廣和便于儲運的特點；三是貯藏發(fā)酵，將秸稈鍘切粉碎到相應程度，調節(jié)水分、添加氮素或生物菌劑、密閉貯藏，通過“青貯”“黃貯”“微貯”或氨化等，獲得優(yōu)良的飼料；四是“裹包貯藏”，采用秸稈打包機對粉碎的秸稈進行打包，同時調節(jié)水分、添加生物菌劑等，并使用包膜機進行包膜密封，即可制成營養(yǎng)豐富、便于儲運的牲畜飼料——“草罐頭”。

3 秸稈“燃料化”

玉米秸稈經(jīng)過加工處理作為燃料，熱值可達

15 906.2～17 580.5 kJ/kg，相當于0.5～0.7 kg的標準煤，而且升溫更快、成本更低、廢氣排放更加環(huán)保。其應用模式主要有：一是采用秸稈摟草機、秸稈打捆機聯(lián)合作業(yè)，將玉米秸稈加壓打捆，直接作為生物質發(fā)電的燃料；二是將秸稈粉碎，與添加物混合生成清潔能源——沼氣，或將粉碎秸稈經(jīng)過氣化爐熱解、氧化和還原反應轉變成可燃氣體；三是將玉米秸稈粉碎后，使用秸稈燃料成型機進行熱壓、增密、成型，制成塊棒狀生物質燃料——“秸稈煤炭”，它具有比重大、熱值高、燃燒好、成本低、使用方便、潔凈衛(wèi)生等優(yōu)點，便于貯存和運輸，是一種應用廣泛的新型環(huán)保、清潔、可再生燃料。

4 秸稈“基料化”

秸稈基料（基質）是指以秸稈為主要原料加工或制備的，既能為動物、植物及微生物生長提供良好條件，也能提供一定營養(yǎng)的有機固體物料。玉米秸稈含有豐富的纖維素和木質素等有機物，是栽培食用菌的好材料，其經(jīng)過秸稈粉碎機處理成適當大小的碎塊，再通過添加輔料、拌料、滅菌、接種等一系列加工，配制成食用菌的栽培基料。生產(chǎn)鮮菇后剩余的蘑菇糠是一種帶菇香味的富含營養(yǎng)的菌體蛋白飼料，也可作為優(yōu)質有機肥還田。目前，利用秸稈基料種植食用菌技術成熟，資源效益和經(jīng)濟效益較高，該項技術的應用推廣可使農業(yè)資源多級增值，既能大量利用玉米秸稈，又能節(jié)省林木資源，減少環(huán)境污染，增加農民收益。

5 秸稈“原料化”

由于玉米秸稈的纖維含量高、組織結構強，通過加工可成為性狀優(yōu)良的天然原料：一是作為生態(tài)造紙的主要原料；二是用作建筑裝飾材料，如秸稈輕體門板、輕型墻體隔板等；三是生產(chǎn)可降解的包裝材料，如一次性餐具、快餐盒等；四是生產(chǎn)工業(yè)原料淀粉、酒精等。其主要作業(yè)環(huán)節(jié)有輸送、粉碎、攪拌、擠壓及工業(yè)處理等，都需要相應的作業(yè)機具。

6 結語

從玉米秸稈綜合利用的主要技術路徑來看，無論是就地直接還田，還是收集轉移出田間資源化綜合利用，都需要農業(yè)機械化的全面配合，使用相關的作業(yè)機組分別完成收集、運輸、鍘切、粉碎、打包、攪拌混合、擠壓成型等各種處理任務，其作業(yè)質量也直接決定了秸稈利用模式的成敗。因此，有待于進一步研究，以促進玉米秸稈綜合利用與機械化技術的相輔相成。

參考文獻

[1] 侯方安.玉米秸稈飼料加工十大技術[J].農民科技培訓，2007（8）：12-13.

[2] 宋芳.玉米收獲機秸稈切碎刀的試驗研究[D].長春：吉林農業(yè)大學，2011.

[3] 楊治平.玉米秸稈利用概況及秸稈發(fā)酵前景展望[J].當代農機，2010（8）：70-71.

[4] 蘇桂華，徐艷榮.玉米秸稈燒荒引發(fā)的思考[J].農業(yè)與技術，2012（2）：1-2.

[5] 李娟娟，黃正勇，趙賽春，等.不同添加物對玉米秸稈發(fā)酵的影響[J].飼料廣角，2016（20）：32-33.

[6] 閻金龍.玉米秸稈的高值化應用[D].濟南：齊魯工業(yè)大學，2013.

[7] 于玲，張海濤.淺談江蘇省不同作物秸稈的多種形式利用[J].農業(yè)環(huán)境與發(fā)展，2013（2）：80-82.

[8] 廖惠珍.混合比率和添加劑對水葫蘆甘蔗梢及象草玉米秸稈混合青貯品質的影響[D].福州：福建農林大學，2011.

[9] 楊光，李紅標.農作物秸稈綜合利用技術探討[J].農業(yè)科技與裝備，2015（6）：6-7.