農(nóng)作物秸稈飼料加工機械的應(yīng)用及發(fā)展

邱洪獻

摘要：農(nóng)作物的秸稈是寶貴的自然資源，我國對秸稈的處理也采用了多種多樣的方式，通過對秸稈回收處理的現(xiàn)狀及應(yīng)用方式的介紹，總結(jié)出傳統(tǒng)的秸稈加工飼料的方式與特點，并說明現(xiàn)代化機械加工秸稈飼料的方法與分類，總結(jié)了秸稈飼料機械化加工的未來發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：秸稈；飼料；機械化加工

中圖分類號：S816文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.11.062

在我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)中農(nóng)作物秸稈的產(chǎn)量很大，由于秸稈中含有蛋白質(zhì)、纖維素等很多有價值成分，因此，對其的處理應(yīng)給與足夠的重視。農(nóng)作物秸稈的主要用途包括生活原料供應(yīng)、牲畜飼料喂養(yǎng)、造紙及工業(yè)原料以及肥料和其他手工業(yè)原料使用。由于我國對秸稈的利用程度不高，很多秸稈因無法處理而被焚燒或丟棄，這不僅容易引發(fā)火災(zāi)，還導(dǎo)致了嚴重的環(huán)境污染。由于畜牧業(yè)需要大量的農(nóng)作物秸稈進行牲畜喂養(yǎng)，因此，秸稈的飼料加工是農(nóng)作物秸稈處理的一個新方向。通過專用的機械設(shè)備將秸稈加工成塊狀或顆粒狀肥料，使秸稈具有天然的成熟香味，提高牲畜對飼料的食用量。

1農(nóng)作物秸稈的處理現(xiàn)狀及應(yīng)用范圍

1.1秸稈回收處理現(xiàn)狀

我國對于農(nóng)作物秸稈的回收利用仍處于發(fā)展階段，其回收率與利用率與發(fā)達國家相比仍有一定差距。對農(nóng)作物秸稈的利用及回收管理工作始于20世紀70年代，為了促進秸稈處理利用的相關(guān)科學研究，農(nóng)業(yè)主管部門先后頒部了多項關(guān)于秸稈處理利用的政策和通知，并在全國各地建設(shè)了秸稈回收利用先進示范縣，為秸稈回收利用奠定了基礎(chǔ)并起到了良好的示范作用。為規(guī)范化秸稈回收利用的相關(guān)要求及途徑，國務(wù)院先后頒部了《全國秸稈養(yǎng)畜過腹還田項目發(fā)展綱要》《秸稈禁燒和綜合利用管理辦法》以及《“十二五”農(nóng)作物秸稈綜合利用實施方案》，力爭通過十年的時間將秸稈的規(guī)范化治理落實到全國各地。為了明確秸稈資源的利用率，并方便對利用情況進行調(diào)查，農(nóng)業(yè)部制定了《農(nóng)作物秸稈資源調(diào)查與評價技術(shù)規(guī)范》，以便對秸稈的利用情況進行科學合理的分析與評價。我國農(nóng)作物年產(chǎn)量近7億t，秸稈所蘊含的能源及其它資源可開發(fā)性巨大，盡管近年來我國秸稈回收工作取得一定的成績，但很多地區(qū)仍然存在著農(nóng)作物秸稈處理途徑不足、隨意焚燒及丟棄的現(xiàn)象，這不僅造成了資源的浪費，更造成了環(huán)境的污染?，F(xiàn)階段已明確的秸稈應(yīng)用途徑包括了秸稈飼料化、秸稈燃料化、秸稈材料化以及秸稈基料化等。因此，在針對秸稈眾多的應(yīng)用途徑面前，相關(guān)的研究及農(nóng)業(yè)工作人員應(yīng)深入探索秸稈利用的技術(shù)與途徑。

對于以秸稈作為飼料喂養(yǎng)牲畜的方式，在我國通常只采用未加工而直接喂養(yǎng)的方式，或通過鍘刀將秸稈切成小段進行喂養(yǎng)，牲畜食用這種秸稈其消化率低，所能吸收的營養(yǎng)成分有限，牲畜對于此飼料的喜好程度也不高，很難滿足長期喂養(yǎng)的需要。隨著農(nóng)業(yè)機械水平的不斷提高，青貯收獲機在牧區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用，通過青貯過程的微發(fā)酵處理，秸稈和糧食的混合飼料的營養(yǎng)及口感有很大提高，并伴隨著科學飼養(yǎng)技術(shù)和快速育肥技術(shù)的進步，我國對秸稈的飼料化加工也提出了新的要求。近年來，大量通過機械化生產(chǎn)線所生產(chǎn)的熟制成品秸稈飼料紛紛投入市場，為秸稈的飼料化處理和畜牧業(yè)的飼料使用方向提供了新思路。

1.2秸稈應(yīng)用范圍

隨著工業(yè)及生產(chǎn)加工技術(shù)的不斷進步，對于農(nóng)作物秸稈利用可以應(yīng)用的技術(shù)也越來越多，現(xiàn)階段常用的技術(shù)及方法主要包括以下幾方面：

（1） 利用秸稈制作農(nóng)用肥料。秸稈含有大量的蛋白質(zhì)及其它營養(yǎng)成分，通過一定的加工與處理能夠?qū)⒔斩捴谱鞒捎欣谵r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的天然肥料，通常的處理方式包括牲畜的過腹還田、秸稈的田間覆蓋種植及秸稈翻埋入土壤自然降解等方式，由于過腹還田及自然降解對秸稈的利用效率低、速度慢，通常農(nóng)業(yè)利用秸稈的方式選用地表覆蓋還田，這也是保護性耕作技術(shù)中的一種，由于先進的自走式收獲機能將秸稈進行破碎處理，這對保護性耕作技術(shù)創(chuàng)造有利條件。

（2） 利用秸稈制作牲畜飼料。秸稈是畜牧業(yè)中重要的飼料資源，很多發(fā)達國家對于秸稈制作飼料的技術(shù)都相當重視且大力開發(fā)，目前能夠應(yīng)用的秸稈飼料化處理技術(shù)包括秸稈青貯、堿化、氨化、微貯等，經(jīng)過處理后的秸稈飼料其營養(yǎng)成分更利于牲畜吸收，大大提高了秸稈飼料的利用程度。

（3） 利用秸稈制作生活及生產(chǎn)燃料。將秸稈收集并發(fā)酵氣化處理，能夠產(chǎn)生大量的沼氣，它是農(nóng)村區(qū)域性燃料供給的良好能源，同時，利用秸稈中的葡萄糖將其處理后能夠獲得工業(yè)上使用的酒精資源，這對傳統(tǒng)能源的節(jié)約和新能源的利用都提供了新的思路。

（4） 利用秸稈制作生活材料。通過對秸稈進行粉碎并與固化材料相溶合，可以生產(chǎn)制造與木制品同樣質(zhì)量的人工纖維板及其他板材。同時，由于秸稈中含有大量的纖維素，利用這一特點將碎秸稈加工成漿，可以用來制造生活和工作用紙以及一次性餐具等生活必須品，這是傳統(tǒng)木材的良好替代材料，對保護我國的生態(tài)資源有非?，F(xiàn)實的意義。

2傳統(tǒng)秸稈飼料處理方式簡介

2.1秸稈青貯處理方式

青貯是現(xiàn)階段秸稈農(nóng)牧業(yè)飼料加工的主要方法之一，它主要是通過使用乳酸菌進行發(fā)酵，通過使用青貯糧食及秸稈中的糖類及其他碳水化合物來制造有機酸，保證青貯原料的pH值在4.2以下，這種貯藏環(huán)境能夠很大程度的控制微生物的滋生，進而達到保持作物營養(yǎng)成分的要求，且通過青貯加工的飼料相比于加工前有更好的口感，很好地解決了我國北方地區(qū)冬季飼料缺乏及飼料質(zhì)量不佳的問題。青貯飼料主要的技術(shù)工藝如下：首先應(yīng)保證糧食及秸稈通過青貯機械收獲時其水分在70%左右，且將糧食及秸稈進行粉碎后需置于壓實和密閉的環(huán)境中，并給予適宜的溫度有利于有機酸的生成。秸稈飼料青貯處理方式具有技術(shù)簡單、成功率高的優(yōu)點，適用于我國大部分地區(qū)使用。

2.2秸稈微貯處理方式

秸稈微貯的主要目的是通過在密封的容器或空間中向秸稈添加高活性菌種，經(jīng)過一段時間的微生物處理，使農(nóng)作物的秸稈產(chǎn)生一定的酸香氣息，這種處理后的秸稈牲畜非常喜歡食用，因此，秸稈微貯主要目的就是提升秸稈飼料的口感。與青貯飼料處理方法相比，其對秸稈營養(yǎng)成分及牲畜吸收效果的提升作用不大，也就是說，微貯后的秸稈在喜食性上要優(yōu)于未處理秸稈。微貯飼料具有加工工藝簡單、制作成本低等優(yōu)點，通常利用農(nóng)村現(xiàn)有設(shè)施即可生產(chǎn)和制作，不需增加新的設(shè)備。endprint

2.3秸稈氨化處理方式

氨化處理主要是對農(nóng)作物的秸稈添加尿素，在尿素的作用下會分解出氨氣，進而對秸稈進行氨化。由于尿素分解需要一定的時間，且受溫度的影響較大，因此，在氨化處理時應(yīng)注意對溫度的調(diào)節(jié)與控制，以保證氨化處理的加工效率。氨化處理能夠有效抑制飼料中細菌及微生物的生長，能夠有效保持農(nóng)作物秸稈的營養(yǎng)成分，且氨化后的飼料蛋白質(zhì)含量可達原料的3倍以上，接近了正常糧食作物的蛋白質(zhì)含量。同時，其中的粗纖維含量、有機物含量均有明顯提高，牲畜在食用氨化飼料時對于蛋白質(zhì)等營養(yǎng)成分的吸收有顯著提高，很大程度提高秸稈飼料的品質(zhì)。

2.4秸稈飼料的其他處理方式

秸稈飼料的處理方式還包括了糖化、黃貯、堿化處理。糖化主要是通過有益的微生物將秸稈中的維生素進行分解，此技術(shù)與秸稈微貯處理技術(shù)比較相似，可以達到提升口感和味道的要求。黃貯主要是針對干秸稈進行處理的一種技術(shù)，即將秸稈切碎后放入容器中浸泡兩天左右，再將其進行飼喂，以達到提升牲畜喜食性的目的。堿化處理主要是通過氫氧化鈉等化學原料改變秸稈原有的纖維結(jié)構(gòu)，使牲畜食用后更易消化和吸收的一種處理技術(shù)。

3秸稈飼料機械加工的方法

3.1秸稈飼料的機械化制粒成型

秸稈飼料顆粒化成型機械主要包括進料及輸送機構(gòu)、動力機構(gòu)、強制喂料機構(gòu)和壓制機構(gòu)等五大部分，以環(huán)模制粒機為例，其主要工作原理是當秸稈原料通過強制喂料機構(gòu)進入壓制機構(gòu)后，通過壓制機構(gòu)旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力將秸稈均勻的送入壓制區(qū)域，通過環(huán)模和壓輥的擠壓作用，秸稈原料逐漸被壓實并擠入?？字?，并在模孔出口成圓柱狀連續(xù)被擠出，在通過切刀切割成所需長度，然后再經(jīng)過熟制及其他加工過程，從而完成秸稈飼料制粒加工的全過程。

由于規(guī)模化畜牧生產(chǎn)的要求，對于牲畜的飼料盡可能以工業(yè)化制粒生產(chǎn)為主，這是批量飼料生產(chǎn)及飼料品牌建立的必然要求。秸稈的制粒需要先將秸稈進行細化粉碎，再將其制作成粒，在加工的過程中通過升溫處理等特殊形式以提升飼料內(nèi)蛋白質(zhì)和淀粉的消化率，并增加口感，同時消除可能的致病細菌。壓制顆粒的方式大體可以分為環(huán)模壓制和平模壓制兩大類，目前在飼料加工廠中大量使用的多為環(huán)模壓粒機。由于近年來環(huán)模壓粒機的技術(shù)不斷升級，其在安全性、能耗及壓粒性能等方面都有顯著提升，且很多壓力技術(shù)及部件來自于國外成熟技術(shù)及先進工藝，這在很大程度上提升了制粒的規(guī)范程度和技術(shù)標準。同時，很多平模壓粒機及進料調(diào)質(zhì)器采用了新的軸性蒸汽添加系統(tǒng)，相對于傳統(tǒng)的蒸汽系統(tǒng)調(diào)質(zhì)效果有明顯進步，如今，我國在飼料顆粒成型加工方面仍缺乏主要技術(shù)及大功率機型，且國產(chǎn)的環(huán)模壓粒機的使用壽命與進口機型相比還存在明顯不足，相關(guān)技術(shù)及工藝均有較大提升空間。

3.2秸稈飼料粉碎機械化加工

秸稈飼料粉碎機通常是以電機為主動力，當秸稈由喂入口進入后，通過粉碎機構(gòu)的多次沖擊和剪切作用，以及秸稈與齒板結(jié)構(gòu)的摩擦作用，保證了秸稈被均勻地粉碎，粉碎后的秸稈被輸送到風機處，被風機風力的帶動而從出料口排出，進入指定的收集位置。

對秸稈進行適應(yīng)的機械化粉碎加工能夠提升牲畜在食用過程中的嚼碎程度，使牲畜吃入的秸稈與自身的消化酶能夠充分接觸，近而提升消化吸收的效率?，F(xiàn)階段我國所使用的秸稈飼料粉碎機械主要包括立軸式粉碎機和錘片式粉碎機兩大類，在粉碎作業(yè)的過程中最重要的因素就是飼料粉碎的均勻程度，其次才是保證機械粉碎過程中的低能耗及低噪音。近年來對于錘片粉碎機在其錘片數(shù)量、錘篩間隙以及篩面包角等關(guān)鍵參數(shù)及技術(shù)上都有了很大程度的優(yōu)化，既保證加工效率的提升，又保證飼料加工過程的均勻程度。秸稈飼料的機械化粉碎加工可以作為傳統(tǒng)飼料加工的前期工序使用，粉碎后的秸稈更容易進行微貯或氨化處理，減輕了前期秸稈人工切碎的費時費力，且機械化破碎的均勻程度高、效果更好。

3.3秸稈飼料機械化壓塊加工

秸稈飼料的壓塊加工主要通過秸稈飼料壓塊機來實現(xiàn)。它是秸稈飼料深加工技術(shù)的一種，近年來在我國的很多地區(qū)對玉米秸稈的飼料化壓塊機械使用和購置都有較大程度的增加。目前，我國所使用的秸稈飼料壓塊機按原理上可分為擠壓式壓塊機和壓縮式壓塊機兩種。相對于我國壓塊機的現(xiàn)有技術(shù)而言，歐美等發(fā)達國家對秸稈飼料壓塊設(shè)備的研發(fā)起步更早，由于其經(jīng)濟基礎(chǔ)好，現(xiàn)有技術(shù)更為成熟與可靠，對于秸稈壓塊飼料的加工能夠?qū)崿F(xiàn)秸稈提取、精度粉碎、干燥、壓塊成型、產(chǎn)品包裝等全系列生產(chǎn)線生產(chǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)銷一體及品牌建設(shè)，雖然這些技術(shù)在歐美國家已經(jīng)成型且規(guī)?；褂?，但因進口技術(shù)和設(shè)備的售價很高，我國企業(yè)很少直接引進使用。

近幾年，我國為了發(fā)展秸稈飼料化產(chǎn)業(yè)，在農(nóng)機企業(yè)及科研機構(gòu)建立許多秸稈壓塊飼料生產(chǎn)和研發(fā)試點機構(gòu)，探索和積累了一些秸稈壓塊飼料大規(guī)模生產(chǎn)的經(jīng)驗與技術(shù)，很多適合我國國情的秸稈壓塊及輸送機械已研制成型，不僅能夠解決粉碎、壓塊和包裝等功能要求，還向著前一工序即秸稈收獲和打捆的配套機型進行技術(shù)研發(fā)與探索。很多院校不僅設(shè)立了秸稈壓塊飼料生產(chǎn)的研究室，更開設(shè)了秸稈飼料壓塊技術(shù)的相關(guān)課程供在校生學習?，F(xiàn)階段我國對秸稈的壓塊飼料加工主要是通過秸稈與營養(yǎng)配料混合后，利用壓塊機的擠壓模進行擠壓，并由加熱機構(gòu)加溫熟化處理，生產(chǎn)出的壓塊飼料具有一定的糊香氣息，牲畜對其喜愛程度很高，很大程度上減輕了牲畜的厭食現(xiàn)象。且由于壓塊飼料中添加了秸稈中缺失的鈣、鐵、鎂等礦物元素及其他營養(yǎng)成分，牲畜食用后的健康狀況更佳，且飼料更易消化吸收，很大程度的提高了壓塊飼料資金投入的回報率。

4我國秸稈飼料機械化發(fā)展分析

我國的秸稈飼料加工方向應(yīng)盡可能擺脫只能切斷或粉碎等單一功能，應(yīng)向著輸送、儲備、加工、固化、包裝、銷售一體化方向發(fā)展，對于秸稈飼料的機械化自動生產(chǎn)線，相關(guān)部門應(yīng)當加強科研力量，努力克服關(guān)鍵技術(shù)，盡快形成適應(yīng)我國市場的機械化成品秸稈飼料加工生產(chǎn)線，使秸稈處理加工廠家能夠規(guī)范化的形成應(yīng)有的規(guī)模，并生產(chǎn)出質(zhì)量可靠、品質(zhì)一流的資助飼料產(chǎn)品，使科技真正轉(zhuǎn)化成為生產(chǎn)力，使秸稈的后處理生產(chǎn)線成為飼料生產(chǎn)企業(yè)增加收入的新途徑。

5結(jié)束語

綜上所述，我國的農(nóng)作物秸稈的機械化飼料加工近年來取得一定的成績，但與國外先進技術(shù)相比，在科技程度、可靠性及秸稈成品飼料質(zhì)量等方面都存在著不小的差距，我國政府及相關(guān)部門還應(yīng)不遺余力的支持秸稈回收事業(yè)的發(fā)展，相關(guān)技術(shù)人員更應(yīng)努力研發(fā)以縮小和發(fā)達國家的技術(shù)差距，以便更好的將農(nóng)作物的秸稈資源利用起來。

（04）endprint