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玉米机械收获与秸秆回收技术

张新玲
  
一起生活科学
2022年2期
新疆阿勒泰地区农牧机械化技术推广总站 836500

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摘要:随着时代的变革,农业也逐渐向机械化方向发展,玉米的机械化收获也在不断推广,机械化的收获方式大大推动了农业发展,农业产品的生产效率有着明显的增高,玉米收获的机械化给玉米种植户和农产品企业增加了更多的收益。玉米收获后的秸秆也是重要的可再生资源,若是能通过技术手段使其回收再利用,将会对能源紧张问题有所缓解,也能够有效解决农田退化问题,同时秸秆的回收在人们生活方面也可以提供材料。本文以玉米机械收获与秸秆回收为主题探讨其现状与发展策略。

关键词:玉米秸秆;机械收获;回收再利用;推广

一、玉米秸秆回收的现状

随着人口的增长农作物的产量必须随之增加,农产量的增长得益于农业技术的现代化、机械化的进步,农产品增加后,在产出粮食的过程中,秸秆的量也逐年增加,图一是部分年份阿勒泰地区玉米秸秆产量的变化情况,从图中可以看出随着产量的增加,也必须要有相应的措施对其进行回收利用,这在当前情况下是一个重要的课题[1]。自2021年底,地区农业机械总动力达到94.8万千瓦,拖拉机保有量达到35926台,其中大中型拖拉机34520台(200马力以上拖拉机315台)、联合收获机513台,各类配套农机具达41737台架,畜牧养殖饲草机械达23150台,引进应用深松机268台、无人植保机74台、拖拉机自动驾驶导航设备350台现在的情况来看,玉米秸秆回收再利用的技术是不够完善的,相关工作体制也是不够好的。要形成系统的体制,就需要先进的技术,目前来看,仍有各种方面的阻碍需要攻克。

当前,阿勒泰地区人民对秸秆的回收再利用并没有很好的意识,在传统的思想影响下,没有深入地去了解秸秆回收再利用的意义,以简单有害的方式将秸秆焚烧处理,认为焚烧处理不仅方便有效,秸秆焚烧后的草灰可以肥沃土地[2]。但是他们并不知道焚烧的结果是破坏了土壤表层的生态环境,使其表面微生物的结构发生了变化,土地会受到损害。更加有害的是,焚烧的烟雾会对环境造成巨大的污染,秸秆的焚烧也浪费了大量可再生资源,这种处理方式是得不偿失的。

阿勒泰地区现在还没有一个系统的体制方案来构建完善的秸秆回收利用的途径,农民没有形成这种习惯和意识,秸秆难以回收。这样的情况下,玉米秸秆回收再利用的工作没有办法很好地实行,玉米收获后,剩下的秸秆回收所得报酬十分低廉,而回收步骤相对麻烦,运输的价格也会较高,在没有更多利益可得的情况下,秸秆被遗弃在农田中的情况不在少数。农民对此积极性不高,所以很难将此方案完善[3]。

二、玉米秸秆回收再利用的必要性

在资源稀缺的今天,人类的生活质量在提升的同时应当加强环境保护的意识,并提高节约能源的意识。能源的需求量逐步增大,可再生资源显得十分重要,通过秸秆回收再利用的途径,可以有效缓解能源稀缺的问题[4]。在国外如芬兰,瑞士等国家已经开始采用回收的秸秆制造产品的包装,这样既减少了污染,也很大程度上利用了秸秆资源。阿勒泰地区在这方面尚不完善,国内的产业快速发展,对于煤炭和石油的需求量十分巨大,在加剧能源消耗的同时,也使环境受到一定程度的污染,而阿勒泰地区在农业生产中所剩余的秸秆资源并没有充分的利用起来,大多通过焚烧处理,秸秆焚烧后产生的粉尘、青氯化物等物质被排放到空气中,造成臭氧层的破坏以及温室效应的加剧。所以对于减少秸秆焚烧的工作必须加快实施。秸秆中的成分包括木质素、纤维素、有机质等,这些物质作为营养成分,在很多资源利用上都能起到作用,可以解决很多方面资源短缺的问题。从以上方面看来,玉米秸秆回收再利用是十分有必要的,如果能够通过机械化的操作将粉碎后秸秆加工、充分利用将会使很多方面得益,如果能有更好的技术、体制,那么秸秆的价值将会不断扩大[5]。阿勒泰地区的秸秆回收利用技术尚在发展当中。在2021年完成地区农作物机械化播种面积415.81万亩,其中粮食作物155.6万亩(小麦24.88万亩、玉米122.53万亩)、经济作物135.55万亩(油料20.37万亩、中药材19.36万亩),青贮玉米63.17万亩。机械化收获水平94.3%,主要作物耕种收综合机械化率达98.1% ,较2020年增长9个百分点,其中耕播机械化水平达100%。

三、玉米秸秆的机械化回收技术

3.1直接收获

玉米秸秆的直接收获种方式有两种,一种是单独收获秸秆,在收获的时候将秸秆和玉米分开,这样的秸秆回收机和玉米收获机是一体的,因为要同时带动两个机器,对于发动机的动力要求就会比较高。一般来说,这种玉米收获机的机械结构包括底盘上部的割台、剥皮机等装置,处理秸秆的机械通常安装在收获机的下部,其中有切茬的装置,还有秸秆揉切装置和茎秆收集传送结部分,这些装置将收获的秸秆切割、粉碎并进行揉搓、输送,最后收集起来。第二种方法可以直接制作出饲料,在收获的同时将果实与秸秆混合,青贮饲料收获机可以用于这种方式的收获,处理后的产物是可以直接用作养殖业的饲料。

3.2捡拾打捆收获

所谓的捡拾打捆收获就是将遗弃在田间的玉米秸秆,通过捡拾加工,最后制成方块或圆柱体进行收集。这种收获方式所需要的机器是捡拾打捆机,阿勒泰地区现在所使用的捡拾打捆机大概有三类,分别是圆捆打捆机、大方块打捆机和小方块打捆机。打捆机在工作的时候是需要拖拉机进行牵引的,在牵引行驶中将玉米秸秆收集到打捆机的内部,在制捆室内部,用其机械结构进行处理,然后制成很高密度的方块或者圆柱体进行捆扎,这样捆着后的秸秆捆在集中运输中就会比较方便,有利于秸秆的回收再利用。其中大方捆打捆机和小方捆打捆机的工作原理差不多,但是其先进程度和牵引时拖拉机的动力有所差别。方捆打捆机的具体结构有捡拾、喂入、输送、制捆装置以及传动系统和支架。秸秆被送到制捆室内采用的是活塞式的压缩,活塞的来回运动可以将秸秆进行挤压,使其达到一定密度后进行捆扎,捆扎后的秸秆再被释放在田间。这种打捆机的技术层面已经很完善,所以工作起来也十分可靠,配合不同动力的拖拉机对于大、小方捆打捆机的型号也可以自行选择。圆捆打捆机的主要结构有捡拾、传动、压缩、捆绳、放捆装置。圆捆打捆机与方捆打捆机的工作原理有相似的地方,不同的是压缩方式,秸秆在制捆室中进行高速的圆周运动,随着秸秆的积累,通过离心力制成密度较高的圆柱形秸秆捆,最后捆扎释放到田间。两种打捆机的应用都十分广泛,在收集秸秆的过程中各有各的特点,区别来看,方捆打捆机所制的秸秆捆可以在运输途中节省大量空间,便于运输,而圆捆打捆机在制捆效率上要更高一筹,所以在收集秸秆时,打捆机的选择要根据具体情况来看。

四、玉米秸秆的“五化”利用模式

玉米秸秆回收后作为可再生资源需要进行充分利用,“五化”利用模式中的“五化”包括秸秆的饲料化、肥料化、燃料化、基料化、原料化。

4.1玉米秸秆的饲料化

作为农产品的剩余物,秸秆中仍具有许多营养物质,其中淀粉、脂肪等有机物以及矿物质能够作为养殖业的饲料被牲畜使用,随着发展,秸秆的回收量不断增多,在通过先进的生产技术将玉米秸秆加工为饲料是玉米秸秆回收再利用的良好途径。加工过程中,打捆后的秸秆要松散化处理,然后再进行特定的颗粒化,烘干、熟化后就可以作为饲料给牲畜食用,这种饲料对于牲畜来说营养价值是比较高的,且适合它们的口味,牲畜的消化道对其营养的吸收也较为容易,相比传统的饲料更具优势。这种饲料化的处理方式的经济效益和市场价值都是可观的。

4.2玉米秸秆的肥料化

回收后的玉米秸秆也可以通过肥料化处理,其中一种方式就是还田处理,将有机物还给土地,最简单的就是直接还田,粉碎后的秸秆在深度松土后与土壤充分混合,在土壤中微生物的作用下逐渐腐败,腐败后的有机物和养分能够进入土壤之中给之后的农作物提供养分,另外,粉碎后的玉米秸秆在田地上直接覆盖也能做到还田处理,土壤在秸秆的覆盖下,水分蒸发变得缓慢,水土就能够得到有效的保护,待秸秆腐烂后的营养物质也能够进入土壤。过腹还田是指用秸秆饲料化的产品或直接用田间拾来的秸秆为饲料的牲畜经食用这些食物后产生的粪便作为肥料进行还田处理。另外一种玉米秸秆肥料化的方式是将收集来的玉米秸秆集中起来,加入腐败制剂,这样能够加速秸秆的腐化成为肥料,用于增加地力,这样的方式可以更加迅速的使玉米秸秆肥料化,更直接的给土地提供养分。

4.3玉米秸秆的燃料化

玉米秸秆中所含物质的热量值是比较高的,秸秆在燃烧时可以提供大量热能。研究发现,相同重量的标准燃煤和玉米秸秆,秸秆燃烧热量能够达到燃煤的百分之六十到百分之七十。玉米秸秆属于可再生能源,它将是清洁能源和环保能源开发的重大方向。现在对于玉米秸秆的加工技术已经能够生产出比重较高、热值较大且易于燃烧的优质燃料,而且其成本低,污染小。玉米秸秆的燃料化还可以通过沼气发酵处理,所制出的能源气体也是绿色能源。沼气站的建立,不仅可以提供生活燃气,也能够带来一定的经济效益。

4.4玉米秸秆的基料化

玉米秸秆的基料化是指用粉碎后的玉米秸秆作为种苗和培养基质,玉米秸秆中的有很高的营养,用其做培养基往往比传统木材更加合适,因为不仅其营养更高,所需加工成本也只有传统木材的一半,玉米秸秆相较于传统木材也更容易获取。在这种优势下培育出的食用菌的品质更加优良,所得经济效益也会更好,在玉米秸秆的基料化中应用的市场前景更加广阔。

4.5玉米秸秆的原料化

玉米秸秆的原料化利用最为广泛,将玉米秸秆收集加工作为工业生产的原材料其用途十分广泛,其中丰富的木质素提取出来能够用作复合材料的增强材料,在办公用纸、生活用纸、一次性餐具中都能够被用到。玉米秸秆进行化学处理后可以用于酒精试剂的制造,在医疗、生活以及工业生产中都能用到。玉米秸秆中所含的淀粉、木质素能够取代部分塑料品添加剂,在餐具、菜板、筷子的生产中都能用到。玉米秸秆粉碎后加工能够被当作板材使用,居民生活中也能用到。

五、结语

综上所述,玉米收获的机械化结合玉米秸秆的回收再利用对农业生产、能源开发以及环境保护都有着重大意义。在生产上能够提高收获的效率,在能源开发上玉米秸秆可以作为可再生资源使用,在环境保护上除去以往焚烧对空气和土地的破坏。但是就目前来看,阿勒泰地区的玉米收获和秸秆回收在政策和技术水平上都不够完善,需要进一步投入发展,加强技术手段,完善管理政策,使玉米的机械收获和玉米秸秆回收再利用标准化、规范化,并且能够将这项工作长久持续下去。

参考文献:

[1]薛钊, 付君, 陈志,等. 青饲玉米收获机械切碎装置参数优化试验[J]. 吉林大学学报:工学版, 2020, 50(2):10.

[2]赵波, 孔凡磊, 陈祥,等. 玉米机械粒收籽粒含杂率与穗轴特性关系分析[J]. 农业工程学报, 2021, 37(14):7.

[3]徐英豪, 陶佩君. 河北省夏玉米机械收获损失影响因素分析——以辛集市为例[J]. 安徽农业科学, 2020, 48(5):4.

[4] 路明, 王丽玄, 程东娟,等. 秸秆还田下耕作深度对土壤机械组成和土壤密度影响[J]. 水利水电技术, 2020, 51(5):6.

[5]陈革. 几种玉米收获机械主要技术性能简介[J]. 现代化农业, 2014,(03):58-58,59.

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