王亞芬

(梨樹(shù)縣農(nóng)業(yè)機(jī)械化學(xué)校,吉林 梨樹(shù) 136500)

0 引言

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)穩(wěn)定影響很大，在每年的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，在產(chǎn)出糧食的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)出大量的秸稈，玉米作為我國(guó)三大主要糧食作物之一，其秸稈的產(chǎn)量也十分豐富。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年的玉米秸稈產(chǎn)量可達(dá)到2.5 億t左右，約為玉米籽粒產(chǎn)量的1.6倍，是秸稈產(chǎn)量最高的農(nóng)作物之一。傳統(tǒng)的玉米生產(chǎn)過(guò)程中，農(nóng)民只重視糧食的生產(chǎn)收獲工作，對(duì)于秸稈的利用十分有限，通常只有少量的秸稈被用于生活燃料和牲畜飼養(yǎng)，絕大多數(shù)秸稈被焚燒產(chǎn)生了嚴(yán)重浪費(fèi)和環(huán)境污染問(wèn)題。近年來(lái)，隨著資源與環(huán)境問(wèn)題的凸顯，越來(lái)越多的人們致力于秸稈利用行業(yè)，在國(guó)家政策的支持下，無(wú)論是秸稈收儲(chǔ)運(yùn)機(jī)械還是后續(xù)的加工利用途徑都逐步建立，對(duì)玉米秸稈的資源化利用已經(jīng)開(kāi)啟了新局面。

1 玉米秸稈再利用的重要性

秸稈是玉米生產(chǎn)過(guò)程中的必然產(chǎn)物，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入所產(chǎn)生的寶貴資源之一，如圖1所示，為我國(guó)不同農(nóng)作物生產(chǎn)過(guò)程的秸稈產(chǎn)量，可見(jiàn)玉米秸稈的產(chǎn)量位居所有糧食作物之首，玉米秸稈中含有大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，對(duì)其進(jìn)行利用會(huì)產(chǎn)生良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

圖1 不同農(nóng)作物生產(chǎn)過(guò)程的秸稈產(chǎn)量

對(duì)玉米秸稈進(jìn)行利用，會(huì)產(chǎn)生很多積極地影響，首先，玉米秸稈中含有大量的蛋白質(zhì)、碳水化合物及微量元素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是牲畜飼養(yǎng)的良好飼料，據(jù)統(tǒng)計(jì)，如果將我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的所有秸稈資源產(chǎn)量的30%應(yīng)用于牲畜飼料喂養(yǎng)，可節(jié)約5000～5500 t糧食，并增加牲畜飼養(yǎng)量達(dá)1億頭。同時(shí)，玉米秸稈中的氮磷鉀等元素及碳元素含量較高，還可應(yīng)用于燃料和肥料等眾多產(chǎn)業(yè)。積極地利用玉米秸稈資源還能減少不良處理方式造成的環(huán)境污染問(wèn)題，減少生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的危害。

2 傳統(tǒng)秸稈處理的不合理現(xiàn)象

就目前而言，我國(guó)的玉米秸稈的處理方式仍存在一定問(wèn)題，首先，就是秸稈焚燒問(wèn)題仍然存在，盡管?chē)?guó)家和各級(jí)地方政府大力推廣并實(shí)施了秸稈禁燒工作，但現(xiàn)階段焚燒秸稈的現(xiàn)象仍然沒(méi)有杜絕，很多農(nóng)民仍然沒(méi)有認(rèn)識(shí)到玉米秸稈焚燒產(chǎn)生的危害。大量的焚燒秸稈不僅造成了資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，而且焚燒過(guò)程產(chǎn)生的高溫也嚴(yán)重破壞了土壤表層的養(yǎng)分、微生物的比例，不利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的長(zhǎng)久運(yùn)營(yíng)。其次，我國(guó)目前的玉米秸稈收獲、利用水平仍比較低，很多秸稈直接應(yīng)用于還田，導(dǎo)致利用效益不明顯，秸稈收獲后的儲(chǔ)運(yùn)條件不良，導(dǎo)致很多秸稈資源浪費(fèi)，秸稈后續(xù)加工的技術(shù)水平不高，使秸稈產(chǎn)業(yè)整體的經(jīng)濟(jì)效益受到影響。

3 玉米秸稈的機(jī)械化處理方式

3.1 機(jī)械化切割晾曬

玉米秸稈的切割晾曬是傳統(tǒng)的秸稈處理方式，針對(duì)于人工摘穗或機(jī)械摘穗但未割斷秸稈的田地使用，主要的作業(yè)機(jī)型為玉米割曬機(jī)，其功能是針對(duì)田間站立的秸稈進(jìn)行割斷和鋪放作業(yè)，該機(jī)型通常以割曬機(jī)具與拖拉機(jī)配套作業(yè)的形式進(jìn)行，將機(jī)具與拖拉機(jī)裝配后，由拖拉機(jī)提供行進(jìn)動(dòng)力和運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力，作業(yè)過(guò)程通常可一次割斷2～4行的玉米秸稈，割斷后的秸稈經(jīng)輸送和釋放后以一定的規(guī)律傾倒在田間，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)晾曬。就目前而言，隨著收獲機(jī)功能的集成，玉米秸稈割曬機(jī)僅在少數(shù)地區(qū)或特定環(huán)境時(shí)仍有使用，大規(guī)模生產(chǎn)中已逐步被淘汰。

3.2 機(jī)械化粉碎處理

玉米秸稈的機(jī)械化粉碎處理多在玉米收獲的過(guò)程中同步完成，目前使用的玉米聯(lián)合收割機(jī)不僅具有玉米摘穗、收獲等功能，還能同時(shí)對(duì)玉米秸稈進(jìn)行割斷、輸送、粉碎和拋撒等工作，具有秸稈粉碎功能的收獲機(jī)多為自走式聯(lián)合收獲機(jī)，有部分大型背負(fù)式收獲機(jī)也具備秸稈粉碎功能，秸稈的切碎裝置具有多種技術(shù)結(jié)構(gòu)，常見(jiàn)的包括旋轉(zhuǎn)刀片式、Y 形甩刀式、往復(fù)式等，根據(jù)農(nóng)藝要求，收獲機(jī)粉碎后的秸稈長(zhǎng)度應(yīng)小于10 cm，以便于秸稈回收或還田?，F(xiàn)階段的很多小型玉米收獲機(jī)采用背負(fù)式結(jié)構(gòu)，通常因?yàn)闄C(jī)械動(dòng)力效小的限制，不具有粉碎秸稈的功能，使用這類(lèi)收獲機(jī)收獲的秸稈常被割斷后散落于田間，此種情況可通過(guò)專(zhuān)門(mén)的秸稈粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎處理。

3.3 機(jī)械化收集處理

秸稈的機(jī)械化收集多采用秸稈打捆機(jī)實(shí)施，現(xiàn)階段使用的秸稈打捆機(jī)包括小方捆打捆機(jī)、大方捆打捆機(jī)、圓捆打捆機(jī)三類(lèi)，秸稈打捆機(jī)能夠?qū)⑸⒙溆谔镩g的玉米秸稈撿拾起來(lái)，并喂入到打捆機(jī)中，秸稈經(jīng)輸送裝置進(jìn)入制捆箱中，受到活塞往復(fù)壓力或離心力的作用，隨著秸稈量的逐漸累計(jì)增加，秸稈捆密度不斷增大，達(dá)到指定體積后進(jìn)行捆扎與打結(jié)，并將制好的秸稈捆釋放到田間，供后續(xù)收集和輸送。

4 玉米秸稈的再利用途徑

4.1 玉米秸稈的飼料化利用

玉米秸稈中所含有的營(yíng)養(yǎng)成分很適合作為牲畜飼料使用，但是在傳統(tǒng)的牲畜飼喂中，多應(yīng)用未經(jīng)處理的玉米秸稈，由于秸稈中粗纖維較高，導(dǎo)致牲畜食用和消化都相對(duì)困難，對(duì)于碳水化合物、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分的吸收也不好。通過(guò)現(xiàn)代化的秸稈加工技術(shù)，利用專(zhuān)業(yè)的機(jī)械生產(chǎn)線對(duì)玉米秸稈進(jìn)行熟化、制粒加工，使玉米秸稈成為良好的飼料產(chǎn)品，且其適口性更好，牲畜食用易于消化吸收，在一定程度上替代了傳統(tǒng)的糧食飼喂，顯著降低了畜牧業(yè)的生產(chǎn)成本。

4.2 玉米秸稈的能源化利用

玉米秸稈含有較高的熱能，是良好的生活和生產(chǎn)燃料，在過(guò)去的農(nóng)村生活中，玉米秸稈是燒飯取暖的重要原料之一，因農(nóng)村生活水平的改善，玉米秸稈在農(nóng)村的燃料化利用程度逐漸降低。隨著秸稈回收利用工作的開(kāi)展，秸稈能源化利用技術(shù)不斷進(jìn)步，現(xiàn)階段可將玉米秸稈粉碎后進(jìn)行高溫高壓處理，將其制造成為熱量值很高的秸稈炭，用于火力發(fā)電或集中供熱使用。同時(shí)將秸稈資源集中發(fā)酵，能夠用于生產(chǎn)沼氣，供農(nóng)村地區(qū)生活使用，生產(chǎn)沼氣剩余的沼渣也能作為肥料使用，一舉多得。

4.3 玉米秸稈的肥料化利用

玉米秸稈的肥料化利用主要有兩種形式，一是對(duì)粉碎的秸稈進(jìn)行直接還田，利用機(jī)械深翻或機(jī)械旋耕實(shí)施，粉碎的秸稈與土壤均勻混合后，在土壤中微生物的作用下逐漸分解，能夠?yàn)楦赝寥捞峁┐罅康牡租浽丶坝袡C(jī)質(zhì)，有利于耕地地力的恢復(fù)并減少化肥的使用量；二是對(duì)玉米秸稈收集后堆漚制肥，通過(guò)向秸稈中加入微生物等原料，使玉米秸稈迅速腐爛，轉(zhuǎn)化成為易于利用的生物肥料，再施加于田間，在一定程度替代化學(xué)肥料的作用。

4.4 玉米秸稈的原料化利用

玉米秸稈經(jīng)過(guò)處理后還可作為良好的工業(yè)原材料，由于秸稈中的纖維素含量很高，是造紙業(yè)的優(yōu)質(zhì)原料，能有效提高紙張的強(qiáng)度，若應(yīng)用于生活用紙，其半纖維素量約為0.58%，有利于提高紙漿的吸水效果；同時(shí)，將秸稈配以黏合劑等原料處理后，能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)木材制造秸稈復(fù)合板，可應(yīng)用于生活板材、地板、家具的生產(chǎn)，且其相關(guān)制品的實(shí)際質(zhì)量與木制品相當(dāng)，是木質(zhì)資源的良好替代原料；此外用秸稈纖維生產(chǎn)的包裝材料具有體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，且該包裝材料能夠在自然環(huán)境中天然降解，不產(chǎn)生環(huán)境污染，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

5 結(jié)語(yǔ)

玉米秸稈具有產(chǎn)量高、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)生活的很多方面都能實(shí)現(xiàn)良好的應(yīng)用，但現(xiàn)階段我國(guó)玉米秸稈的再利用工作僅處于起步階段，各地區(qū)的實(shí)際回收、利用情況存在很大差異，造成玉米秸稈利用工作存在不均衡問(wèn)題。針對(duì)這一情況，在大力研發(fā)玉米秸稈收獲和再利用技術(shù)的同時(shí)，還應(yīng)有針對(duì)性的對(duì)秸稈利用率較低的地區(qū)進(jìn)行重點(diǎn)技術(shù)推廣和示范，使我國(guó)的秸稈再利用工作得以全面開(kāi)展。與此同時(shí)，政府還應(yīng)進(jìn)一步加大對(duì)秸稈回收、利用等工作的政策支持力度，進(jìn)一步提高人們參與秸稈回收工作的熱情。