□梅自力 易文裕 李江 李淑蘭 熊昌國/

1.農業(yè)部沼氣科學研究所 2.四川省農業(yè)機械研究設計院3.農業(yè)部農村可再生能源開發(fā)利用重點實驗室

農作物秸稈收儲運直接關系到秸稈作為生物質能源大規(guī)模利用及其產業(yè)發(fā)展。我國農村復種指數(shù)高，收獲季節(jié)茬口短、時間緊，田間機械化收集秸稈十分重要。秸稈儲存的關鍵要素：一是安全儲存；二是儲存期適度；三是秸稈儲存期間干物質（TS）的損失越少越好，其絕干熱值幾乎無變化[1]。秸稈長期儲存時打捆秸稈易于安全儲存，打捆秸稈比整株秸稈易于儲存[2]。秸稈作為能源材料利用的2個重要指標要求為：秸稈的含水率越低越好（≤20%），秸稈的熱值越高越好(含水率相同)。固體燃料的熱值通常采用氧彈熱值儀直接測定彈筒熱值[3]。秸稈濕儲存是指秸稈從田間收獲后直接儲存在密封地窖等環(huán)境中，儲存期間的干物質損耗甚至減少到小于5%[4]。

本試驗研究了小麥、水稻、玉米、油菜和棉花5種農作物，收獲后接著在田間機械化收集秸稈捆或人工收集整株秸稈，測試秸稈的田間收獲含水率，并在遮雨通風的自然環(huán)境中分別進行為期6個月的儲存試驗。儲存前期測試秸稈最高溫度；儲存期間測試適時含水率；每半個月測試干物質（TS）的損失，即測試絕干熱值的變化，為四川省及南方地區(qū)的農作物秸稈能源化大規(guī)模利用奠定堅實基礎。

1 秸稈田間收集試驗

1.1 麥秸稻秸田間機械撿拾打捆試驗

2015年5月18日上午，在廣漢市連山鎮(zhèn)小麥田里采用全喂入和半喂入2種聯(lián)合收獲機收獲小麥，下午對麥秸進行機械收集和打捆，田間麥秸含水率為42.1%；單個方形麥秸捆尺寸為74 cm×42 cm×32 cm，麥秸捆重14 kg/捆，麥秸捆密度為140.8 kg/m3；平均每公頃打捆555個，每公頃麥秸約重7 770 kg。2015年9月18日上午，在廣漢市西高鎮(zhèn)采用全喂入和半喂入2種聯(lián)合收獲機收獲水稻，下午對稻秸進行機械收集和打捆，田間稻秸含水率為65.5%；單個方形稻秸捆尺寸為74 cm×42 cm×32 cm，稻秸捆重22.5 kg/捆，稻秸捆密度為226.2 kg/m3；平均每公頃打捆660個，每公頃稻秸約重14 850 kg。

1.2 油菜秸、玉米秸和棉花秸人工收集試驗

2015年9月18日，在簡陽市太平橋鎮(zhèn)收集玉米秸稈，玉米秸含水率為49.5%；采用人工打捆，圓形玉米秸捆直徑在70 cm左右，長度在1.7 m左右。

2016年5月7日在雙流縣大林鎮(zhèn)收集油菜秸稈，油菜秸含水率為42.5%；采用人工打捆，圓形油菜秸捆直徑70 cm左右，長度在1.6 m左右。

2016年10月20日在成都市青白江區(qū)姚渡鎮(zhèn)收集棉花秸稈,棉花秸含水率為53.7%；通過人工打捆，圓形棉花秸捆直徑在60 cm左右，長度在1.3 m左右。

1.3 麥秸稻秸田間收集打捆直接費用

本項目機具實際打捆作業(yè)中，除去機器田間轉移、加油、維護等時間，撿拾打捆的生產率為4 hm2/天。秸稈田間打捆作業(yè)直接成本在不包含機器購置、折舊、維護等費用前提下，田間打捆費用由草捆繩費用、燃油費、機手人工費、輔助工及田間草捆搬運費4部分構成，每公頃634.2元，具體費用見表1。

2 秸稈儲存試驗

本試驗根據秸稈田間收集的試驗樣品，在遮雨通風的自然環(huán)境中分別進行了為期6個月的儲存試驗。儲存初期檢測秸稈捆芯部最高溫度；儲存期間定時檢測秸稈的適時含水率；每半個月檢測干物質（TS）的損失，測試絕干熱值的變化，當絕干熱值偏差值在±2.00%范圍，可視為秸稈干物質（TS）無損失。

2.1 麥秸、稻秸捆儲存試驗

將麥秸、稻秸捆在遮雨通風的條件下進行堆碼儲存，堆碼尺寸（長×寬×高）：1.7 m×1.5 m×1.3 m。儲存地點在四川省農業(yè)機械研究設計院內。

2015年5月～11月對麥秸進行了儲存試驗。麥秸田間收集打捆的含水率為42.10%時，麥秸捆芯部初始最高溫度達到52.5℃，隨著含水率降低芯部溫度也隨之降低；儲存6個月后含水率降至19.60%。儲存期間麥秸絕干發(fā)熱量偏差值在-1.09%～+0.70%（見表2）。

2015年9月～2016年3月對稻秸進行了儲存試驗。稻秸田間收集打捆的含水率為65.50%時，稻秸捆芯部初始最高溫度達到56.5℃，隨著含水率降低芯部溫度也隨之降低；儲存6個月后含水率降至26.00%。儲存前期局部捆芯有霉變或滋生菌的現(xiàn)象發(fā)生，影響安全儲存；但儲存期間正常稻秸的絕干發(fā)熱量偏差值在-1.88%～+0.46%（見表3）。

2.2 玉米秸、油菜秸和棉花秸的儲存試驗

2015年5月～11月對整株玉米秸稈進行了儲存試驗。玉米秸的含水率為49.50%，儲存芯部溫度與儲存環(huán)境溫度相一致；儲存6個月后含水率降至15.09%。儲存期間玉米秸絕干發(fā)熱量偏差值在-2.00%～+1.99%（見表4）。

2016年5月～12月對整株油菜秸稈進行了儲存試驗。油菜秸的含水率為42.50%，儲存芯部溫度與儲存環(huán)境溫度相一致；儲存6個月后含水率降至14.80%。儲存期間油菜秸絕干發(fā)熱量偏差值在-1.09%～+0.74%（見表5）。

2016年10月～2017年3月對整株棉花秸稈進行了儲存試驗。棉花秸的含水率為53.70%，儲存芯部溫度與儲存環(huán)境溫度相一致；儲存6個月后含水率降至13.19%。儲存期間棉花秸絕干發(fā)熱量偏差值在-1.82%～+1.98%（見表6）。

表1 麥秸稻秸田間機械化收集打捆直接費用表

表2 小麥秸稈儲存期間發(fā)熱量測試匯總表

表3 水稻秸稈儲存期間發(fā)熱量測試匯總表

2.3 稻秸、麥秸、玉米秸、油菜秸和棉花秸儲存試驗

麥秸捆、玉米秸、油菜秸和棉花秸這4種秸稈田間收集撿拾后均可安全儲存，且儲存期間秸稈干物質（TS）幾乎無損失，其絕干熱值偏差值在±2.00%以內。而稻秸儲存前期局部捆芯有霉變或滋生菌的現(xiàn)象發(fā)生，影響安全儲存；但儲存期間正常稻秸的干物質（TS）仍無損耗。

表4 玉米秸稈儲存期間發(fā)熱量測試匯總表

表5 油菜秸稈儲存期間發(fā)熱量測試匯總表

3 結論

3.1 不同農作物秸稈發(fā)熱量比較

5種農作物秸稈發(fā)熱量的高低排位是：棉花秸大于油菜秸大于玉米秸大于麥秸大于稻秸。

3.2 秸稈收集費用

麥秸、稻秸田間機械化收集打捆、田間草捆搬運、運輸?shù)? km集中儲存點的費用為每公頃634.2元。

表6 棉花秸稈儲存期間發(fā)熱量測試匯總表

3.3 不同農作物秸稈儲存期間的變化

麥秸捆、整株玉米秸稈、整株油菜秸稈和整株棉花秸稈在遮雨通風的自然環(huán)境中均可安全儲存，且儲存期間秸稈干物質（TS）幾乎無損失，其絕干發(fā)熱量偏差值均在±2.00%以內。而稻秸捆局部捆芯伴有霉變或滋生菌的現(xiàn)象發(fā)生，影響安全儲存；但儲存期間正常稻秸的干物質（TS）仍無損耗。

參考文獻：

[1] 劉建輝,謝祖琪,姚金霞,等.農作物秸稈在遮雨通風條件下的儲存研究[J].西南農業(yè)學報,2012,25(05):1889-1894.

[2] 田宜水,徐亞云,侯書林,等.儲存方式對生物質燃料玉米秸稈儲存特性的影響[J].農業(yè)工程學報,2015,31(09):223-229.

[3] 熊昌國,謝祖琪,易文裕,等.農作物秸稈能源利用基本性能的研究[J].西南農業(yè)學報,2010,23(05):1725-1732.

[4] 徐亞云,侯書林,趙立欣,等.國內外秸稈收儲運現(xiàn)狀分析[J].農機化研究,2014,36(09):60-64+71.