王喜順

摘要：秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的附屬產(chǎn)物，我國農(nóng)業(yè)每年都會產(chǎn)生大量的秸稈，作為數(shù)量龐大、功能多樣的可再生資源，近年來秸稈的回收再利用受到了政府和各大企業(yè)的重視，通過對秸稈回收方式和常用機型進行研究，分析了秸稈回收的難點，并總結(jié)了秸稈回收的發(fā)展途徑。

關(guān)鍵詞：機械化；秸稈回收；方式；主要機型

中圖分類號：F323.3 文獻標識碼：A doi：10.14031/i.cnki.njwx.2018.06.005

我國的耕地資源面積很大，在每年糧食作物高產(chǎn)的同時，農(nóng)作物秸稈的產(chǎn)量也十分龐大，據(jù)統(tǒng)計，我國農(nóng)業(yè)秸稈的年產(chǎn)量在7億t以上，由于我國農(nóng)作物秸稈種類多、分布廣，存在一定的回收難度，現(xiàn)階段除部分秸稈被用于農(nóng)業(yè)肥料或秸稈還田、以及牲畜飼料以外，有近60%的秸稈被直接廢棄或露天焚燒。秸稈的焚燒不僅造成了資源的浪費，更加劇了空氣污染。秸稈作為自然產(chǎn)生有很大開發(fā)潛力的生物質(zhì)資源，在解決我國能源匱乏、飼料短缺、環(huán)境污染等問題上都能起到重要的作用，因此，對秸稈的開發(fā)利用是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必須要走的路。目前，我國在機械化回收和儲存運輸方面的技術(shù)還比較落后，要真正實現(xiàn)秸稈的高效回收和利用，還需要相關(guān)技術(shù)部門和廣大農(nóng)民的共同努力。

1農(nóng)作物秸稈機械化回收的關(guān)鍵問題

農(nóng)作物秸稈的特性是干燥后密度小、結(jié)構(gòu)各異、整體松散，這都對收集、運輸和存儲造成了一定的困難，現(xiàn)階段秸稈回收的關(guān)鍵問題是撿拾與打捆技術(shù)，相關(guān)技術(shù)仍處于發(fā)展階段，成熟技術(shù)仍然相對缺乏，若不能有效的完成秸稈的撿拾與打包工作，秸稈回收的后續(xù)工作更難以順利地進行，秸稈撿拾的難題在于如何將雜亂的秸稈收集起來，打包的難題在于需要將松散的秸稈壓縮到致密的結(jié)構(gòu)以便運輸，目前國內(nèi)生產(chǎn)的秸稈撿拾打包機械能夠優(yōu)質(zhì)完成全部要求的機型較少，而從國外引進的先進機型也存在著一定的水土不服及作業(yè)成本高等問題。現(xiàn)階段，由于秸稈資源的利用程度低，只有少量的秸稈能被回收，且僅用于牲畜飼料、生活燃料使用，同時，得益于國家政策的支持，更多的秸稈能用于電廠發(fā)電或秸稈還田，但目前的浪費情況仍比較嚴重。秸稈收獲裝備作為農(nóng)作物秸稈有序利用的重要工具，對秸稈回收和優(yōu)化農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境都具有重要的意義。

2機械化秸稈回收的主要方式

2.1秸稈回收方式的演變與發(fā)展

我國對秸稈回收機械的研制開始于20世紀50年代末期，研制方向為半自動化的蓄力草捆機，到20世紀60年代逐漸試驗和引進了國外的小方草捆撿拾壓捆機，并對該機型進行了較為深入的研究與仿制，之后引進的大型方捆機，在對其研究和改制的基礎(chǔ)上，在一定范圍內(nèi)進行了批量的生產(chǎn)和銷售。在70年代末期，開始研發(fā)和制造了針對于秸稈的圓捆機，并優(yōu)化了秸稈的撿拾方式，圓捆機工作效果如圖1所示。由于秸稈回收再利用的一個主要方向就是牲畜飼料加工，對秸稈打包的最基礎(chǔ)要求就是必須具有較高的密度，因此高密度壓捆機是秸稈回收機械的前提，因此，利用液壓或其他方式增加秸稈捆扎的密度是目前階段打捆機研發(fā)的重點。撿拾裝置是打包機械的重要組成部分，其主要作用是對農(nóng)作物秸稈進行收集，我國現(xiàn)階段壓捆機多采用彈齒滾筒式結(jié)構(gòu)，截至目前，我國的秸稈收集及后處理技術(shù)仍處于發(fā)展階段，機械化水平也還有很大的提升空間。

2.2我國秸稈回收機械種類

我國市場上常用的秸稈回收裝置主要包括撿拾壓捆機、固定式壓捆機、秸稈粉碎還田機三大類，其各自結(jié)構(gòu)特點如下。

（1）撿拾壓捆機。最早的撿拾壓捆機的設(shè)計是美國等發(fā)達國家收獲牧草使用的，所設(shè)計的壓縮密度通常為中等密度。我國農(nóng)業(yè)所生產(chǎn)和使用的撿拾壓捆機多為方捆壓捆機，捆扎材料為尼龍繩，關(guān)鍵部件包括了撿拾器、輸送喂入結(jié)構(gòu)、壓縮結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)裝置、打捆裝置和輸出裝置等，撿拾打捆機的結(jié)構(gòu)如圖2所示。打捆機沿著壟向方向移動，通過撿拾器撿拾秸稈，并通過輸送喂入結(jié)構(gòu)將秸稈送入壓捆室，在曲柄連桿機構(gòu)的作用下，活塞做往復高頻率運動，對秸稈起壓縮作用，被壓縮后的秸稈經(jīng)打捆后排出，有些機型將排出的秸稈落到地面，另一些可直接推送至接料車。

（2）固定式壓捆機。固定式壓捆機相對于撿拾壓捆機而言取消了撿拾和行駛的功能。由于采用了固定式結(jié)構(gòu)，無需大馬力拖拉機做牽引，減少了一定量的機械結(jié)構(gòu)和動力難題，但固定式壓捆機屬于半自動化壓捆機，需要人工收割秸稈，并且人工喂入，適合丘陵、山地等行進機械不易作業(yè)的區(qū)域使用，固定式壓捆機的壓縮方式大體上可以分為開式壓縮和閉式壓縮，通常來說，開式壓縮的壓縮方位更多，能達到更大密度的壓縮效果，但開式壓縮消耗的功率大，性價比不高。因此，固定式壓縮機在壓縮方式上更多會采用閉式壓縮進行設(shè)計。

（3）秸稈粉碎還田機是不對秸稈進行收集而將秸稈直接粉碎于田間的農(nóng)業(yè)機械，秸稈還田適用于冬季溫度適宜地區(qū)，秸稈粉碎還田后經(jīng)過長時間的腐爛發(fā)酵分解為土壤中的有機質(zhì)和營養(yǎng)成分，有利于農(nóng)業(yè)的長久發(fā)展。秸稈粉碎還田機械主要由連接結(jié)構(gòu)、變速箱、粉碎刀架、滑板以及殼體組成，秸稈粉碎還田機械工作時，由負責牽引的拖拉機動力輸出軸提供動力，拖拉機的動力由萬向節(jié)軸傳遞給離合器，再通過離合器傳遞給變速箱，變速箱變速后帶動刀架做高速轉(zhuǎn)動，動刀與定刀的往復作用產(chǎn)生較大的剪切力，秸稈在刀架的高速旋轉(zhuǎn)中被不斷剪碎、并拋灑在田間，在拖拉機的牽引下，能夠快速地對大面積農(nóng)機秸稈做粉碎還田作業(yè)，秸稈粉碎還田機工作如圖3所示。

2.3秸稈回收面臨的主要問題

（1）秸稈收集困難。由于我國農(nóng)村的種植模式以小面積種植為主，秸稈回收機械進地作業(yè)的經(jīng)濟效益不高，同時由于農(nóng)戶種植農(nóng)作物的品種不一、收獲時間各不相同，且大型農(nóng)機收獲后秸稈或被打碎或雜亂無序散落于地，這都增加了秸稈撿拾的難度，更降低了秸稈的回收效率。

（2）秸稈運輸困難。由于秸稈回收以農(nóng)村地區(qū)為主，農(nóng)村的道路情況普遍不佳，很多農(nóng)田無法保證運輸車輛靠近或?？刻镞?，導致本來已經(jīng)打包完成的秸稈無法直接運至車輛處，還必須耗費資金聘用人力或拖拉機轉(zhuǎn)運，很大程度上降低了秸稈回收的經(jīng)濟收益。

（3）秸稈存放困難。秸稈回收受季節(jié)影響較大，短時間內(nèi)回收大量的秸稈，必須要有足夠的場地來存放，并且由于秸稈中仍存有一定量的水分，導致過久存放而不經(jīng)處理的秸稈易出現(xiàn)發(fā)霉或腐爛現(xiàn)象。

（4）秸稈回收后處理途徑缺乏。現(xiàn)階段秸稈回收再處理的主要途徑就是電廠燃料或牲畜飼料，處理和消化的途徑十分有限，而且由于現(xiàn)階段回收秸稈的成本也比較高，導致有能力消化秸稈資源的企業(yè)回收秸稈的意愿也不強烈，這更降低了秸稈的需求量。

3機械化秸稈回收前景分析

隨著國家對秸稈回收支持力度和相關(guān)政策的日益完善，加之秸稈禁燒的監(jiān)督與檢查日益嚴格，越來越多的農(nóng)民乃至城市人口都認識到了秸稈回收的重要意義，為落實國家關(guān)于農(nóng)業(yè)的綠色、環(huán)保、生態(tài)、可持續(xù)的戰(zhàn)略思想，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學性，將生產(chǎn)剩余的秸稈資源有效的利用起來，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高效發(fā)展的必經(jīng)之路。同時，希望國家和地方政府能夠積極支持秸稈回收事業(yè)，優(yōu)化秸稈回收環(huán)境，保證秸稈回收工作順利進行。

對應用于秸稈回收的農(nóng)業(yè)機械來說，我國目前使用的機型已經(jīng)初具規(guī)模，只是在撿拾可靠程度、壓捆密度和所需配套動力方面還有可優(yōu)化的空間，只需將現(xiàn)階段的不足逐一完善，針對于指定農(nóng)作物秸稈的撿拾與打包工作就能夠順利完成。至于秸稈打包機未來的發(fā)展方向，在滿足打包整體要求的前提下，應向著多品種、多種類農(nóng)作物秸稈的高適應性方向發(fā)展，使一臺打包機能夠同時滿足玉米、小麥、黃豆等多種糧食作物秸稈的撿拾與打包工作，在優(yōu)越的機械性能下擴展秸稈回收機械的適用范圍與工作時間，可大幅提高其經(jīng)濟效益。