機械化作物秸稈回收的方式及發展方向分析

王喜順

摘要：秸稈是農業生產的附屬產物，我國農業每年都會產生大量的秸稈，作為數量龐大、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，并總結了秸稈回收的發展途徑。

關鍵詞：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的同時，農作物秸稈的產量也十分龐大，據統計，我國農業秸稈的年產量在7億t以上，由于我國農作物秸稈種類多、分布廣，存在一定的回收難度，現階段除部分秸稈被用于農業肥料或秸稈還田、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。秸稈作為自然產生有很大開發潛力的生物質資源，在解決我國能源匱乏、飼料短缺、環境污染等問題上都能起到重要的作用，因此，對秸稈的開發利用是農業生產必須要走的路。目前，我國在機械化回收和儲存運輸方面的技術還比較落后，要真正實現秸稈的高效回收和利用，還需要相關技術部門和廣大農民的共同努力。

1農作物秸稈機械化回收的關鍵問題

農作物秸稈的特性是干燥后密度小、結構各異、整體松散，這都對收集、運輸和存儲造成了一定的困難，現階段秸稈回收的關鍵問題是撿拾與打捆技術，相關技術仍處于發展階段，成熟技術仍然相對缺乏，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構以便運輸，目前國內生產的秸稈撿拾打包機械能夠優質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成本高等問題。現階段，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作物秸稈有序利用的重要工具，對秸稈回收和優化農業生態環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上，在一定范圍內進行了批量的生產和銷售。在70年代末期，開始研發和制造了針對于秸稈的圓捆機，并優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，其主要作用是對農作物秸稈進行收集，我國現階段壓捆機多采用彈齒滾筒式結構，截至目前，我國的秸稈收集及后處理技術仍處于發展階段，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，其各自結構特點如下。

（1）撿拾壓捆機。最早的撿拾壓捆機的設計是美國等發達國家收獲牧草使用的，所設計的壓縮密度通常為中等密度。我國農業所生產和使用的撿拾壓捆機多為方捆壓捆機，捆扎材料為尼龍繩，關鍵部件包括了撿拾器、輸送喂入結構、壓縮結構、調節裝置、打捆裝置和輸出裝置等，撿拾打捆機的結構如圖2所示。打捆機沿著壟向方向移動，通過撿拾器撿拾秸稈，并通過輸送喂入結構將秸稈送入壓捆室，在曲柄連桿機構的作用下，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構，無需大馬力拖拉機做牽引，減少了一定量的機械結構和動力難題，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的區域使用，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業機械，秸稈還田適用于冬季溫度適宜地區，秸稈粉碎還田后經過長時間的腐爛發酵分解為土壤中的有機質和營養成分，有利于農業的長久發展。秸稈粉碎還田機械主要由連接結構、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動，動刀與定刀的往復作用產生較大的剪切力，秸稈在刀架的高速旋轉中被不斷剪碎、并拋灑在田間，在拖拉機的牽引下，能夠快速地對大面積農機秸稈做粉碎還田作業，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。由于我國農村的種植模式以小面積種植為主，秸稈回收機械進地作業的經濟效益不高，同時由于農戶種植農作物的品種不一、收獲時間各不相同，且大型農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。由于秸稈回收以農村地區為主，農村的道路情況普遍不佳，很多農田無法保證運輸車輛靠近或停靠田邊，導致本來已經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運，很大程度上降低了秸稈回收的經濟收益。

（3）秸稈存放困難。秸稈回收受季節影響較大，短時間內回收大量的秸稈，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處理的秸稈易出現發霉或腐爛現象。

（4）秸稈回收后處理途徑缺乏。現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政策的日益完善，加之秸稈禁燒的監督與檢查日益嚴格，越來越多的農民乃至城市人口都認識到了秸稈回收的重要意義，為落實國家關于農業的綠色、環保、生態、可持續的戰略思想，提高農業生產的科學性，將生產剩余的秸稈資源有效的利用起來，是農業生產高效發展的必經之路。同時，希望國家和地方政府能夠積極支持秸稈回收事業，優化秸稈回收環境，保證秸稈回收工作順利進行。

對應用于秸稈回收的農業機械來說，我國目前使用的機型已經初具規模，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化的空間，只需將現階段的不足逐一完善，針對于指定農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、多種類農作物秸稈的高適應性方向發展，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，可大幅提高其經濟效益。