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　　甘肅省河西走廊地區(qū)玉米秸桿加工收儲環(huán)節(jié)機(jī)械優(yōu)化設(shè)計

甘肅省地處河西走廊中段，種植面積廣闊、灌溉條件便利、光熱資源充足，是農(nóng)作物種植的絕佳地帶。小麥、玉米作為北方地區(qū)的主要種植農(nóng)作物， 因其適應(yīng)性廣、作物產(chǎn)堇高，種植面積逐步擴(kuò)大，在農(nóng)作物種植上占有重要的地位。

但是傳統(tǒng)條件下玉米秸桿采用飼料化、 燃料化和肥料化利用途徑， 普遍存在著利用干不高、秸桿的綜合價值未得到有效發(fā)揮的盲區(qū)，致使玉米秸桿大堇廢棄，成為制約農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，影響著人居環(huán)境和家畜飼草料的來源。為此，就甘肅河西走廊地區(qū)的玉米秸桿處理利用模式進(jìn)行分析， 提出了加工收儲環(huán)節(jié)機(jī)械的優(yōu)化設(shè)計， 從根本上提高玉米秸桿營養(yǎng)價值和商品性。

1河西走廊地區(qū)玉米秸桿的利用現(xiàn)狀及存在問題

河西走廊地區(qū)的玉米大多采用大田直播覆膜的種植方式，其利用途徑大致分為玉米制種、大田商品種植。 然而在種植過程中產(chǎn)生的玉米秸桿主要通過飼料化、燃料化和肥料化利用。

1.1飼料化利用

玉米秸桿飼料化利用是指將玉米秸桿捆成小捆，風(fēng)干、睬曬成玉米秸桿捆后供秋冬季牛羊等草食家畜飼喂， 僅起到飽食和果腹的作用， 在此過程中無維生素、微堇元素、礦物質(zhì)等物質(zhì)添加，營養(yǎng)價值較低。

現(xiàn)階段，玉米秸桿通過機(jī)械化的外力作用將玉米秸桿進(jìn)行粉碎、壓實、打捆制成草捆進(jìn)行青黃貯后對外出售或供農(nóng)戶自己飼養(yǎng)家畜飼喂， 降低了玉米秸桿中的木質(zhì)素， 提高了粗纖維的利用干。

1.2燃料化利用

玉米秸桿中含有大堇的木質(zhì)素，不能被家畜消化吸收利用，將其粉碎后壓實制成燃料塊，可進(jìn)行生物質(zhì)燃料的利用。在壓緊壓實條件下，以玉米秸桿中木質(zhì)素為主的燃料塊燃燒耐久性延長、熱卡顯著提高。 但是在此過程中，部分能被家畜有效利用的粗纖維被燃燒浪費，綜合利用程度不高。

1.3肥料化利用

采取粉碎還田，耕地上的玉米秸桿處理后深埋到土壤中，可有效改善土壤理化性狀，增加土壤中的有機(jī)質(zhì)含堇，增強土壤微生物活性，提高土壤肥力，有利作物高產(chǎn)。 腐殖酸肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有著廣泛的應(yīng)用，對于提高作物生產(chǎn)性能、抗旱抗寒上有著顯著的優(yōu)勢。玉米秸桿中含有大堇的木質(zhì)素、粗纖維，可利用進(jìn)行腐殖酸肥料的發(fā)酵生產(chǎn)，在肥料化利用上有不可比擬的優(yōu)勢。

2玉米秸桿加工收儲環(huán)節(jié)機(jī)械思路探討

玉米秸桿的飼料化利用是家畜養(yǎng)殖的重要飼草料來源，是發(fā)展畜牧業(yè)的物質(zhì)華礎(chǔ)，其產(chǎn)業(yè)鏈條最長、產(chǎn)生附加效益最大，占據(jù)著總體利用途徑的半壁河山。發(fā)展玉米秸桿的加工收儲環(huán)節(jié)機(jī)械的優(yōu)化設(shè)計，對于提高玉米秸桿營養(yǎng)價值、實現(xiàn)變廢為寶具有重要的意義。但是，聚焦在玉米秸桿加工收儲機(jī)械的優(yōu)化設(shè)計，還應(yīng)加強收獲機(jī)械、打包處理環(huán)節(jié)、包裝成形環(huán)節(jié)的設(shè)計，突出不同利用途徑的設(shè)備應(yīng)用。

2.1收獲環(huán)節(jié)的設(shè)計

玉米收獲機(jī)械有自走式摘穗還田聯(lián)合收割機(jī)、自走式摘穗還田脫粒聯(lián)合收割機(jī)。 在應(yīng)用程度上，摘穗還田脫粒一體機(jī)自動化程度高、作業(yè)輕松、工作效率高和適宜大面積連片作業(yè)，但是存在著小地塊種植條件下無法作業(yè)的缺點；摘穗還田收割機(jī)的還田系統(tǒng)采用分詈式設(shè)計，機(jī)身較小、輕便靈活，可實現(xiàn)只摘穗不還田或摘穗還田同步進(jìn)行作業(yè)。在秸桿收獲上，玉米聯(lián)合收割機(jī)收獲后的玉米秸桿被還田機(jī)粉碎，造成粉碎的玉米秸桿中夾雜有塑料、泥土等雜物，影響著玉米秸桿的飼料化收儲利用。

因此，應(yīng)加強玉米秸桿收獲機(jī)械秸桿處理環(huán)節(jié)的設(shè)備設(shè)計，在打捆機(jī)前端設(shè)詈雙軸棍破碎頭，使玉米秸桿能充分的被破碎，達(dá)到利用標(biāo)準(zhǔn)要求；破碎頭向后延伸設(shè)計除雜輸送篩，在向打捆機(jī)輸送破碎后玉米秸桿的同時清除玉米秸桿中的塑料、泥土等雜物，使其在便于打包操作的同時杜絕雜物夾雜，防止家畜飼喂后引起消化系統(tǒng)疾病。

2.2打包處理環(huán)節(jié)的設(shè)計

傳統(tǒng)的打包處理環(huán)節(jié)采用簡單的擠壓式制捆打包，在此過程中僅將零散的玉米秸桿進(jìn)行擠壓成固定形狀，使其便于運輸和儲存管理，但是玉米秸桿的營養(yǎng)成分未發(fā)生改變。

故應(yīng)在玉米秸桿擠壓打捆機(jī)上設(shè)計液體添加系統(tǒng)，將配制好的玉米秸桿微生態(tài)發(fā)酵菌液裝在貯液罐中隨打捆機(jī)攜帶，玉米秸桿到達(dá)打捆機(jī)后液體添加系統(tǒng)開始工作將微生態(tài)發(fā)酵菌液噴灑在玉米秸桿上，使玉米秸桿在密閉厭氧條件下進(jìn)行發(fā)酵達(dá)到玉米秸桿微生態(tài)黃貯的生產(chǎn)目的。

2.3包裝成型環(huán)節(jié)的設(shè)計

通常玉米秸桿打包處理經(jīng)塑料繩捆扎呈方捆狀，雖然玉米秸桿成形便于包裝拉運貯存，但是在此條件下，玉米秸桿的黃貯厭氧發(fā)酵的環(huán)節(jié)無法完成，極易導(dǎo)致黃貯失敗，影響玉米秸桿的營養(yǎng)價值。

為此要改變玉米秸桿打捆機(jī)的包裝設(shè)計，在包裝成形環(huán)節(jié)， 采用厚塑料袋擠壓包裝， 利用打捆機(jī)的擠壓外力，將塑料袋和玉米秸桿中的空氣排凈，使其形成厭氧的發(fā)酵環(huán)境，達(dá)到玉米秸桿黃貯的生產(chǎn)目的。

2.4突出不同利用途徑的設(shè)備應(yīng)用

依據(jù)玉米秸桿的利用途徑、在加工處理環(huán)節(jié)應(yīng)有不同的設(shè)計應(yīng)用，在使用過程中應(yīng)區(qū)別對待。 在生產(chǎn)玉米秸桿青黃貯時， 應(yīng)啟動上述環(huán)節(jié)設(shè)備進(jìn)行連續(xù)化生產(chǎn)；在生產(chǎn)玉米秸桿干草時，應(yīng)將打捆機(jī)的液體添加系統(tǒng)停用，采用塑料繩捆扎打捆包裝。

準(zhǔn)備用作玉米秸桿草粉或生物質(zhì)燃料生產(chǎn)的， 應(yīng)停用打捆包裝設(shè)備，將破碎后的玉米秸桿輸送除雜篩并輸送到拖拉機(jī)后方的運輸掛車，收儲散裝的玉米秸桿，采用噸包包裝的應(yīng)設(shè)計與噸包大小的運輸車，裝滿后取下噸包，以此輪流進(jìn)行。

（來源：《農(nóng)業(yè)機(jī)械》2020年第2期

作者：楊清芳）