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机械化作物桔秆回收的方式及发展方向分析
来源:农机使用与维修  作者:佚名  2018-06-26 08:06:39

    摘要:秸秆是农业生产的附属产物,我国农业每年都会产生大量的秸秆,作为数量庞大、功能多样的可再生资源,近年来桔秆的回收再利用受到了政府和各大企业的重视,通过对桔秆回收方式和常用机型进行研究,分析了桔秆回收的难.点,并总结了秸秆回收的发展途径。

    我国的耕地资源面积很大,在每年粮食作物高产的同时,农作物秸秆的产量也十分庞大,据统计,我国农业秸秆的年产量在7亿t以上,由于我国农作物秸秆种类多、分布广,存在一定的回收难度,现阶段除部分秸秆被用于农业肥料或秸秆还田、以及牲畜饲料以外,有近60%的秸秆被直接废弃或露天焚烧。秸秆的焚烧不仅造成了资源的浪费,更加剧了空气污染。秸秆作为自然产生有很大开发潜力的生物质资源,在解决我国能源匮乏、饲料短缺、环境污染等问题上都能起到重要的作用,因此,对秸秆的开发利用是农业生产必须要走的路。目前,我国在机械化回收和储存运输方面的技术还比较落后,要真正实现秸秆的高效回收和利用,还需要相关技术部门和广大农民的共同努力。

    1 农作物秸秆机械化回收的关键问题
    农作物秸秆的特性是干燥后密度小、结构各异、整体松散,这都对收集、运输和存储造成了一定的困难,现阶段秸秆回收的关键问题是检拾与打捆技术,相关技术仍处于发展阶段,成熟技术仍然相对缺乏,若不能有效的完成秸秆的检拾与打包工作,秸秆回收的后续工作更难以顺利地进行,秸秆捡拾的难题在于如何将杂乱的秸秆收集起来,打包的难题在于需要将松散的秸秆压缩到致密的结构以便运输,目前国内生产的秸秆捡拾打包机械能够优质完成全部要求的机型较少,而从国外引进的先进机型也存在着一定的水土不服及作业成本高等问题。现阶段,由于秸秆资源的利用程度低,只有少量的秸秆能被回收,且仅用于牲畜饲料、生活燃料使用,同时,得益于国家政策的支持,更多的秸秆能用于电厂发电或秸秆还田,但目前的浪费情况仍比较严重。秸秆收获装备作为农作物秸秆有序利用的重要工具,对秸秆回收和优化农业生态环境都具有重要的意义。

    2 机械化秸秆回收的主要方式
    2.1秸秆回收方式的演变与发展
    我国对秸秆回收机械的研制开始于20世纪50年代末期,研制方向为半自动化的蓄力草捆机,到20世纪60年代逐渐试验和引进了国外的小方草捆捡拾压捆机,并对该机型进行了较为深人的研究与仿制,之后引进的大型方捆机,在对其研究和改制的基础上,在一定范围内进行了批量的生产和销售。在70年代末期,开始研发和制造了针对于秸秆的圆捆机,并优化了秸秆的捡拾方式,圆捆机工作效果如图1所示。由于秸秆回收再利用的一个主要方向就是牲畜饲料加工,对秸秆打包的最基础要求就是必须具有较高的密度,因此高密度压捆机是秸秆回收机械的前提,因此,利用液压或其他方式增加秸秆捆扎的密度是目前阶段打捆机研发的重点。捡拾装置是打包机械的重要组成部分,其主要作用是对农作物秸秆进行收集,我国现阶段压捆机多采用弹齿滚筒式结构,截至目前,我国的秸秆收集及后处理技术仍处于发展阶段,机械化水平也还有很大的提升空间。

    2.2我国秸秆回收机械种类
    我国市场上常用的秸秆回收装置主要包括捡拾压捆机、固定式压捆机、秸秆粉碎还田机三大类,其各自结构特点如下。
    (1)捡拾压捆机。最早的捡拾压捆机的设计是美国等发达国家收获牧草使用的,所设计的压缩密度通常为中等密度。我国农业所生产和使用的检拾压捆机多为方捆压捆机,捆扎材料为尼龙绳,关键部件包括了检拾器、输送喂入结构、压缩结构、调节装置、打捆装置和输出装置等,捡拾打捆机的结构如图2所示。打捆机沿着垄向方向移动,通过检拾器检拾秸秆,并通过输送喂人结构将秸秆送入压捆室,在曲柄连杆机构的作用下,活塞做往复高频率运动,对秸秆起压缩作用,被压缩后的秸秆经打捆后排出,有些机型将排出的秸秆落到地面,另一些可直接推送至接料车。

    (2)固定式压捆机。固定式压捆机相对于检拾压捆机而言取消了捡拾和行驶的功能。由于采用了固定式结构,无需大马力拖拉机做牵引,减少了一定量的机械结构和动力难题,但固定式压捆机属于半自动化压捆机,需要人工收割秸秆,并且人工喂人,适合丘陵、山地等行进机械不易作业的区域使用,固定式压捆机的压缩方式大体上可以分为开式压缩和闭式压缩,通常来说,开式压缩的压缩方位更多,能达到更大密度的压缩效果,但开式压缩消耗的功率大,性价比不高。因此,固定式压缩机在压缩方式上更多会采用闭式压缩进行设计。
    (3)秸秆粉碎还田机是不对秸秆进行收集而将秸秆直接粉碎于田间的农业机械,秸秆还田适用于冬季温度适宜地区,秸秆粉碎还田后经过长时间的腐烂发酵分解为土壤中的有机质和营养成分,有利于农业的长久发展。秸秆粉碎还田机械主要由连接结构、变速箱、粉碎刀架、滑板以及壳体组成,秸秆粉碎还田机械工作时,由负责牵引的拖拉机动力输出轴提供动力,拖拉机的动力由万向节轴传递给离合器,再通过离合器传递给变速箱,变速箱变速后带动刀架做高速转动,动刀与定刀的往复作用产生较大的剪切力,秸秆在刀架的高速旋转中被不断剪碎、并抛洒在田间,在拖拉机的牵引下,能够快速地对大面积农机秸秆做粉碎还田作业,秸秆粉碎还田机工作如图3所示。

    2.3秸秆回收面临的主要问题
    (1)秸秆收集困难。由于我国农村的种植模式以小面积种植为主,秸秆回收机械进地作业的经济效益不高,同时由于农户种植农作物的品种不一、收获时间各不相同,且大型农机收获后秸秆或被打碎或杂乱无序散落于地,这都增加了秸秆捡拾的难度,更降低了秸秆的回收效率。
    (2)秸秆运输困难。由于秸秆回收以农村地区为主,农村的道路情况普遍不佳,很多农田无法保证运输车辆靠近或停靠田边,导致本来已经打包完成的秸秆无法直接运至车辆处,还必须耗费资金聘用人力或拖拉机转运,很大程度上降低了秸秆回收的经济收益。
    (3)秸秆存放困难。秸秆回收受季节影响较大,短时间内回收大量的秸秆,必须要有足够的场地来存放,并且由于秸秆中仍存有一定量的水分,导致过久存放而不经处理的秸秆易出现发霉或腐烂现象。
    (4)秸秆回收后处理途径缺乏。现阶段秸秆回收再处理的主要途径就是电厂燃料或牲畜饲料,处理和消化的途径十分有限,而且由于现阶段回收秸秆的成本也比较高,导致有能力消化秸秆资源的企业回收秸秆的意愿也不强烈,这更降低了秸秆的需求量。

    3 机械化秸秆回收前景分析
    随着国家对秸秆回收支持力度和相关政策的日益完善,加之秸秆禁烧的监督与检查日益严格,越来越多的农民乃至城市人口都认识到了秸秆回收的重要意义,为落实国家关于农业的绿色、环保、生态、可持续的战略思想,提高农业生产的科学性,将生产剩余的秸秆资源有效的利用起来,是农业生产高效发展的必经之路。同时,希望国家和地方政府能够积极支持秸秆回收事业,优化秸秆回收环境,保证秸秆回收工作顺利进行。
    对应用于秸秆回收的农业机械来说,我国目前使用的机型已经初具规模,只是在捡拾可靠程度、压捆密度和所需配套动力方面还有可优化的空间,只需将现阶段的不足逐一完善,针对于指定农作物秸秆的捡拾与打包工作就能够顺利完成。至于秸秆打包机未来的发展方向,在满足打包整体要求的前提下,应向着多品种、多种类农作物秸秆的高适应性方向发展,使一台打包机能够同时满足玉米、小麦、黄豆等多种粮食作物秸秆的检拾与打包工作,在优越的机械性能下扩展秸秆回收机械的适用范围与工作时间,可大幅提高其经济效益。
 

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