农机化新技术推广之三
秸秆综合利用机械化技术
秸秆是农作物的重要副产品，同时也是工、农业生产的重要生产资源，作为一种资源，农作物秸秆可用作肥料、饲料、生活燃料及造纸、制炭、建材、编织等工副业生产的原料等。
据统计，我国目前秸秆年产量约6.2亿吨，其氮、磷、钾养分含量相当于400多万吨尿素，700多万吨过磷酸钙，700多万吨硫酸钾。如果使50%的秸秆通过各种方式实现了还田，就相当于投入了900多万吨化肥，而生产实际中，一方面，土壤有机质含量逐年减少；另一方面，大量的农作物秸秆被废弃，甚至被放火焚烧，这祥既浪费了资源，又污染了环境，因此，开发利用秸秆，己成为农业生产资源开发和环境保护的新焦点。
第一节 机械化秸秆还田技术
世界上凡是农业发达的国家，都很重视施肥结构的科学合理，一般将化肥的施用量控制在施肥总量的三分之一左右，而秸秆还田和厩肥用量占三分之二。德国明文规定：农田每用100公斤标肥，必须同时施用1500－2000公斤厩肥。美国、加拿大等国的小麦、玉米秸秆大部分都要还田。
我国化肥使用量从1985年到1995年，以平均每年10.2%的速度增加，远远高出同期世界化肥使用量0.2%的增长速度，这期间，占世界耕地7%的我国，其化肥使用量由占世界化肥总使用量的14%上升到27%，1994年，我国每公顷农田的化肥施用量己达349.5公斤，（同期发达国家每公顷为81公斤，世界平均水平每公顷为91.5公斤），己超过世界平均水平的2.8倍多。
机械化秸秆还田技术，不仅抢农时，抢积温，解决了及时处理大量秸秆就地还田，避免了因腐烂焚烧带来的污染环境等问题，而且为大面积以地养地，增加土壤有机质含量，改善土壤结构、培肥地力，提高农作物产量走出了新路子。此外，机械化秸秆还田技术在抗旱保墒、减少化肥用量和节约生产成本，保护生态环境等方面均有明显效果。
一、机械化秸秆粉碎还田技术
机械化秸秆粉碎还田技术是指用秸秆粉碎机械将收获后的玉米、高粱、小麦等农作物的秸秆就地粉碎并均匀的抛撒在地表后，随即用犁耕翻深埋，这也是目前应用范围最广，使用面积最大的机械化秸秆还田技术。所采用的秸秆粉碎还田机械主要有锤片式、爪式、甩刀式动刀与定刀切割结构，可对小麦、玉米、高粱、水稻等软硬秸秆及甘蔗叶、蔬菜茎蔓等进行粉碎。无论是田间直立或铺放的秸秆，均可粉碎后均匀抛撒于地表。
河北、山东、河南、山西、北京等地先后生产的秸秆粉碎还田机具有运转平稳、粉碎效果好，生产效率高等特点。
河北生产的4F系列、4JQ系列秸秆粉碎还田机具产量最大，产品己成系列，可与18.3－58.8KW拖拉机配套。
河南等研制的小型悬挂式双立轴多刀组结构的秸秆切碎还田机，可与小四轮拖拉机配套，具有节省劳力秸秆切碎度高等特点，4JM50－B型秸秆切碎灭茬机增加了旋耕装置，在粉碎秸秆的同时，可将地表以下5cm内的根茬切碎，土壤旋松；
上海、江苏、江西等研制的反转旋耕灭茬机可将30cm左右的麦茬粉碎旋埋入土。整地和秸秆还田一次完成，适于麦稻连作区的麦茬还田。
黑龙江生产的XFP系列茎秆还田机，可与国内外多种自走式谷物联合收获机配套，这种机具借助原机动力，在完成联合收获的同时，将作物粉碎后抛撒在地表，切碎性能好，抛撒均匀，抛幅可调，既可用于机械化免耕秸秆覆盖还田，又可用于机械化秸秆粉碎翻埋还田，适用范围较广。
近年来，黑龙江、北京等地相继开发生产出的玉米联合收获机也增加了秸秆粉碎装置，在收获玉米的同时将秸秆粉碎抛撒在地表。
二、机械化根茬粉碎还田技术
机械化根茬粉碎还田技术是将割去秸秆后的根茬用机械粉碎后混于耕层土壤中的一项机械化技术。适用于实行轮翻耕作制地区的玉米、高粱、大豆等作物，在不耕翻的年份，可一次性完成根茬粉碎、疏松土层，并能保持原垄型，如采用综合作业机具，还可完成深松、起垄等项目。
针对玉米根茬粗壮，人工创除费工、费时、费力等情况，吉林、黑龙江等地研制出了可与8.8－58.8KW的拖拉机配套的2－6行的根茬粉碎还田机，这类机具灭茬旋耕深度可达10cm，可将根茬粉碎后直接均匀地混合于地表10cm的耕层中，作业质量可达到播前除茬整地的要求，这项技术适用于轮翻耕作的垄作地区在不耕翻的年份将玉米等作物的根茬直接粉碎还田。一般人工创除玉米茬每公顷需要10个工日，而机械根茬还田只需0.5个人工，相差20倍。
三、机械化秸秆整体还田技术
机械化秸秆整体直接还田可分为整体直接翻埋和整体覆盖两种方式，在实行宽窄行玉米的单季旱作地区，采用秸秆机械化整体翻埋还田技术和机械化覆盖还田技术，将摘穗后的玉米秸秆不经粉碎直接耕翻埋入土或覆盖在地里。该技术具有抗旱保墒、减少作业环节等特点，所用的机具设备为高犁柱深耕梨和山西生产的整秆覆盖机。
四、渐江等地近年来研制的机械化水田秸秆还田技术在南方水田秸秆还田方面取得进展，这项目技术是将机械收获或脱粒后的麦草稻草抛撒田间，并在灌水软化土壤和施肥后用水田埋草机、埋草驱动耙或旋耕埋草机在水田中纵横作业两遍，即可达到水田栽插前的耕整地要求。
水田整秆还田的秸秆除了稻秸和麦秸，还可以将瓜藤、绿肥和田间杂草直接旋耕还田。所采用的机具主要有1GM－65（125、175）型水田埋草机、1BSQ－230（160、120）型埋草驱动耙、东风－12型或工农－12型旋耕埋草机。
江西、湖北等地生产的驱动圆盘犁、机耕船、驱动耙、水田犁等机具在水田高留茬的秸秆还田作业中也都是较好的机具。
第二节 秸秆饲料加工技术
用秸秆养畜，实现过腹还田是一种综合效益较高的生产模式，目前用于饲料的和要是玉米秸秆和稻草，可直接饲喂，也可经过加工后饲喂，秸秆饲料加工的方法很多，下面介绍几种。
一、秸秆氨化技术
秸秆的主要成分是粗纤维，而粗纤维中所含的纤维素、半纤维素是可以被草食家畜作为饲料消化利用的，木质素则基本不能消化，秸秆所含的部分纤维素与木质素结合紧密，从而阻碍其被牲畜消化吸收。氨化的作用在于切断这种联系，使木质素与纤维素分开，使其能被牲畜消化吸收。此外，氨化还增加了秸秆的粗蛋白含量。一般来说，氨化秸秆的消化率可提高20%左右，采食量也相应提高20%左右，粗蛋白含量可提高1－1.5倍，并能提高秸秆的适口性和采食速度，氨化后秸秆总的营养价值可提高一倍，达到0.4－0.5个饲料单位，也就是说一公斤氨化秸秆相当于0.4－0.5公斤燕麦的营养价值。
氨化的方法主要有几种：
1、液氨氨化 将秸秆打捆堆成垛，再用塑料膜覆盖密封，注入相当于秸秆干物质重量3%的液氨进行氨化，氨化时间通常依季节而不同，夏季约一周，春秋季2－4周，冬季4－8周。用氨化炉氨化，温度为80－90度，只需一天即可完成氨化过程。
2、尿素氨化 将秸秆切碎置于氨化池中，用相当于秸秆干物质重量5%的尿素处理，尿素应预先溶于水中，均匀地喷洒到秸秆上，氨化池装满、踏实后用塑料膜覆盖密封即可。处理时间大体同于“液氨氨化”，但稍长。
3、碳铵氨化 碳铵也可作为氨源氨化秸秆，方法与尿素氨化相同，其用量要相应增加
4、氨水氨化 方法同液氨氨化，其用量也相应增加。在四种氨化方法中，以液氨与尿素氨化效果最好，氨水和碳铵效果稍差。
二、玉米秸秆青贮饲料技术
青鲜玉米秸秆粉碎后，在嫌气条件下，经过微生物的发酵，成为青饲料，发酵过程中，产生一定浓度的酸（乳酸），既可以保护饲料的营养成份不受损失，又可使饲料保持青鲜多汁的特点，并具有酸香味，贮存时间较长。既可供常年喂养使用，又利于秸秆过腹还田和生态农业的良性循环。
其操作方法
1、建青贮池 池地远离粪坑、活水坑，建在干燥、地势较高处，可建成长方形和园柱形两种，可以是地下式、半地下式和全地上式。池壁砌砖，水泥造底，每立方米容积可装青贮料500－600公斤。
2、青贮 玉米秸秆趁青收获后用机械粉碎随即装入池中，边装边压实，并洒入一定量的水和渗入少量尿素（每吨青料加4－5公斤），装满池后用塑料膜封严，上面再加0.3M的土。
3、使用密封的玉米秸秆粉碎料在嫌气条件下，经过30天左右，完成发酵过程，就成为玉米秸秆青贮饲料。
一般玉米秸秆青贮饲料具有酸香味，1500公斤相当于200公斤玉米的营养价值。
三、秸秆微生物发酵贮存技术
农作物秸秆经机械加工和微生物菌剂发酵处理，并将贮存在一定设施内的技术也称微贮技术。
微贮饲料的发酵过程是利用生物技术培育出的高效活性微生物复合菌剂，经溶解复活后，兑入浓度为0.8%－1%的盐水中，再喷到加工好的作物秸秆上压实，在嫌气条件下繁殖发酵完成的。高效活性微生物复活菌剂为粉剂，商品名称是秸秆发酵活干菌，是由高效木质纤维分解菌和有机酸发酵菌复合组成的，适合于所有农作物秸秆使用。秸秆发酵活干菌制取秸秆微贮饲料的原理与反刍家畜瘤胃微生物的发酵原理基本相似。
微贮饲料主要用于饲喂牛、羊等反刍家畜。实践表明，微贮后的饲料全面优于没有处理的秸秆，与氨化处理比较，微贮秸秆粗蛋白含量低于氨化秸秆，但采食量和日增重均高于氨化秸秆，成本也比氨化处理低。
微贮技术的特点是：
1、成本低，效益高 每吨秸秆制成微贮饲料只需用3克秸秆活干菌（价值10元），而每吨秸秆氨化则需用30－50公斤尿素。
2、消化率高 以营养价值很低的麦秸秆为例，微贮过程处理后，干物质消化率提高24.14%，粗纤维消化率提高43.77%，有机物消化率提高29.4%，麦秸秆微贮饲料干物质的代谢为8.73mj/kg，消化能为9.8mj/kg。
3、适口性好，采食量高 秸秆经微贮处理，牛、羊的采食速度可提高40%－43%，采食量可增加20%－40%。
4、秸秆利用率高 稻麦秸、玉米秸、高粱秸、土豆秧、甘薯秧、豆秸等都可制成优质的微贮饲料。
此外，还具有可制作季节长，保存期长，无毒无害，制作简便等优点。
其作业方法主要有：水泥窖微贮法、土窖微贮法、塑料袋窖内微贮法、压捆窖内微贮法等四种。
四、秸秆饲料压块技术
粗饲料压块机可将秸秆、饲草压制成高密度饼块，其压缩比可达一比五甚至一比十五。这样可大大减少运输与储存空间，若与烘干设备配套使用，可压制新鲜牧草，保持其营养成份不变，并能防止霉变。高密度饲饼用于日常饲喂、抗灾保畜及商品饲料生产均能取得很大的经济效益。
压块机可以压制含水率在10%－18%的豆科、禾本科牧草及适合作饲料的农作物秸秆，并可压制某些工业副产品，如作为燃料的木屑等。
93CB－70型粗饲料压块机的生产率为400kg/h，压缩周期为5－6S，操作人员3－4人。粗饲料压块机由物料输送机、压饼机、液压站和电器控制柜四部分组成。
五、秸秆草粉制作技术
秸秆粉碎成草粉，经发酵后饲喂牛羊，能作为饲料代替青干草，调剂淡旺季余缺，且喂饲效果较好。
其制作方法：
1、原料 凡不含有毒物质的农作物的秸秆及粮棉加工副产品均作为粉碎原料。要求所有原料不发霉，含水率不超过15%。
2、制草粉用 锤式粉碎机（筛孔直径12－15mm），将秸秆粉碎，草粉不宜过细，一般长10－20mm，宽1－3mm，过细不易反刍，应将种种原料单独粉碎，以便按比例配制。
3、发酵制作 将粉碎好的禾本科草粉和豆科草粉按三比一的比例混合，其整个发酵时间为1－1.5天，发酵好的草粉每100公斤加入0.5－1公斤骨粉，并配入25－30公斤的玉米面、麦皮等，充分混合后，便成草粉发酵混合饲料。
六、秸秆揉搓加工技术
揉搓技术就是通过对秸秆精细加工，使之成揉软的丝状物，质地松软，能提高牲畜的适口性，采食率和消化率。揉搓机是发展畜牧业较先进、农民欢迎的理想的秸秆饲料加工机具。
揉搓机由喂入口、出料口、上下机体、转子、齿板、隔板、带轮等组成，其生产率：玉米秸秆400－450kg/h，稻草500kg/h。搓碎率：99%，配套动力：4.4－8.8kw拖拉机或电机。
第三节 秸秆其它加工利用技术
一、秸秆气化集中供气技术
生物质气化技术就是生物质原料在缺氧状态下加热反应的能量转换过程。生物质是由C、H、O等元素和灰分组成的，当它们被点燃，只供应少量空气，并且采取措施控制其反应过程，使C、H元素变成CO，H2，甲烷等可燃气体，秸秆中大部分能量都转移到气体中，可燃气体燃烧时要供应充足的空气，产生的烟气中主要含CO2和水蒸气。
近年来，我国研制了一批适合国情的技术和产品，己达到实用化程度，其中示范推广的主要有：
1、粮食系列稻壳气化发电机组 在改造传统煤气发生器和柴油发电机的基础上形成120KW、80KW容量的系列产品；
2、大连环科院研制的干馏装置
秸秆气化集中供气技术以农村量大面广的各种农作物秸秆为主要原料，以集中供气的方式向农民供应炊事燃气。
二、秸秆制炭技术
农作物秸秆制炭是将秸秆等原料经烘干或晒干、粉碎，然后在制炭设备中，隔绝空气或进入少量空气的条件下，进行加热、分解而得到固体产物－木炭。
近年，河南等地先后研制出高效节能炭化炉人造炭连续炭化装置。
目前常用的炭化设备及辅助装置主要有：
1、炭化炉 是缺氧干馏炭化的一种主要设备，Ⅲ型炭化炉主要通过对各种农作物秸秆或其它含碳物质制成的棒料和块料进行缺氧干馏炭化制取木炭。
2、挤压式制棒机 是利用农作物秸秆、烟梗及其它农林废弃物等原料的固有特性，经粉碎、螺旋挤压，在高温高压条件下，使木质原料中的木质素塑化，使微细纤维相结合，形成固体棒状燃料
3、冲压式制棒机 是利用秸秆等原料，经粉碎，在高压条件下，制成棒状固体燃料的主要设备之一，通过冲压加热，使秸秆等原料塑化再结合，从而形成固体棒状燃料。
4、连续炭化机 是将秸秆等经过粉碎烘干后直接在高温下进行炭化，制成颗粒状炭粉，然后用成型机制出各种形状的型炭。
三、秸秆制洒精技术
利用玉米秸、玉米芯、稻谷壳、棉籽壳、向日葵渣、甘蔗渣等副产品制取酒精，也是秸秆综合利用的途径之一。
其工艺流程是：秸秆洗涤－－水解－－蒸煮软化－－糖化发酵－－蒸饮馏取酒。
四、麦秸种草菇技术
利用麦秸培育草菇，能获得较高的经济效益，其培养基尚是优良的有机肥。
其利用工艺流程是：麦秸处理－－选地栽培－－发菌培养－－出菇管理－－采后处理。
（涂同明）
