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田间秸秆收集处理新技术的研究与探索

时间:2024-05-30

王亚瀑

摘 要:秸秆是小麦、玉米等农作物生产的重要副产物,对于田间秸秆的利用方式,目前主要以能源化或还田方式进行,对散落田间秸秆的收集也多以人工打捆为主。该情况下的秸秆收集处理方式效率低下,利用率低,无法实现商业化、产业化与高附加值利用。为此,研究田间秸秆收集处理新技术具有极其重要的意义。

关键词:秸秆;收集;处理;新技术

渭源县位于甘肃省中部,定西市南部,地处黄土高原与西秦岭的交汇地带,总面积2065.51平方公里,耕地面积80.07万亩,其中水浇地面积9.09万亩,旱地面积70.98万亩,旱地面积占全县总耕地面积的 88.65%,人均占有耕地2.47亩。气候属于典型的中温带大陆性季风气候区,年降水量400-500mm,蒸发量1441.9mm,属半干旱气候区。在该县,玉米、小麦等是重要的种植农作物之一。在生产过程中,秸秆是主要農副产物之一,占作物生物总量约50%左右。据相关数据统计,我国每年共生产出秸秆超过七亿吨,其中被再利用的约3亿吨左右,剩余的处于废弃状态,有待利用。目前,在渭源县,对于散落田间的秸秆,主要依靠人工收集的方式进行,但由于人工成本较高,且农村劳动力不足,导致秸秆收集成本居高不下,且收集效率整体偏低,无法实现商业化利用。加之农民限于秋翻,因而不愿意花太多钱把秸秆还田,而宁愿采取焚烧或堆积腐烂的方式进行处理,既造成秸秆资源的浪费,又污染河流与空气,给生态环境带来破坏。鉴于此,有必要加强对田间秸秆收集处理新技术的研究,探索更高效、更现代的收集处理技术、装备等,以取代高昂的人工收集,促进秸秆资源真正实现商业化、产业化、高附加值的利用。

一、田间秸秆收集处理现状

1.焚烧处置或废弃

我国农作物复种指数较高,短则一周,长不过一月,为不影响下一季的播种,则势必需要及时将田间秸秆处理。而农忙时节,农民自身又无暇处理秸秆,雇人收集人工成本十分高昂,因而大多数农民选择将秸秆就地焚烧或者抛入沟、河、渠、塘任其腐烂,给大气和水体造成严重污染。

2.人工收集

近年来,随着我国不断加快新农村建设步伐,国内部分农村已经开始重视秸秆资源,并对其进行生物质资源利用,如建设沼气池或生物质发电厂。一些企业家也愿意花钱购买农民收集的秸秆。但农村劳动力短缺是不争的事实,大量农村青壮年外出务工,很少有人愿意费劲收集秸秆,且随着人力成本的提升,依靠人工收集打捆的收集方式越来越不适用,不仅经济效益难以保障,而且人工收集打捆的方式也难以大规模推广。

3.机械打捆

应用机械作业的方式取代传统焚烧与人工打捆的方式,无疑是一种较为高效的处理方式。目前,国内已经具有秸秆打捆机械,且在部分地区已经开始推广应用。机械打捆的方式主要是利用打捆机将秸秆压缩至方捆或圆捆,再将打好的捆推出,由田间搬运机械或人工搬运到地头,再统一运往秸秆需求地。机械打捆的方式,在一定程度上缩减了人力需求,但其打捆质量与打捆密度不高,保型也不理想,在运输过程中易出现散捆现象,为此机械打捆技术也存在一定的局限性。

二、田间秸秆收集处理新技术的研究与探索

鉴于现阶段国内秸秆收集处理方式仍然存在不少问题,文章提出关于田间秸秆收集处理新技术和装备,即致密成型技术与致密成型联合机。该联合机适用于田间、林区作业,可实现秸秆收集、粉碎以及致密成型同时进行,且整个过程全部实现自动化,只需一人操作,即可完成所有过程。下列,将此项技术装备与传统秸秆收集处理方式进行比较,以分析其优势。

1.成型密度对比

秸秆自身密度较低,形态松散,直接收集堆放,则密度仅为30 ~50kg/ m3,采用人工打捆的方式堆放密度约100 ~ 120 kg/m3,打捆机打捆后的密度约200 ~300 kg/m3,而致密成型机处理后的颗粒密度可达600 ~1400 kg/m3。通过不同方式成型密度对比可得,使用致密成型技术处理秸秆,可极大程度节约运输空间,降低运输成本,大大提升运输效率。

2.人工数量对比

人工收集打捆的方式,不仅收集田间散落秸秆需要大量人工,而且在收集之后打捆、搬运、装车、运输等也需要大量的人工,且打捆密度低,工作效率低下,运输成本高昂。使用打捆机的方式进行打捆,则每打完一捆,就需要其他机械或人工进行搬运,加上秋收时间限制,因而加上驾驶人员在内,则至少需要5名人工进行作业。利用成型致密技术处理,可直接将秸秆加工成为生物质颗粒,且可暂时存在车载的箱体中,全过程实现自动化,且只需一个致密成型联合机驾驶员即可,极大节省了人力资源。

3.适用性对比

人工打捆方式灵活性好,可适用于各种地形,但由于人力需求较大,成本高昂,效率较低,因而该方式正在被淘汰。机械打捆方式相较于人工打捆,打捆效率较高,打捆密度更大,但需要其他机械或人工二次搬运作业,因而适用性较差。采取致密成型技术装备,通过设计不同的拾取结构,可适用于不同类型、尺寸、形态的秸秆收集,同时还可根据农田地块大小,设计成不同大小的联合机,适用于田间、林区,因而从总体上看,其适用性更高。

4.经济效益对比

此外,利用致密成型技术及致密成型联合机收集处理秸秆,可实现边收集边加工边处理成为生物质颗粒,颗粒密度大,保型性好,可有效降低运输成本。同时,加工后的生物质颗粒燃料的价格也高于秸秆的价格。因而具有较高的经济效益,同时也对保护生态环境具有重要意义。

参考文献:

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