玉米机械收获与秸秆还田技术研究

党晓维，何伟

摘要：为响应可持续发展政策实施，本文对陕西省玉米秸秆回收再利用做大量分析，通过调查陕西省玉米秸秆回收现状得出玉米秸秆回收再利用重要性的结论。因陕西农民对环保、再生能源的认识不足，依旧采用露天焚烧处理，对环境造成严重污染。现阶段玉米秸秆的有效回收技术分为直接收货和捆绑收获，采用大方块打捆机、小方块打捆机以及圆捆打捆机对玉米秸秆进行处理。玉米秸秆的利用率较高，因为可作为饲料化、肥料化、燃料化、基料化、原料化处理，提高经济效益的同时保护生态环境。陕西省玉米秸秆回收再利用率较低，只有通过科学合理的方案才能做到真正的可持续发展，若能通过有效方案，将能够缓解能源紧张、农田退化等问题，本文以玉米机械收获与秸秆还田技术研究为主题进行深入探讨。

关键词：玉米秸秆；还田技术；回收再利用；推广

引言：本文主要以分析陕西省玉米机械收获与秸秆还田技术为切入点，并以此为基础，探索玉米秸秆利用模式，为相关工作者提供借鉴。

一、陕西省玉米秸秆回收现状

人口和农作物需要同比增长才能保证不出现粮荒，农业技术不断朝着现代化、科技化的趋势前景，以帮助农产量提高，但随之而来的问题是农产品增长后，秸秆量也会相应增加。图1为部分年份陕西省玉米秸秆产量的图表，数据中可知农作物产量的提高。当产量提高后同时还应选择有效回收措施来减少污染，该措施是当前农业发展的重点工作。根据以上数据可以得知，玉米秸秆回收利用技术不够健全，各种有关措施效率较低，若要完善系统体制，则应保证使用先进回收再利用技术，但从各方基础条件来看，该情况还存在较大阻碍，完全攻克还需很长时间[1]。

目前，陕西省农民农作为回收利用意识较为薄弱，传统思想影响颇深，多数农民认为秸秆回收利用无价值，即使有意识，也只是采取粗暴的露天焚烧方式为主，均认为焚烧方式简单快捷，而且草灰可作为化肥滋养土地以方便来年种植。但该方式不仅不科学同时还会破坏土壤养分还会影响周边生态环境，草灰可篡改土壤内部的微生物结构，使土地变得更加贫瘠。而且还会影响空气质量，危害人体呼吸道健康，因此露天焚烧秸秆既无效同时还不利于回收再利用，浪费大量土地、空气资源。受到传统农作思想影响较深，农民对回收再利用的积极性不高，认为秸秆属于无价值物，加上没有一个健全有效的方案和机制来制约，这导致秸秆很难回收再利用。玉米卖出后，剩余秸秆转运买卖报酬十分低廉，且步骤繁多，加上运输成本高，另外，作业费偏低而维修费偏高，农民回收资金效率慢，总总因素导致农民不愿意回收秸秆，在本身经济状况较差的情况下，回收秸秆并没有给农民带来实质性收入，这就造成大量秸秆丢弃在田地内无人回收的局面。

二、玉米秸秆还田技术对策

1、增强宣传力度

部分乡镇干部、基础干部不重视秸秆回收工作，对该项工作存在畏惧发愁的消极态度，没有真正为农民着想，这就很难把秸秆回收工作纳入议事日程，导致各乡镇农民不熟知相关知识，难以真正落实秸秆还田技术的开展。所以应加快普及秸秆还田工作，进一步提高认识，由政府实施策略面向市场推广，禁止传统露天焚烧法，转变为多元化回收再利用法。增强对陕西农民对秸秆还田工作的认识，可采取拉挂横幅、贴标语、开办讲座、电视专栏等多种传播媒介，让农民熟知焚烧对环境、健康所带来的危害性，同时还应提倡使用有效还田技术，告知农民其方法优势，尤其是可增加土壤活力、改善土壤结构、提高经济效益等农民感兴趣方面的知识，切实保证农民自愿积极参与秸秆还田工作，形成良性循环[2]。

2、强化补贴

在收获农作物时需要保证农民买得起有效的收获机械，因此，陕西省政府可向国家农机购置处申请补贴，凡是农民自愿购买秸秆收获机等有关机械，一律按照“应补尽补”原则，优先保障已申请购买秸秆收获机农民的需求。

3、保证作业质量

开展农机手驾驶操作培训技能大赛、秸秆收获机演示大会，扩大收获机的示范效果，以此来吸引农民对应用秸秆收获机的兴趣。积极引导农机合作社扩大农作土壤面积和回收玉米秸秆量。实突击检查大中型拖拉机、秸秆收获机的卖家，避免农民购买到发动不稳定的收获机，保证农民的人身安全。

三、玉米秸秆回收再利用的重要性

全球环境资源日益稀缺，虽然人类生活质量得以提高，但是却忽视了加强对环境保护的意识，节约能源在多数情况下多为喊口号，并没有实质实行。对能源的需求有增无减，若想得到持续发展，选择合理有效的可再生资源尤其重要，而通过玉米秸秆回收再利用，能够释放可再生资源，缓解能源稀缺等问题。在欧洲先进农业国家，如芬兰和瑞士早已纷纷采用玉米秸秆回收，将其制作成包装纸，该类型包装纸可在短时间内降解，无污染性，以最大化回收效率保护绿色环境的意识较为朝前[3]。陕西在这方面机制并不完善。陕西以及周边地区对煤炭和石油的需求量巨大，人们对能源枯竭、环境质量危害身体健康等意识认识不足，导致环境污染日益剧增，露天焚烧秸秆并没有充分利用资源，反而会将大量粉尘、氯化物等有害物质可混入空气中，在危害人体健康的同时还会破坏臭氧层，加剧全球变暖趋势，严重危害环境，所以对于减少秸秆焚烧的工作必须加快实施。秸秆中含有大量营养成分，如木质素、纤维素、矿物质等，这些物质在很多资源利用上都能起到作用,改善多方面能源稀少短缺问题，从以上方面看来，玉米秸秆回收再利用利大于弊，如果将大量玉米秸秆经过粉碎加工，可促进经济效益、环保效益提升，如果持续使用科学有效的回收技术模式，那么秸秆价值将会大大提高。

但陕西秸秆回收技术还未成形。

四、玉米秸秆还田的好处

1、培肥地力

据调查研究研究，玉米秸秆中的氮、磷、钾含量分别为0.6%、0.27%、2.28%，其中可利用的有机含量高达15％。每1250kg玉米秸秆=4000kg肥料；氮磷钾=18.75公斤碳铵.连续实施玉米秸秆还田能为土壤增加0.2％的有机含量。增加速效磷、速钾、含氮量分别为33-45%、25-30%、1.06%。将单产量提高至20-30%，大大减少了化肥使用率，减少了化学物质对土壤的侵蚀，同时提高了农作物产量以及品质。

2、改善土壤物理性

秸秆还田后发酵的微生物可与钙、镁元素结合成稳性团粒结构，进入土壤后，土壤缝隙扩张，提高含氧量，土壤容重对比度降低，有效提升土壤蓄水保肥能力。当土壤中温度恒定可助力微生物活动以便促进养分分解吸收，帮助农作物生长发育。

3、提高土壤生物活性

玉米秸秆的化学能是微生物生命活动的能源的重要来源，还田后可增强微生物进行氨化、硝化作用，在分解时可提高土壤中的COz浓度，有助于农作物进行光合作用[4]。土壤肥沃是农作物产收的保障，经过秸秆还田后的土地有效减少有害物质产生，同时还可保护环境。

五、玉米秸秆的有效回收技术

1、直接收获

直接收获玉米秸秆有两种方式，一是在收获时直接将玉米和秸秆分为两部分，虽然秸秆回收机和玉米回收机是在同一时间、效率下进行，可增加收获作物时间，但另一方面却因为需要同时带动两台发动机，因此也需要发动更大马力。玉米收获机结构上部含有割台、剥皮机装置，下部装有处理秸秆机械，其带有切茬、秸秆揉切、茎秆收集传送等装置，当秸秆通过一系列操作后将其收集。二是直接制作出饲料，在收获时直接把果实和秸秆进行混合收割。

2、捆绑收获

通过收拾捆绑的方式将丢弃于田地中的玉米秸秆制成圆柱体，这样更方便运输。机器通过打捆机进行拾捡，陕西省主要使用大方块打捆机、小方块打捆机以及圆捆打捆机。打捆机在工作时需要与拖拉机牵引配合，将秸秆收集到打捆机里，然后在制捆室进行结构处理，最后制成扎实的圆柱以方便集中运输，既节省了人工费用同时还便于回收再利用。大、小打捆机操作原理大同小异，但牵引动力存在差别。方捆打捆机物理结构分为拾、喂、送、制等传动装置进行工作，当秸秆输送到内部时，机械会自动压缩，使用活塞运动将秸秆挤压到一定密度后再捆绑，最后输送到田间。该技术完善可靠，还可配合各种大、小拖拉机进行匹配工作，灵活性更强。圆捆打捆机主要结构有拾、传、压、捆、放等传动装置，与方捆打捆机不同的地方在于压缩方式，其制捆室做高速旋转运动，通过离心力将秸秆打捆，大概达到一定密度时再输送到田间。农民在收集秸秆时可针对收集方式的不同进行选择，而使用方捆打捆机能够在操作收获时节省空间且更便于运输，而圆捆打捆机的工作效率更高，因此在收集秸秆时以最低成本效益为目标，根据实际情况选择打捆机[5]。

六、玉米秸秆的“五化”利用模式

1、玉米秸秆的饲料化

秸秆属于剩余物但并非是无价值物，其含有淀粉、脂肪、有机物、等多种营养物质可为牲畜作为饲料使用，可成为草食动物持续发展提供粗饲料保障，秸秆的回收量越多，可制成的动物饲料也就越多，因此秸秆饲料化可响应可持续发展政策需要，玉米秸杆饲料化技术成熟可靠且经济效益可观，既可降低养殖成本同时还可增加农业收入。制作时，打捆的秸秆要做松散处理后再制作成颗粒，进行烘干、热化后方可制成牲畜用饲料。对比传统饲料，秸秆饲料优势更强，对于牲畜来说，食用秸秆制成的饲料适口性更强，营养成分更易消化吸收，达到最大化生物利用率。使用秸秆制成饲料可实现经济效益增长、减少能源消耗，对可持续生态发展来说是积极有效的处理方法。将玉米秸秆进行粉碎后，在放入发酵池并覆盖薄膜，让其经过一段时间发酵作为饲料，这种饲料是很多牲畜的营养餐，而且发酵时间较短，只需1-2个月则可从废料变身为“金料”，实现了保护环境的目的，同时还能够为养殖场农民节省开支，实现社会、养殖、农户共赢模式。

2、玉米秸秆的肥料化

秸秆中含有大量营养成分，将其肥料化处理也相当科学，其中还田处理最为直接方便，当秸秆被粉碎化后可能有效地浸入土地，还可到达深层土壤与之相结合，结合后会引发微生物聚集反应，将其腐败，腐败后的有机物分子更小，可最大化进入土壤层中，保证农作物最大化吸收养分。将粉碎化秸秆放入田地中，属于有效还田处理，土壤得到秸秆覆盖保温，减少水分蒸发，让水分配比不会发生较大改变，待秸秆腐烂后释放的有机物进入到土壤中，可增强土壤活力，保证农作物产收。另外还有一种方式是过腹还田，指的是直接使用玉米秸秆或者玉米秸秆饲料成品，给予牲畜喂食。牲畜消化排便后作为肥料进行还田处理。还有一种特殊的方式是将玉米秸秆集中后加入腐败剂进行处理，可加速秸秆腐化程度，直接为土地提供养分，增加土壤养分。据试验对比，秸秤地表覆盖较地表裸露水分损失下降至30%-40%，达到了比以往更高的水分利用率。每10O公斤的玉米秸秆的氮、钾等同于2.4公斤的氮肥。连续实行玉米秸秆还田处理可让土壤有机物含量递增0.04-0.06％。直接改善了土壤环境，让微生物得到快速繁殖，促进有机物释放

[6]。

3、玉米秸秆的燃料化

玉米秸秆中的热量值含量较高，在燃烧后可提供热能，相同重量的燃煤与玉米秸秆燃烧后的热能比较，燃煤可提供热能可达到燃煤的60-70％，利用率较高。玉米秸秆属于可利用再生能源，主要向清洁环保开发的方向前进。现阶段针对玉米秸秆加工处理技术得到发展，可产出热能大、比重高、易于燃烧的优质燃料，在产出的同时成本更低、污染更小。玉米秸秆制作而成的燃料也能够进行沼气发酵处理，所得气体属于新能源绿色气体，建立专门生产玉米秸秆的沼气站不仅可提高燃气产出，同时还能为一方带来经济效益。

4、玉米秸秆的基料化

利用玉米秸秆生产栽培基质，是一项将农作物产值增大的技术，玉米秸秆可作为培养基，玉米自身带有营养物质，作为培养基更优秀，可大量运用于育苗和栽培产业中，营养价值高的同时，加工成本也比传统培养基要低一半，同时还节省了草炭消耗，真正实现减少污染，变废为宝。而且玉米秸秆的收集更方便，因此玉米秸秆基料化的前景更为广阔[7]。玉米秸秆可作为反应基质，可发酵空气中的热量，可运用与蔬菜大棚、温室等产业，达到蔬果作物增产的目的。使用玉米秸秆作为基料的食用菌品质更高。因此玉米秸秆作为基料具有实际推广作用，让生产趋于秸秆高效利用化发展，农作物产品更优质，能够为社会带来经济效益，为生态带来发展效益。

 5、玉米秸秆的原料化

玉米秸秆中的木质素可提取，随后可作为复合增强材料，将其运用到一次性餐具、卫生纸、办公用纸等方面，可减少资源开采。另外，经过化学处理后的玉米秸秆可作为酒精，运用于医疗、生活、工业等生产中。玉米秸秆中的木质素、淀粉还可代替部分塑料品添加剂，运用于制造餐具、碗筷、菜板等生产中。

结束语：

综上，玉米收获的机械化结合五化的方案具有重大意义，可为能源开发提供再生资源价值、可为农业生产提高收获率价值、可为环境保护减少土壤破坏以及降低危害空气质量提供价值。秸秆还田是可促进活跃土壤，实现经济效益提高的重要措施，杜绝秸秆露天焚烧所带来的的污染，改善土壤有机质，因此采取合理的秸秆还田措施以及重视玉米秸秆的利用工作，才能真正做到保护环境。但现阶段，陕西省的玉米秸秆回收再利用政策以及技术水平还有待提高，急需进一步投资发展，完善相关体制、提高技术手段，让其标准规范化，且让这份工作可持续发展。

参考文献：

[1]薛钊, 付君, 陈志,等. 青饲玉米收获机械切碎装置参数优化试验[J]. 吉林大学学报：工学版, 2020,(2):10.

[2]赵波, 孔凡磊, 陈祥,等. 玉米机械粒收籽粒含杂率与穗轴特性关系分析[J]. 农业工程学报, 2021,（14):7.

[3]徐英豪, 陶佩君. 河北省夏玉米机械收获损失影响因素分析——以辛集市为例[J]. 安徽农业科学, 2020,(5):4.

[4] 路明, 王丽玄, 程东娟,等. 秸秆还田下耕作深度对土壤机械组成和土壤密度影响[J]. 水利水电技术, 2020,(5):6.

[5]陈革. 几种玉米收获机械主要技术性能简介[J]. 现代化农业, 2014,(03):58-58,59.

[6]郭燕,范晓燕,牛吉朋,等. 玉米秸秆机械粉碎还田有关技术分析[J]. 环球市场,2017(9):98.

[7]鲍彩英. 玉米秸秆还田技术[J]. 农民致富之友,2018(21):31.