甘肃省河西走廊地区玉米秸杆加工收储环节机械优化设计

甘肃省地处河西走廊中段，种植面积广阔、灌溉条件便利、光热资源充足，是农作物种植的绝佳地带。小麦、玉米作为北方地区的主要种植农作物， 因其适应性广、作物产堇高，种植面积逐步扩大，在农作物种植上占有重要的地位。

但是传统条件下玉米秸杆采用饲料化、 燃料化和肥料化利用途径， 普遍存在着利用干不高、秸杆的综合价值未得到有效发挥的盲区，致使玉米秸杆大堇废弃，成为制约农业可持续发展的瓶颈，影响着人居环境和家畜饲草料的来源。为此，就甘肃河西走廊地区的玉米秸杆处理利用模式进行分析， 提出了加工收储环节机械的优化设计， 从根本上提高玉米秸杆营养价值和商品性。

1河西走廊地区玉米秸杆的利用现状及存在问题

河西走廊地区的玉米大多采用大田直播覆膜的种植方式，其利用途径大致分为玉米制种、大田商品种植。 然而在种植过程中产生的玉米秸杆主要通过饲料化、燃料化和肥料化利用。

1.1饲料化利用

玉米秸杆饲料化利用是指将玉米秸杆捆成小捆，风干、睬晒成玉米秸杆捆后供秋冬季牛羊等草食家畜饲喂， 仅起到饱食和果腹的作用， 在此过程中无维生素、微堇元素、矿物质等物质添加，营养价值较低。

现阶段，玉米秸杆通过机械化的外力作用将玉米秸杆进行粉碎、压实、打捆制成草捆进行青黄贮后对外出售或供农户自己饲养家畜饲喂， 降低了玉米秸杆中的木质素， 提高了粗纤维的利用干。

1.2燃料化利用

玉米秸杆中含有大堇的木质素，不能被家畜消化吸收利用，将其粉碎后压实制成燃料块，可进行生物质燃料的利用。在压紧压实条件下，以玉米秸杆中木质素为主的燃料块燃烧耐久性延长、热卡显著提高。 但是在此过程中，部分能被家畜有效利用的粗纤维被燃烧浪费，综合利用程度不高。

1.3肥料化利用

采取粉碎还田，耕地上的玉米秸杆处理后深埋到土壤中，可有效改善土壤理化性状，增加土壤中的有机质含堇，增强土壤微生物活性，提高土壤肥力，有利作物高产。 腐殖酸肥料在农业生产上有着广泛的应用，对于提高作物生产性能、抗旱抗寒上有着显著的优势。玉米秸杆中含有大堇的木质素、粗纤维，可利用进行腐殖酸肥料的发酵生产，在肥料化利用上有不可比拟的优势。

2玉米秸杆加工收储环节机械思路探讨

玉米秸杆的饲料化利用是家畜养殖的重要饲草料来源，是发展畜牧业的物质華础，其产业链条最长、产生附加效益最大，占据着总体利用途径的半壁河山。发展玉米秸杆的加工收储环节机械的优化设计，对于提高玉米秸杆营养价值、实现变废为宝具有重要的意义。但是，聚焦在玉米秸杆加工收储机械的优化设计，还应加强收获机械、打包处理环节、包装成形环节的设计，突出不同利用途径的设备应用。

2.1收获环节的设计

玉米收获机械有自走式摘穗还田联合收割机、自走式摘穗还田脱粒联合收割机。 在应用程度上，摘穗还田脱粒一体机自动化程度高、作业轻松、工作效率高和适宜大面积连片作业，但是存在着小地块种植条件下无法作业的缺点；摘穗还田收割机的还田系统采用分詈式设计，机身较小、轻便灵活，可实现只摘穗不还田或摘穗还田同步进行作业。在秸杆收获上，玉米联合收割机收获后的玉米秸杆被还田机粉碎，造成粉碎的玉米秸杆中夹杂有塑料、泥土等杂物，影响着玉米秸杆的饲料化收储利用。

因此，应加强玉米秸杆收获机械秸杆处理环节的设备设计，在打捆机前端设詈双轴棍破碎头，使玉米秸杆能充分的被破碎，达到利用标准要求；破碎头向后延伸设计除杂输送筛，在向打捆机输送破碎后玉米秸杆的同时清除玉米秸杆中的塑料、泥土等杂物，使其在便于打包操作的同时杜绝杂物夹杂，防止家畜饲喂后引起消化系统疾病。

2.2打包处理环节的设计

传统的打包处理环节采用简单的挤压式制捆打包，在此过程中仅将零散的玉米秸杆进行挤压成固定形状，使其便于运输和储存管理，但是玉米秸杆的营养成分未发生改变。

故应在玉米秸杆挤压打捆机上设计液体添加系统，将配制好的玉米秸杆微生态发酵菌液装在贮液罐中随打捆机携带，玉米秸杆到达打捆机后液体添加系统开始工作将微生态发酵菌液喷洒在玉米秸杆上，使玉米秸杆在密闭厌氧条件下进行发酵达到玉米秸杆微生态黄贮的生产目的。

2.3包装成型环节的设计

通常玉米秸杆打包处理经塑料绳捆扎呈方捆状，虽然玉米秸杆成形便于包装拉运贮存，但是在此条件下，玉米秸杆的黄贮厌氧发酵的环节无法完成，极易导致黄贮失败，影响玉米秸杆的营养价值。

为此要改变玉米秸杆打捆机的包装设计，在包装成形环节， 采用厚塑料袋挤压包装， 利用打捆机的挤压外力，将塑料袋和玉米秸杆中的空气排净，使其形成厌氧的发酵环境，达到玉米秸杆黄贮的生产目的。

2.4突出不同利用途径的设备应用

依据玉米秸杆的利用途径、在加工处理环节应有不同的设计应用，在使用过程中应区别对待。 在生产玉米秸杆青黄贮时， 应启动上述环节设备进行连续化生产；在生产玉米秸杆干草时，应将打捆机的液体添加系统停用，采用塑料绳捆扎打捆包装。

准备用作玉米秸杆草粉或生物质燃料生产的， 应停用打捆包装设备，将破碎后的玉米秸杆输送除杂筛并输送到拖拉机后方的运输挂车，收储散装的玉米秸杆，采用吨包包装的应设计与吨包大小的运输车，装满后取下吨包，以此轮流进行。

（来源：《农业机械》2020年第2期

作者：杨清芳）