玉米秸秆的机械化处理方式与再利用途径分析

王亚芬

(梨树县农业机械化学校,吉林 梨树 136500)

0 引言

我国是农业大国，农业生产水平对我国的经济发展与社会稳定影响很大，在每年的农业生产中，在产出粮食的同时也会产出大量的秸秆，玉米作为我国三大主要粮食作物之一，其秸秆的产量也十分丰富。据统计，我国每年的玉米秸秆产量可达到2.5 亿t左右，约为玉米籽粒产量的1.6倍，是秸秆产量最高的农作物之一。传统的玉米生产过程中，农民只重视粮食的生产收获工作，对于秸秆的利用十分有限，通常只有少量的秸秆被用于生活燃料和牲畜饲养，绝大多数秸秆被焚烧产生了严重浪费和环境污染问题。近年来，随着资源与环境问题的凸显，越来越多的人们致力于秸秆利用行业，在国家政策的支持下，无论是秸秆收储运机械还是后续的加工利用途径都逐步建立，对玉米秸秆的资源化利用已经开启了新局面。

1 玉米秸秆再利用的重要性

秸秆是玉米生产过程中的必然产物，也是农业生产投入所产生的宝贵资源之一，如图1所示，为我国不同农作物生产过程的秸秆产量，可见玉米秸秆的产量位居所有粮食作物之首，玉米秸秆中含有大量的营养物质，对其进行利用会产生良好的社会效益和经济效益。

图1 不同农作物生产过程的秸秆产量

对玉米秸秆进行利用，会产生很多积极地影响，首先，玉米秸秆中含有大量的蛋白质、碳水化合物及微量元素等营养物质，是牲畜饲养的良好饲料，据统计，如果将我国农业生产中的所有秸秆资源产量的30%应用于牲畜饲料喂养，可节约5000～5500 t粮食，并增加牲畜饲养量达1亿头。同时，玉米秸秆中的氮磷钾等元素及碳元素含量较高，还可应用于燃料和肥料等众多产业。积极地利用玉米秸秆资源还能减少不良处理方式造成的环境污染问题，减少生产过程中对环境产生的危害。

2 传统秸秆处理的不合理现象

就目前而言，我国的玉米秸秆的处理方式仍存在一定问题，首先，就是秸秆焚烧问题仍然存在，尽管国家和各级地方政府大力推广并实施了秸秆禁烧工作，但现阶段焚烧秸秆的现象仍然没有杜绝，很多农民仍然没有认识到玉米秸秆焚烧产生的危害。大量的焚烧秸秆不仅造成了资源浪费和环境污染，而且焚烧过程产生的高温也严重破坏了土壤表层的养分、微生物的比例，不利于农业生产的长久运营。其次，我国目前的玉米秸秆收获、利用水平仍比较低，很多秸秆直接应用于还田，导致利用效益不明显，秸秆收获后的储运条件不良，导致很多秸秆资源浪费，秸秆后续加工的技术水平不高，使秸秆产业整体的经济效益受到影响。

3 玉米秸秆的机械化处理方式

3.1 机械化切割晾晒

玉米秸秆的切割晾晒是传统的秸秆处理方式，针对于人工摘穗或机械摘穗但未割断秸秆的田地使用，主要的作业机型为玉米割晒机，其功能是针对田间站立的秸秆进行割断和铺放作业，该机型通常以割晒机具与拖拉机配套作业的形式进行，将机具与拖拉机装配后，由拖拉机提供行进动力和运转动力，作业过程通常可一次割断2～4行的玉米秸秆，割断后的秸秆经输送和释放后以一定的规律倾倒在田间，进而实现晾晒。就目前而言，随着收获机功能的集成，玉米秸秆割晒机仅在少数地区或特定环境时仍有使用，大规模生产中已逐步被淘汰。

3.2 机械化粉碎处理

玉米秸秆的机械化粉碎处理多在玉米收获的过程中同步完成，目前使用的玉米联合收割机不仅具有玉米摘穗、收获等功能，还能同时对玉米秸秆进行割断、输送、粉碎和抛撒等工作，具有秸秆粉碎功能的收获机多为自走式联合收获机，有部分大型背负式收获机也具备秸秆粉碎功能，秸秆的切碎装置具有多种技术结构，常见的包括旋转刀片式、Y 形甩刀式、往复式等，根据农艺要求，收获机粉碎后的秸秆长度应小于10 cm，以便于秸秆回收或还田。现阶段的很多小型玉米收获机采用背负式结构，通常因为机械动力效小的限制，不具有粉碎秸秆的功能，使用这类收获机收获的秸秆常被割断后散落于田间，此种情况可通过专门的秸秆粉碎机进行粉碎处理。

3.3 机械化收集处理

秸秆的机械化收集多采用秸秆打捆机实施，现阶段使用的秸秆打捆机包括小方捆打捆机、大方捆打捆机、圆捆打捆机三类，秸秆打捆机能够将散落于田间的玉米秸秆捡拾起来，并喂入到打捆机中，秸秆经输送装置进入制捆箱中，受到活塞往复压力或离心力的作用，随着秸秆量的逐渐累计增加，秸秆捆密度不断增大，达到指定体积后进行捆扎与打结，并将制好的秸秆捆释放到田间，供后续收集和输送。

4 玉米秸秆的再利用途径

4.1 玉米秸秆的饲料化利用

玉米秸秆中所含有的营养成分很适合作为牲畜饲料使用，但是在传统的牲畜饲喂中，多应用未经处理的玉米秸秆，由于秸秆中粗纤维较高，导致牲畜食用和消化都相对困难，对于碳水化合物、蛋白质等营养成分的吸收也不好。通过现代化的秸秆加工技术，利用专业的机械生产线对玉米秸秆进行熟化、制粒加工，使玉米秸秆成为良好的饲料产品，且其适口性更好，牲畜食用易于消化吸收，在一定程度上替代了传统的粮食饲喂，显著降低了畜牧业的生产成本。

4.2 玉米秸秆的能源化利用

玉米秸秆含有较高的热能，是良好的生活和生产燃料，在过去的农村生活中，玉米秸秆是烧饭取暖的重要原料之一，因农村生活水平的改善，玉米秸秆在农村的燃料化利用程度逐渐降低。随着秸秆回收利用工作的开展，秸秆能源化利用技术不断进步，现阶段可将玉米秸秆粉碎后进行高温高压处理，将其制造成为热量值很高的秸秆炭，用于火力发电或集中供热使用。同时将秸秆资源集中发酵，能够用于生产沼气，供农村地区生活使用，生产沼气剩余的沼渣也能作为肥料使用，一举多得。

4.3 玉米秸秆的肥料化利用

玉米秸秆的肥料化利用主要有两种形式，一是对粉碎的秸秆进行直接还田，利用机械深翻或机械旋耕实施，粉碎的秸秆与土壤均匀混合后，在土壤中微生物的作用下逐渐分解，能够为耕地土壤提供大量的氮磷钾元素及有机质，有利于耕地地力的恢复并减少化肥的使用量；二是对玉米秸秆收集后堆沤制肥，通过向秸秆中加入微生物等原料，使玉米秸秆迅速腐烂，转化成为易于利用的生物肥料，再施加于田间，在一定程度替代化学肥料的作用。

4.4 玉米秸秆的原料化利用

玉米秸秆经过处理后还可作为良好的工业原材料，由于秸秆中的纤维素含量很高，是造纸业的优质原料，能有效提高纸张的强度，若应用于生活用纸，其半纤维素量约为0.58%，有利于提高纸浆的吸水效果；同时，将秸秆配以黏合剂等原料处理后，能够代替传统木材制造秸秆复合板，可应用于生活板材、地板、家具的生产，且其相关制品的实际质量与木制品相当，是木质资源的良好替代原料；此外用秸秆纤维生产的包装材料具有体积小、重量轻等优点，且该包装材料能够在自然环境中天然降解，不产生环境污染，具有较高的应用价值。

5 结语

玉米秸秆具有产量高、价格低廉的优点，在生产生活的很多方面都能实现良好的应用，但现阶段我国玉米秸秆的再利用工作仅处于起步阶段，各地区的实际回收、利用情况存在很大差异，造成玉米秸秆利用工作存在不均衡问题。针对这一情况，在大力研发玉米秸秆收获和再利用技术的同时，还应有针对性的对秸秆利用率较低的地区进行重点技术推广和示范，使我国的秸秆再利用工作得以全面开展。与此同时，政府还应进一步加大对秸秆回收、利用等工作的政策支持力度，进一步提高人们参与秸秆回收工作的热情。