我国在生物质能源利用上进展迅速,其中农作物秸秆的好了是财富,用不好反成为垃圾、祸害。这里想就农作物秸秆收储运的模式与装备问题与大家探讨、交流、分享。一、我国农作物秸秆情况 我国生物质资源比较广泛,在森林、草原、耕田里都有大量未被利用资源。林区的树下残枝,灌木(包含柠条、刺槐、竹柳等);草地资源比可耕地的农作物秸秆数量还要丰富;据统计,我国农作物秸秆年产量为7亿吨,占全球秸秆年产量29亿吨的24%,列世界之首,合标准煤3.53亿吨。其中水稻、小麦、大豆、玉米、薯类等粮食作物的秸秆占总量的89%,花生、油菜籽、芝麻向日葵等油料作物秸秆占总量的8%,棉花、甘蔗秸秆占总量的3%。 秸秆的含义。秸秆应该指含水量在30%以下的作物茎秆, 含水量在30-67%应统称为黄储,含水量在67%以上称为青贮。如果混为一谈对秸秆总量估算差距甚大,对政策制定会产生误差。 例如:黑龙江目前拥有2.2亿亩耕地,按照现行谷草比的数据计算可产秸秆1.37亿吨。但实际上,黑龙江有近亿亩的玉米种植,平均亩(每亩666.67平方米)产量为650公斤,实际收集到的玉米秸秆每亩只有400公斤,与籽实的比例为1:0.65,远远低于标准测算的1:1.86。造成差异的原因是,收割玉米时茎秆含水量一般在55%左右,再者根茬部分是不可回收的,因此差异甚大。 一般粮食作物的秸秆的水分大于30%会迅速发烧腐烂,从现行的收集情况来看,每亩可收集秸秆产量为:玉米秸秆400公斤,小麦秸秆200公斤,水稻秸秆300公斤,大豆秸秆250公斤。我国粮食产量为6.6亿吨,秸秆产量也是6-7亿吨,总的可回收量为1:1。 秸秆的利用率。秸秆的利用率并不像各地报告成绩那样,达到了80以上,粗略估计,目前我国直接还田作为肥料(15%)、作为饲料(15%)、用于发电、气化等新型能源(4%)、作为建材等工业原料(1%)、作为食用菌的基料(1%)、薪柴(10%)、废弃或露天焚烧(56%),这组数据还是比较可信的,也就是说我国每年至少有50-60%以上(4亿多吨)的秸秆浪费掉了。 究其原因,除了秸我国的秆综合利用途径不多以外,秸秆收集能力不足是整个产业的瓶颈,远远达不到像收集粮食那样的做到颗粒归仓。二、秸秆收集现状 目前秸秆处理是动力主要以环保禁烧为主,农业部门主抓工作,提倡秸秆处理以农用为主,大力还田,之后再做好秸秆的其他利用。秸秆处理方式主要是“还田”和“离田”两种形式。 秸秆还田。由于秸秆还田来的快,易于实现,得到地方政府的主推。但是还田还有一些问题没有得到很好的解决,大量秸秆混合在土壤表层,导致土壤松散,容重下降,结构性变差,形成“秸秆土”。“秸秆土”为病虫害提供“温床”,增加虫害发生率;影响种子发芽、着根;出现“吊根”现象,影响作物早期生长;抗旱、抗倒伏能力差;秸秆碳氮比高,秸秆腐解时与苗争夺氮源。在北方,漫长的冬季满足不了秸秆腐熟的温度和湿度两个基本条件,覆盖还田、参混还田都无法升温,湿度也很难达到60%,不具备腐熟的条件。所以,即使秸秆还田也应该通过收集处理后,再进行过腹还田、堆沤还田、碳化还田等方式进行,一味全量还田、直接还田等方式会造成农业危害。农垦企业因为有大农机可以深翻35公分还田,但是地方农业没有这个能力,所以不宜直接还田。 秸秆离田。主要是打捆收集模式。 1、锤捡式捡拾器打捆机,采用锤片和旋刀通过2000转以上高速旋转,打碎地面上的茎秆,利用负压将碎秸秆捡拾起来。这种方式不用搂草机集条,捡拾的比较干净,可以处理地面的根茬,但是耗能高、捡拾效率低,一般每小时只能捡拾1-2吨,单机每天只能收集30亩左右,无法进行大规模作业,只适合小型牧场收集饲料所用。 2、弹齿捡拾的效率较高,配合搂草机,每小时能捡拾30亩左右;一般作业流程是:收割秸秆后晾晒降水,用搂草机将集条,再用打捆机捡拾打捆,还要用捡捆拖车或抓草机将草捆离田,之后在储料场码垛或运输到用料单位。这种模式因为效率较高,在国内普遍采用。 打捆机分成小方捆、大园捆、大方捆几种型号,小方捆相对效率低,密度低,一般捆重20-30公斤,需要人工捡捆装车,牵引动力在60马力左右,适于小型地块,北方已经很少使用了。大圆捆机最为普遍,捆型直径1.25米,长1.2-1.5米,单捆重量一般200-300公斤,用网、绳定型,动力在130马力左右。一般国产的园捆机价格在18万左右,进口的需要40多万元。大方捆打捆机,由于可以不停车作业效率最高,适合大地块作业,捆重达到400公斤,打捆机的价格一般在110-170万元之间,配套动力在230马力以上,整体重量达到17吨,不适于重茬的夏收作业。 目前国家有购机补贴政策,一般都在60%以下。 3、其他的几种收集方式:根据地型不同,作物不同还有一些不同的秸秆收集方式。 山区、丘陵地带,不便于秸秆收集设备进入,只能采用人工收割离田的方式。 稻田区容易陷车,有的厂家采用履带式的设备,也有些厂家在改造成自行走式的打包机,降低转弯半径,提高机动能力。 对于半干的黄储,有的使用颈穗兼收机,这样可以收到含杂率低的原料,但效率较低,收集的物料因为水分过高不易储藏,一般做裹包处理或用于沼气或制肥的原料。 收集青贮时一般采用圆盘收割台,粉碎后喷到接料的拖车中运送到料场,也有打包后裹膜、灌“肠”方式储存的。 今年东北有些农户使用集草笼子,用铲车和拖拉机或推、或拉,依靠秸秆与地面的摩擦将秸秆装进“笼子”中。这种办法是硬性拖拽,耗能大,再者将地面的腐殖土、残雪等都参合到秸秆堆里,秸秆品质很差;推满一笼子后无法再行搬运,还没能真正做到离田;稻田等有田埂的地块无法作业,在雪地打滑也无法作业。 打捆机作业普遍存在的问题。 弹齿打捆机是国外收集饲草使用的,引入到国内收集麦秆、稻杆还可以,如果去收玉米秸秆、豆杆,作业效率和损坏率都不如人意,更不用说收集棉杆、葵花杆、玉米整杆了,尤其在东北垄作状态下,问题更多。 首先,网绳成本较高,也有网绳污染。 其次,由于结构问题,滤土效果不好,一般含土量在15%左右,原料的品质较低。会带走一定量的耕层表土,经过2~3次秸秆收集所带走的土壤,就相当东北黑土区等地区一年的土壤轻度侵蚀。 再者需要二次捡捆离田作业,这个过程中对土地进行反复碾压。 还有,在东北秸秆收集作业时间短,冬季会因为雪的融化产生设备打滑或粘粘,不能正常作业。在麦产区作业也仅有5天的时间,使用效率低。 捡净率低,在东北垄作情况下,总会有2-4个垄沟里的秸秆捡不干净,形成农户称谓的趟底子,仍然会影响整地和播种。 设备结构复杂容易损坏。打捆机结构复杂,运动部件多,在垄地作业尘土大,传统的护圈、凸轮机构极易损坏,没有修复能力的将无法保证正常作业。三、新的秸秆收储运模式 针对上诉问题,需要找到更适合我国国情的秸秆收集方式和装备,下面介绍一种新型的秸秆收集方式。 1、基本要求是: 1)收集效率高,每天(10小时计算)单机作业要在300亩以上。 2)收集成本低,每亩地收集成本12元以下。 3)收净率高,每亩秸秆残留在,8%以下。 4)含杂率低,秸秆的含杂(含土)率要在5%以下。 5)故障率低,连续工作70小时没有较大故障,维修简便,不误农时。 6)可收集各种秸秆,可兼收矮杆的小麦、大豆,高杆的玉米以及棉杆、葵花杆等。 7)可以一次性离田,不必二次捡捆作业。 秸秆收集要符合高密度离田的原则,最好是在田间地头就可以现场生产优质原料。 2、以下几种模式可以借鉴: 1)现场制粒模式。德国克罗尼公司生产的一款可以在田间边收集边制粒的拖车,在捡拾收集的同时利用旋冲原理,用对辊压制出秸秆颗粒,每小时产量达到5吨,这种方式堪称秸秆收集的终极。但是也有设备昂贵,对含水、含杂较高的秸秆也无法现场成型的问题,重车在地里边收集边制粒能耗较大。 2)散草收集模式。草场和储料场距离很近时比较合理,目前东北地区的五常牛家晨能、吉林农安华能等生物质发电厂,优先收集散料。散料有收购价格低、便于检验、不用拆包等优点。一台17.5米长的挂车,装车时用装载机压实,每车可以装载19吨散秸秆,比只能装73大园捆,重量16吨的板车还要多。以后,秸秆的收集和利用的地点会越来越近,散料在收集后可以直接加工利用,尤其是生物质压块、制粒等项目。 3)散草捡拾+现场压捆模式。在秸秆收集地离使用地点大于10公里时,可以利用散草捡拾车快速将秸秆运到地头,然后用移动压捆机在地头直接压制高密度的大方捆。一般每捆重量达到400公斤,密度达到250公斤/立方米,便于储存和运输。一般用系绳的压捆机,每天可压制60吨以上;用套袋的压捆机每天生产100吨的大方捆。运输时每台17.5米长的挂车可装载35吨的秸秆,运输成本大大降低。 几种散草捡拾装备: 1、秸秆收集机(秸秆捡拾拖车) 1)设备功能。秸秆收集机(拖车)车厢以40立方为主,秸秆收集机由捡拾器、拖车、卸料装置组成。 捡拾器:采用专利产品,其特点是无凸轮、无护圈结构,该结构目前在世界上尚无先例,这种结构可以把弹齿布置成螺旋状工作平稳可靠;也可以做成密齿,专门捡拾粉碎后的秸秆;做成鼓型捡拾器是专门为了一次性捡净北方垄沟里的秸秆设计的。新型捡拾器的主要优点是,捡拾量增大,故障率低,维修方便,更换弹齿只用2分钟(原来最少20分钟)。 喂入辊配有弹震滤杂装置,最大限度的过滤泥土和积雪。滤杂功能可以使秸秆收集机(拖车)能够在雪中作业,冬天作业时间较长,可以收到5倍于秋季(打捆机)的秸秆,由于上冻以后,不怕压地,含土率低,能收集到高品质的秸秆,经济价值很高。 车厢部分:采用刚性半轴独立悬挂,配农用宽胎,做到防陷车,不压地,适合农田作业,捡拾器可以升高60公分以上,便于过埂,尤其适用稻田秸秆收集。车辆配置的液压链板传动机构,通过背压推压秸秆时有压实作用,卸车仅用1分钟;全车动作用PLC控制操作,作业只需1人进行操作。 卸料装置:采用液压马达驱动链板卸料,每车卸料只需要1分钟。 2)收集效率:秸秆收集机由于作业时不停车、不缠网效率很高,每天(10小时计算)可以收集玉米秸秆120吨,作业面积300亩;捡拾一车秸秆(40立方)仅用十几分钟,在含水30%情况下,重量为5吨,相当于20个大园捆。 3)收集量,因为冬季可以雪上作业,单车收集100天可以得到1.2万吨秸秆,相当于2万多亩地,是打捆机(秋季每台作业2千吨,4千亩)的5-6倍,可节省大量的设备采购费用。 4)作业成本:秸秆收集机(拖车)将散料收集到地头,每亩的油耗4-5元,人工1.5元/亩,如果忽略设备折旧,每亩成本只需要6-7元,核计每吨约为不足20元,是秸秆离田成本最低的一种。而园捆打捆机将秸秆收集到地头每吨在70元左右。 5)设备价格:秸秆收集机(拖车)目前售价为20万元,如果能得到政府补贴支持将会得到更好的推广应用。该车可以作为农用车辆全年使用。 6)其他优势:没有网的污染;做到车过地清,免除了二次捡包作业,可以马上进行秋整地,做到不误农时。冬季作业可缓解农忙。 2、秸秆捡拾过滤揉搓机。该设备有捡拾、上料、滤杂、揉搓等功能,捡拾的秸秆经过滤杂和揉搓,喷出饲料级的秸秆。效率每小时10吨以上,通过调整过滤辊滤网定刀,降低秸秆含杂率,调整揉搓机定刀调整揉搓的细度,是一种做饲料级原料的高效装备。 3、移动液压压捆机。可有柴油机、电机、拖拉机驱动,可以在现场作业,现场就可以生产高密度的大方包,遥控操作,有送料仓和预压仓,取消了切刀,做到主缸动作一次就能压制一捆,效率很高;配有套包的机型可以每天压制100吨的秸秆。 固定园捆压捆机。可以在草料堆现场压制大圆捆,每天达到120吨。 利用秸秆收集机、秸秆捡拾滤杂揉搓机、移动液压压捆机等设备,可以形成移动的工厂,在田间地头生产高品质的散草、高密度草捆和现场压块、制粒。这种模式可以高效、经济、高品质的现场处理农作物秸秆。四、发展方向 秸秆收储运体系运行将会像粮食体系一样运营,秸秆收集时有完善的跨区服务队伍,有健全的经纪人制度,社会资源市场化调配,有秸秆资源平台,有秸秆网上银行。 秸秆收集符合高密度离田的原则,按照高效、低成本、设备配套、装备维修率低、秸秆品质高、秸秆收净率高的要求,应用新型的装备和适用的收储运模式。做到秸秆收储运全程的机械化。 做到简化秸秆收集流程,用捡拾拖车作业,做到车过地清,马上可以进行整地作业。秸秆加工属地化,在地头、现场进行加工,包括压捆和压块(制粒)。 建立完善的秸秆收储运体系,由于秸秆密度低和粮食储放不同,需要在现场设置储料场,村级储料点,乡级储料中心,结合用料单位需求有计划的调度。 装备村级化,达到每个村屯都能配置一套秸秆回收装备,每个县级地区都有秸秆加工使用企业。 哈尔滨万客生物质科技有限公司 电话:(微信同号) 网址: