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我国秸秆机械化综合利用情况
【原文作者】:中国农业机械网    【原文日期】: 2019-01-08
【关键词】: 拖拉机, 收割机, 收获机, 深松机    【学科分类】: 能源装备

我国是粮食生产大国,也是农作物秸秆生产大国,农作物秸秆常年产出量为8亿吨。近些年国家高度重视秸秆综合利用,出台了一系列政策,采取了一系列措施,秸秆综合利用水平不断提高。据统计,到2015年底全国秸秆综合利用率为80.1%,其中秸秆肥料化利用量3.9亿吨,占可收集资源量的43.2%;秸秆饲料化、基料化、燃料化及原料化的利用量3.3亿吨,占可收集资源量的36.9%。但是季节性、区域性秸秆露天焚烧和随意丢弃现象仍然存在,造成污染大气、防碍交通等。人们对秸秆露天焚烧高度关注,对秸秆综合利用要求和期望越来越高。

农业的根本出路在于机械化,农作物秸秆资源化综合利用同样也离不开机械化。秸秆机械化还田能够增加土壤有机质,提高土壤的蓄水能力,缓解降雨对土壤的冲刷。秸秆捡拾打捆使农作物秸秆形成体积小、密度大、形状规则的草捆,便于收集、运输及贮存和进一步实现秸秆饲料化、基料化、原料化、燃料化等利用,杜绝秸秆焚烧,污染环境,实现资源化利用。

一、秸秆机械化综合利用的现状

秸秆机械化综合利用主要通过秸秆直接还田机械化技术和秸秆收集离田利用机械化技术来实现。秸秆还田机械化技术主要有机械化翻埋还田、混埋还田、覆盖还田、过腹还田等;秸秆收集离田利用机械化技术主要有玉米青贮饲料机械化技术、秸秆黄贮机械化技术和秸秆机械化捡拾压捆技术等。

近些年来,秸秆机械化综合利用技术应用在加快,主要呈现出以下三个态势。一是秸秆综合利用机具快速增长。2015年全国秸秆还田机保有量81.09万台,比2010年增长了45.14%;捡拾打捆机保有量3.71万台,比2010年增长了159.44%(见附表1);二是秸秆还田面积持续增加。2015年全国秸秆还田(包括覆盖还田)面积达到8.02亿亩,十二五期间年平均增长率8.44%,高于主要农作物机械化水平的增速;三是利用的方式不断拓宽。还田方式扩展到粉碎翻耕还田、覆盖还田、混埋还田、过腹还田、腐化还田等多种形式,利用方式从过去农民生活及取暖燃料为主拓展到氨化、青(黄)贮、微贮,气化、固化、碳化,食用菌的基质及建筑板材加工原料等。秸秆综合利用呈现良好的态势,机械化为推进秸秆综合利用发挥了重要作用。

附表1: 2010~2015秸秆综合利用情况及还田机和捡拾打捆机保有量

二、秸秆机械化综合利用的主要方式

秸秆机械化综合利用是秸秆资源化利用的重要途径,经过多年的攻关和实践,在不同区域、不同作物中形成了较为成熟的机械化综合利用方式。

1.秸秆机械化直接还田技术 秸秆直接还田是我国粮食主产区秸秆肥料化利用应用***有效、面积***大的技术方式,包括秸秆机械化翻压还田、机械化混埋还田和覆盖还田。在秸秆直接还田的同时,可以施撒微生物菌剂,促进还田秸秆快速腐解。

(1)秸秆机械化翻埋还田技术 秸秆机械化翻埋还田技术是利用拖拉机配带秸秆粉碎还田机和铧式犁圆盘犁等将摘穗后的农作物秸秆粉碎并均匀抛撒在地表,随即翻耕入土,使之腐烂分解,有利于将秸秆的营养物质完全保留在土壤里。该项技术较传统的秸秆沤制农家肥还田节省工序,应用广泛,小麦、玉米、大豆、水稻、棉花、油菜等作物秸秆均可以采取翻埋形式进行还田。

适用地区及作物:秸秆机械化翻埋还田技术广泛应用于东北一年一熟制玉米、小麦、大豆等作物种植区,华北北部一年一熟制春玉米种植区,黄淮海平原一年两熟小麦——玉米轮作区,长江中下游一年两熟制水稻、小麦、油菜、棉花种植区,西北地区一年一熟制棉花种植区,华南和西南一年两熟制和一年三熟制水稻种植地区。

该项技术不足之处:一是犁耕作业成本高,需要大马力拖拉机,耗油量大,耕后还需耙地作业;二是在年降雨量600mm以下地区,犁耕易跑墒、漏墒;三是连续秸秆还田增加病虫草害防治难度。

(2)秸秆机械化混埋还田技术 秸秆机械化混埋还田技术是利用拖拉机配带灭茬旋耕还田机将摘穗后农作物秸秆粉碎并均匀抛撒在地表,随即翻旋入土,使秸秆与表层土壤充分混合均匀,并在土壤中腐烂分解。该项技术较传统的秸秆沤制农家肥还田省去了秸秆的收集、运输、切碎和农家肥的沤制、运输、施撒等多道工序,减轻劳动强度、争抢农时,具有良好的社会效益和经济效益。

适用地区及作物:秸秆机械化混埋还田技术主要适用于长江中下游一年两熟制水稻-小麦轮作区、水稻-油菜轮作区,以及黄淮海平原一年两熟制小麦——玉米轮作区。

该项技术不足之处:一是比翻埋还田的犁耕成本低,但同直接焚烧比还是增加成本;二是在小麦——玉米轮作区,小麦收获后,麦秸全量还田时,秸秆量过大,免耕播种难度大,对播种机质量要求高,防缠绕和堵塞性能要好,与翻埋还田相比要增加种子播量,小麦玉米秸秆连续还田对病虫草害防治提出新的要求。

(3)秸秆覆盖还田机械化技术 秸秆覆盖还田机械化技术是前茬农作物收获后,利用拖拉机配带旋耕机、免耕播种机或复式作业机具将秸秆以整秆、根茬或粉碎形式均匀覆盖于地表,进行下茬作物免耕播种,实现农作物秸秆覆盖还田。

该项技术有利于减少土壤风蚀和水蚀、缓解土壤退化,同时能够调节地温、抑制杂草生长,可缓解茬口矛盾、降低生产成本。

适用地区及作物:东北及华北北部一年一熟制春玉米种植区,长江中下游一年两熟制水稻——小麦轮作区、水稻——油菜轮作区,黄淮海平原一年两熟制小麦——玉米轮作区,早稻割茬覆盖免耕技术适用于南方双季稻轮作区。

该项技术不足之处:一是不适合水浇地;二是对播种机质量要求高,防缠绕和堵塞性能要好,同时增加了种子播量;三是增加病虫害防治及种子用量的成本。

2.秸秆收集离田机械化技术 秸秆收集离田是实现饲料化、基料化、原料化、能源化利用的前提条件,秸秆收集离田机械化技术主要方式包括青贮饲料(玉米)收获作业、玉米秸秆黄贮、秸秆捡拾压捆作业以及谷物联合收获秸秆压捆一体化复式作业等机械化技术。

(1)青贮饲料(玉米)机械化收获技术 青贮饲料机械化收获,即在玉米乳熟末期至蜡熟初期,植株含水量在65%左右时,利用青贮饲料收获机将玉米植株整体进行收获和粉碎,随即运输离田、青贮窖藏。该技术较成熟,作业效率高,经济实用,适宜规模化养殖地区应用。

(2)黄贮机械化技术 黄贮是相对于青贮而言的一种秸秆饲料发酵办法。黄贮机械化技术是通过穗茎兼收收获机收获粉碎秸秆或者通过捡拾收集机械收获果穗后的秸秆中添加适量水和生物菌剂,利用厌氧菌发酵进行加工的一种技术,以提高秸秆利用率,增加秸秆饲料营养水平。该技术比较成熟,需要一定规模的加工和贮存的场所,生产黄贮秸秆,作为养殖业的优质粗饲料,适宜畜牧业较发达的地区应用。

(3)秸秆机械化捡拾压捆技术 秸秆机械化捡拾压捆,即谷物联合收获、秸秆割倒或粉碎铺放于地表后,利用搂草机、秸秆捡拾压捆机完成秸秆捡拾、打捆和放捆作业。采用该项技术使秸秆经捡拾压捆成形后体积小、密度大、形状规则,便于运输和贮存,广泛用于各农区水稻、小麦、玉米等作物的秸秆收集捆扎。但是秸秆的收集、捡拾打捆机机械化作业成本要30元/亩~50元/亩,而打好的秸秆捆所得的收入难支付机具费用;再者秸秆运输贮存难度大;收集时水分含量不合适容易出现腐烂,影响利用效果;秸秆收购、运输、贮存成本高。

(4)谷物联合收获秸秆压捆一体化复式作业技术 谷物联合收获秸秆压捆一体化复式作业技术在谷物联合收获机上配套秸秆压捆机,在收获谷物时同步进行秸秆压捆作业,便于运输离田。该项技术与传统的谷物联合收获、秸秆捡拾压捆分段作业形式相比,可将谷物联合收获秸秆压捆一体化复式作业,减少机具进地次数,省投资,降成本,腾茬快,有利播种;同时谷物联合收获机收获的秸秆直接捡拾压捆,秸秆不接触地表粘带尘土,成捆后的秸秆捡拾净度高、杂质含量少,有利于后续利用。

3.小麦水稻玉米秸秆机械化还田技术路线 经过多年的实践探索,已形成了比较成熟的小麦水稻玉米等作物秸秆机械化还田技术路线。

(1)小麦秸秆机械化还田技术路线

①小麦水稻连作模式 联合收割机留高茬收获小麦→粉碎还田+留茬→撒施基肥(增加氮肥) →放水泡田→旋耕整地→沉实→水稻机插秧。

②小麦玉米或大豆连作模式 联合收割机留高茬收获小麦→秸秆粉碎+留茬→玉米(大豆)免耕施肥播种。

目前,小麦秸秆以混埋还田和覆盖还田为主,有少部分地区采取打捆离田的方式,稻麦连作地区有采用翻耕还田技术的趋势,小麦秸秆含水率低,成熟较集中,田间焚烧较易集中发生。

(2)水稻秸秆机械化还田技术路线

①单季稻模式 水稻机械收获→秸秆粉碎还田→翻埋→春季泡田搅浆→插秧。

②水稻小麦或油菜模式 稻田控水降渍→半喂入联合收割机(秸秆切碎匀抛田中并留高茬)→秸秆还田机粉碎秸秆和留茬→撒施基肥(增加氮肥)→旋耕整地→机播小麦或油菜→机开沟。

③水稻——水稻——小麦或油菜模式 早稻机械收获→秸秆粉碎抛撒还田→夏季放水泡田→埋茬搅浆平地→插秧→晚稻机械收获→秸秆粉碎抛撒还田+留茬→撒施基肥(增加氮肥)→旋耕整地→机播小麦或油菜→机开沟。

目前,水稻秸秆还田是以混埋和翻耕为主,水旱作地区秸秆还田技术应用优于纯水田作业地区。

(3)玉米秸秆机械化还田技术路线

①春玉米模式 机械收获→秸秆粉碎还田+留根茬固土(冬季不动土)+秋季深松(2年~3年一次)→春季免耕播种。

②小麦玉米连作模式 机械收获小麦→秸秆粉碎还田+留根→夏季免耕播种→秋季机收玉米→秸秆粉碎还田+留根茬固土(冬季不动土)→秋季深松(2年~3年一次)+免耕播种小麦。

目前,玉米秸秆机械化利用是还田和离田两种方式并存,玉米秸秆量相对小麦秸秆量大,对还田机、播种机要求也比较高,机械作业难度也比较大,是下一步推广秸秆机械化综合利用的重点。

三、秸秆机械化综合利用采取主要措施

在中央和地方政府领导和支持下,各级农机化主管部门围绕秸秆机械化综合利用,积极作为、勇于担当,有力推动了秸秆综合机械化技术的普及应用。

1.实施保护性耕作示范项目,促进秸秆机械化还田技术推广 农业部2002年启动实施以秸秆覆盖、深松作业、免耕播种和病虫草害防治为核心内容的保护性耕作技术示范推广项目,中央财政累计投入4.5亿元,经过多年实践,总结形成了适合不同类型区的保护性耕作的技术路线、技术模式、机具配套、操作规程,有力地促进了秸秆覆盖还田和粉碎还田技术应用。到2015底,全国有部级保护性耕作示范县1800个,保护性耕作面积已达到1.4亿亩,直接带动了农作物秸秆覆盖还田及粉碎还田,大力推进了秸秆机械化还田技术的应用普及。如今保护性耕作也是主要农作物生产全程机械化示范项目的重要内容。

2.实施农机购置补贴政策,鼓励农民购买秸秆综合利用机具 自农机购置补贴政策实施以来,积极引导和支持鼓励农民购买秸秆综合利用机具。一些省份将搂草机、抓草机、捡拾打捆机、秸秆还田机、深松机、免耕播种机、配套秸秆打包的联合收割机、茎穗兼收机等涉及秸秆综合利用机具作为优先补贴机型,只要农民申请都能满足要求,有的地方还利用地方财政资金进行累加补贴。据统计,2011至2015年秸秆还田机全国累计销售21.84万台、年均增长率为12.8%(销售情况见附表2);捡拾打捆机累计销售3.06万台,增长率为28.6%;到2015年底全国秸秆还田机和捡拾打捆机分别达到81.09万台和3.71万台,为秸秆机械化综合利用技术大面积的推广应用提供了农业装备。

3.实施财政专项,提高农民开展秸秆利用的积极性 近年来,从中央到地方各级政府对秸秆机械化综合利用高度重视,安排了专项资金,促进农作物秸秆资源化利用取得了效果。农业部2014年启动了《农业综合开发农业部专项秸秆养畜项目》;2015年在农业部公益性行业(农业)科研专项中增设了《 作物秸秆能源化高效清洁利用技术研发集成与示范应用”项目》;2016年安排了《农作物秸秆禁烧和综合利用试点》和《秸秆综合利用生产建设项目》。2014年~2016年,江苏省级财政投入秸秆综合利用补助资金分别为8.6亿元、9.2亿元、8.2亿元,按照10元/亩~25元/亩标准实行定额补助,极大地提高了农民和机手开展秸秆机械化还田的积极性,实现所有农业县实施秸秆机械化还田作业全覆盖,2016年小麦秸秆机械化还田作业面积3140万亩,全省实现秸秆“双禁”。安徽省“十二五”期间秸秆综合利用投入50多亿元,用于秸秆机械化还田投入20多亿,到2015年秸秆还田面积达到6000多万亩,占全省主要作物种植面积的60%以上。

各地农机管理部门和农机推广机构,通过多年试验对比、技术验证、作业考核、示范推广,已总结形成了不同区域、不同作物、不同耕作制度的秸秆机械化综合利用技术路线、技术模式、机具配套及操作规程,为减少秸秆露天焚烧和随意丢弃,实现农业废弃物资源化利用,促进农业可持续发展提供了技术支撑。

四、存在主要问题

1.秸秆还田增加生产成本 秸秆机械化粉碎还田、高留茬还田和覆盖还田都是采用中大马力拖拉机配带秸秆粉碎机或园盘耙或铧式犁等农具进行整地、灭茬、旋耕、播种作业,增加了作业成本,而在田间焚烧秸秆,对农民来说,成本几乎为零。根据各地应用情况表明,采用机械粉碎还田需要增加作业成本35元/亩~60元/亩,而且长期采用秸秆还田,在病虫害防治、种子用量等方面增加约80元/亩生产成本,农民对秸秆还田推广应用缺乏积极性和自觉性。

2.秸秆离田利用收贮运体系尚未形成 秸秆除还田利用外,其它利用方式都需要将秸秆收集、打捆、运出农田。而秸秆的收集与粮食的收获几乎是同时进行,季节性强、收贮运时间较短,农民一方面难以分出精力收集秸秆,另一方面收贮运收需要购置与收运粮食不一样的包括秸秆搂草机、秸秆捡拾打捆机和专用设备运输、贮存设备。采用秸秆搂草机、秸秆捡拾打捆机开展机械化作业,作业成本也要30元/亩~50元/亩,而打好的秸秆捆在田间农民收集秸秆所得的收入还不够支付机具费用,所以农民收集秸秆的积极性不高。再者秸秆贮存难度大,秸秆本身既不防火、又不防水,占地面积大,收集时若水分含量不合适且缺乏初加工,容易出现腐烂,进而影响利用效果,根据秸秆收贮运等环节测算,以50km为辐射半径,秸秆收购、运输、贮存成本在350元/吨,高成本制约了农机服务组织、农村经纪人参与秸秆回收利用的积极性。

附表2: 2011到2015秸秆还田机捡拾打捆机生产销售情况表

3.传统观念根深蒂固 我国农民长年累月总结并形成的精耕细作的传统,习惯播种前将前茬农作物秸秆收走或烧掉,将田间地表收拾整理干干干净净再播种。尤其是在黄淮海小麦玉米一年两熟区,夏收、夏种茬口十分紧张,加上秸秆还田需要增加作业成本,而秸秆还田的好处是潜在的,需要多年应用才能显现出来,为了争抢农时及时播种秋季作物,多数农民习惯将前茬作物秸秆一把火烧掉,操作简单,省工省事,便于下茬作物播种。

五、下一步工作措施

秸秆机械化综合利用是促进秸秆资源化综合利用的重要手段和途径,还要进一步采取措施,持续发力,加快秸秆机械化综合利用技术的普及推广。

1.继续利用购机补贴政策支持农民购买秸秆综合利用的机具 充分发挥农机购置补贴政策驱动作用,将秸秆综合利用的机具作为重点支持,鼓励和引导农民购买先进适用的秸秆综合利用机具。一是继续将秸秆综合利用的机具作为优先补贴机型;二是对这类机具实行“敞开补贴”,即让申请购置这类机具的购机者全部能够享受补贴;三是根据市场的变化,合理确定秸秆综合利用的机具补贴额度,力争控制在市场价的30%左右。

2.继续加强秸秆综合利用技术的试验示范及推广应用 围绕农业面源污染防治、废弃物资源化利用,实现“一控两减三基本”目标,全面贯彻落实《农业部关于开展主要农作物生产全程机械化推进行动的意见》,全面开展水稻、玉米、小麦、油菜等主要农作物秸秆处理机械化技术试验示范、技术验证,确立主推广技术和主推机型,总结、探索形成适应不同区域主要农作物秸秆机械化处理工艺路线、技术模式、机具配套、操作规程和服务方式,为推进主要农作物生产全程机械化及节能环保和可持续农业的发展提供技术支撑。

在有条件的地方,不断探索扶持秸秆离田利用相关政策,如用地、用电、税收、运输等方面出台优惠政策,使从事秸秆离田利用的企业和农民有一定利润可赚,有利于形成完整秸秆离田利用的产业链,***终实现秸秆资源化利用、循环发展和产业化发展的目标,形成秸秆综合利用在国家政策的扶持下,按市场经济发展的长效机制。

3.继续加强科技攻关与机具研发 加强农机与农艺融合、产学研推联合攻关,着力解决秸秆综合利用所需的农业装备。一是加强与农艺部门合作,遴选秸秆量产出少的作物品种,主推适合机械化作业栽培技术和耕作制度;二是联合“产学研推”攻关解决秸秆全量还田免耕播种、联合收获机抛撒装置(秸秆抛撒不均匀)等技术难关;三是深入探索黄淮海一年两熟制小麦——玉米轮作区秸秆处理技术方案。

4.继续加大政策的扶持力度 在总结地方做法及经验基础上,深入探索秸秆综合利用国家扶持政策及补贴范围、补贴标准、补贴方式,进一步调动农民应用秸秆还田技术的积极性和主动性,***终要形成农作物秸秆综合利用在国家政策的扶持下,按市场经济发展的长效机制。

5.继续加大宣传,营造良好氛围 充分发挥电视、广播、网络、微信等各种媒体的舆论导向作用,大力宣传秸秆综合利用的重要意义和焚烧秸秆的危害,广泛开展多种形式、丰富多彩的讲解宣传秸秆综合利用的好技术、好经验、好典型,营造良好的舆论氛围,提高广大农民的环保意识和应用秸秆机械化综合利用技术的积极性、主动性和自觉性。

标签:秸秆 打捆机 收割机

原文出处:中国农业机械网 (http://www.sinofarm.net/news/18848.html)
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