黑龙江省工业大麻产业发展及收获加工机械情况调研

吕江南，马兰，刘佳杰，龙超海，周韦

（中国农业科学院麻类研究所，长沙410205）

黑龙江省工业大麻产业发展及收获加工机械情况调研

吕江南，马兰，刘佳杰，龙超海，周韦

（中国农业科学院麻类研究所，长沙410205）

工业大麻纤维具有独特的透气、抑菌等特性，受到国内外的关注。黑龙江省较适宜工业大麻的种植，目前已成为我国最大的种植区。本文介绍了工业大麻在黑龙江省的发展现状，重点阐述了生产上应用的收获加工机械情况，指出了产业发展存在的问题，最后给出了发展工业大麻产业的有关措施建议，供工业大麻的发展参考借鉴。

工业大麻；收获加工；产业

1 调研目的、对象和范围

1.1 调研目的

工业大麻（Cannabis sativa）汉麻，是大麻科大麻属一年生草本植物［1－2］，有重要的工业及药用价值，在我国已有5000多年的栽培利用历史［3－5］。工业大麻全身是宝，纤维是别具特色的纺织原料，具有透气、抑菌等特性［6－7］，麻杆可做碳粉、复合材料和食用菌基质［8］；大麻籽还是一种功能性产品，具有较好的食用、药用价值［9－11］。总之，工业大麻是一种经济价值较高的作物。由于工业大麻与含有成瘾致幻成分THC（四氢大麻酚）的毒品大麻同属于一个种，其生产在全球受到普遍限制，我国的法律也将大麻视为一种毒源植物，因而工业大麻种植也要求有较为严格的管理程序。

大麻可以分成两大类：工业大麻和药用大麻。国际上把THC含量低于0.3%的大麻品种称作工业大麻［12］，经过注册的工业大麻允许种植。目前在法国、匈牙利、波兰、罗马尼亚、美国等10多个国家注册登记有工业大麻品种。2009年9月21日云南省人民政府第30次常务会议通过了《云南省工业大麻种植加工许可规定》（云南省人民政府令第156号），自2010年1月1日起施行［13］。该《规定》界定了大麻作物中四氢大麻酚含量低于0.3%（干物质重量百分比）的大麻属原植物及其提取产品。依照该《规定》，工业大麻的园艺种植、民俗自用种植实行备案制度；工业大麻种植包括科学研究种植、繁种种植、工业原料种植、园艺种植和民俗自用种植，工业大麻的科学研究种植、繁种种植、工业原料种植依法实行许可制度；工业大麻加工包括花叶加工、麻秆加工、麻籽加工。工业大麻的花叶加工依法实行许可制度。

黑龙江气候和土壤条件适宜工业大麻种植。近几来，由于农产品价格的变化，而工业大麻的种植效益明显优于玉米、大豆等传统作物，黑龙江省政府将工业大麻作为当地农业结构调整作物之一，2016年该省成立了黑龙江工业大麻协会，致力推进工业大麻在黑龙江省种植合法化，并有效管控，当地农民种麻积极性空前高涨。为了掌握黑龙江省工业大麻产业的发展现状、收获与加工机械研发使用现状，了解产业发展过程中存在的问题，为工业大麻产业的发展提供服务，组织相关人员开展了大麻产业发展及收获与加工设备应用的调研工作。

1.2 调研对象和范围

2016年3月22～24日、7月13～21日和11月2～8日，中国农业科学院麻类研究所吕江南、马兰、刘佳杰、龙超海等科研人员在黑龙江省农业科学院经济作物研究所、黑龙江省农业科学院大庆分院、黑龙江省科学院大庆分院等单位的配合下，先后三次调研了黑龙江省大庆市、肇东县、讷河县、孙吴县、兰西县、克山县，内蒙古自治区莫力达瓦达斡尔族自治旗、土默特右旗等地的科研机构、种植基地、纤维加工企业等16家单位，考察了黑龙江工业大麻种植的生产现状、存在问题及收获与剥制机械需求情况。考察人员与黑龙江省科研单位的大麻专家、黑龙江省农业机械运用研究所和佳木斯东华收割机械制造有限公司的技术人员进行广泛交流，探讨了黑龙江省工业大麻产业的发展现状及存在问题，了解了工业大麻作物收获机械与纤维加工设备现状，基本掌握了黑龙江省工业大麻产业发展以及收获与纤维加工机械研发、使用和需求情况。

表1 黑龙江省及周边地区工业大麻种植调查情况表Tab.1 Investigation situation of industrial hemp planting in Heilongjiang province and surrounding areas

编号 经营项目 调研单位 地址15 种植、加工、销售 内蒙古莫力达瓦达斡尔族自治旗腾克镇三合村汉麻加工厂内蒙古莫力达瓦达斡尔族自治旗腾克镇三合村16繁种与销售 内蒙古自治区土默特右旗农业局 内蒙古自治区土默特右旗明沙淖村

2 产业发展现状

2.1 种植面积

近几年来，工业大麻机械收获、雨露沤制和副产物麻屑烧炭工艺的推广，以及国内工业大麻纺织原料需求的增加，使得黑龙江省工业大麻种植成本降低，经济效益大幅提升，工业大麻种植面积逐年增加。种植面积由2013年的0.13万hm2发展到2015年的0.67万hm2，2016年达到近1.67万hm2。2016年黑龙江提出在该省“镰刀弯”地区缩减玉米种植面积，调整种植结构，给工业大麻产业提供了发展空间，农民自发联合种植工业大麻，开展雨露沤制、机械加工、生产纤维、麻屑制碳等作业。据统计2016年黑龙江省工业大麻种植面积已突破1.67万hm2，可生产纤维2.2万t，成为全国最大的工业大麻原料生产基地。

图1 讷河县工业大麻种植调研Fig.1 Investigation of industrial hemp planting in Nehe county

图2 佳木斯东华收获机制造有限公司调研Fig.2 Investigation of Donghua Harvester Made Co.Ltd.in Jiamusi city

2.2 种植区域

黑龙江省工业大麻种植区域主要分布在大庆市、绥化市、齐齐哈尔市和黑河市所属各县，以合作社或专业户种植为主。每个合作社或农场种植面积300～1333 hm2不等，可收纤维，或种纤兼收。收获纤维用工业大麻在收获后直接置于田间进行雨露沤麻，收种工业大麻在收种后茎杆作为制炭原料，或直接送给纸厂作为制浆造纸原料，有的也用于加工纤维。

2.3 工业大麻资源及新品种选育

黑龙江省大麻入库保存资源有400多份，育成的工业大麻新品种有龙大麻1号、龙大麻2号、龙大麻3号、庆大麻1号和火麻1号共5个工业大麻品种。目前，我国工业大麻纺织年加工能力为3万t，其中黑龙江省生产2.5万t，占全国工业大麻纤维产量的80%，主要供应宁波雅戈尔纺织有限公司、山西绿洲大麻纺织有限公司，辽宁沈阳北江麻业发展有限公司、江阴金达纺织有限公司等国内大型纺织企业。

2.4 收获与加工机械

目前黑龙江省工业大麻纤维的生产流程为：机械播种→机械收获→人工翻麻→人工捆麻→人工切秆→机械剥制→机械打包。借助于大豆、玉米、亚麻的种植与收获剥制机械，黑龙江省在工业大麻产业发展过程中，在播种、收割与纤维加工环节基本实行了机械化。但在翻麻、捆麻和纤维加工前的茎秆切断环节仍由人工完成，缺乏相关的作业机械，大麻翻麻机、茎秆打捆机和茎秆切断机的缺乏增加了生产成本，制约着工业大麻产业的规模化发展。

2.5 经济效益

黑龙江省工业大麻种植效益较好，是玉米、大豆效益的2～3倍。目前工业大麻的种植收入约4000元／hm2，纤维加工效益约8000元／hm2，烧炭环节效益约4000～5000元／hm2，全产业链产值约1.6万元／hm2。由于工业大麻产业效益较好，黑龙江省政府已经将其作为该省农业结构调整的作物之一，工业大麻产业也被列入该省的七大支柱产业。

3 收获加工机械研发应用情况

3.1 播种机械

目前黑龙江省还没有工业大麻专用播种机械，在作业环节使用约翰迪尔（John Deere）48行玉米播种机种植工业大麻，该播种机在黑龙江省保有量较大，可用于玉米、大豆等作物播种，播种功效8 hm2／h，可基本满足工业大麻种植播种要求。

图3 约翰迪尔谷物播种机Fig.3 John Diehl grain sower

3.2 收割机械

随着黑龙江省工业大麻的生产发展，收割机械成为工业大麻种植业的普遍需求。调研发现，目前黑龙江省工业大麻种植主要是利用玉米和高秆作物收割机来完成工业大麻的收割作业，有些生产企业也着手改进和生产了大麻专用收割机械。如黑龙江省佳木斯东华收获机械制造有限公司通过改进与设计，研制出4GM－1.85型和4GM－2.2型大麻专用割晒机，该机作业效率0.4～0.53 km2／h，基本满足了工业大麻的收割作业需求。黑龙江省科学院大庆分院机械研究所正在开展大麻割晒机和种子茎秆兼收的双切割大麻联合收割机的研究工作。该院研究的大麻割晒机割幅为2.8 m，研制成功后可解决现有收割机茎秆割倒后头尾叠加的问题。双切割联合收割机是利用约翰迪尔1048型谷物联合收割机进行改造，即将1048谷物联合收割机的割台上移用于种子收获，然后通过机器自带的脱粒装置完成种子的脱粒过程；收割机下部增加割台用于茎秆收割，茎秆收割后放倒田间进行雨露脱胶。该收割机收麻工效较高，但种子损失率较大，达到20%左右，还需进一步改进后用于生产。目前，中国人民解放军总后勤部军需装备研究所、农业部南京农业机械化研究所、上海大学、中国科学院合肥物质研究所等单位在国家“十三五”重点研发计划资助下，正在联合研制双切割大麻联合收获机，增加智能控制系统解决目前存在的问题。

图4 4GM－1.85型大麻茎秆割晒机Fig.4 Type 4 4GM－1.85 hemp stem harvester

图5 双切割大麻联合收获机Fig.5 Double cutting type hemp united harvester

4GM－1.85型大麻茎秆割晒机是目前黑龙江省使用最多的大麻收割机械，该机由黑龙江省佳木斯东华收割机制造有限公司生产，生产率0.4～0.53 km2／h，适用于中等规模的大麻茎秆收获。该机主要由机架、地轮、切割器、输送装置、分禾器、扶禾器及悬挂升降机构、传动系统等部分组成，可与190～363 kw的各种四轮拖拉机配套使用，割晒机动力由拖拉机动力输出轴提供，通过万向节传动轴、链条、齿轮箱等传动装置，传动割刀和输送装置，使割晒机进行切割和输送作物工作。当机器工作时，割台前面的扶禾器和分禾器接触作物，扶禾器导禾板和星轮相配合将作物拾（扶）起并输送到割台上进行切割，割下的作物在上、下四条输送拨齿带和星轮及扶禾器上、下压力弹簧的综合作用下，紧贴割台挡板被直立地输送到左端排禾口，然后离开割台横向连续地铺放在田间。其主要技术参数如下：

表2 4GM－1.85型大麻茎秆割晒机技术参数表Tab.2 Technical parameters of4GM－1.85 hemp stem harvester

3.3 纤维加工设备

目前黑龙江省工业大麻纤维的加工完全采用现有的亚麻纤维加工工艺路线，即田间收割→雨露脱胶→茎秆收集→工厂切断→纤维加工。纤维加工由于没有专门的加工设备，使用黑龙江省农业机械运用研究所研制的6YBM－750X2500型移动式亚麻打麻机和佳木斯东华收割机制造有限公司生产的6DY－870亚麻联合打麻机来加工大麻长麻。短纤维加工主要有佳木斯东华收割机制造有限公司生产SJ－11型揉麻机（碎茎机）和兰西霁鸿园亚麻机械制造有限公司在亚麻碎茎基础上改进的大麻碎茎机进行碎茎，再配套使用亚麻二粗脱麻机进行纤维加工。

3.3.1 6YBM－750×2500型移动式打麻机

6YBM－750×2500型移动式打麻机［15］由黑龙江省农业运用机械研究所研制生产，是针对固定式剥麻机需要较大的厂房，设备投资大，操作复杂，能耗高，加工成本较高等问题研制而成。该打麻机可随时迁移到适宜地点进行生产，具有灵活性强、投资少、操作简便、生产成本低、出麻率高等特点。该机生产率0.5～0.65 t／h（干茎），适合于边远地区亚麻大麻原茎深加工使用，也用于大中型种植企业的亚麻大麻纤维加工。

图6 6YBM－750×2500型移动式亚麻打麻机Fig.6 Type 6YBM－750×2500 mobile flax prosessing

该机由喂入平台、齿盘喂人机、碎茎机、剥麻器、夹持带、换向机构、接麻台、电机等十几个部分组成。设备工作时，喂入平台上的大麻干茎由齿盘平行带入齿盘薄层机，铺放均匀，送入碎茎机；由12对平行的碎茎辊扎压，使麻骨折断并与纤维分离，送至入麻台；由前夹持输送带夹住麻的1／3处进入第一节剥麻器，在输送过程中，由第一节剥麻器的一对相对旋转带有螺旋刃片的剥麻辊对大麻的一端进行梳理将麻骨与纤维分离；经由换向机构时，后夹持输送带将剥好的纤维端夹住，进入第二节剥麻器。由二节剥麻器的剥麻辊对亚麻干茎另一端进行梳理将麻骨与纤维分离；当到达接麻台时，麻纤维被完全剥离出来，完成整个制麻过程。其中主要技术参数如下：

表3 6YBM－750×2500型移动式打麻机主要技术参数Tab.3 Main technical parameters of 6 type YBM－750×2500 mobile flax prosessing

图7 6YBM－750型移动式亚麻打麻机加工大麻Fig.7 Decorticating hemp using 6YBM－750 typemobile flax decorticator

3.3.2 6DY－870亚麻大麻联合打麻机

该机由黑龙江省佳木斯东华收获机械制造有限公司消化吸收比利时DEPOORTERE型打麻机技术，并综合国产B800型固定式打麻机，以及前苏联生产的MTA－1Л型打麻机优点，研制开发的6DY－870亚麻打麻联合设备［16］，生产率1000～1200 kg／h（干茎），适用于大中型亚麻大麻原料厂加工各种亚麻大麻干茎。该机主要由铺麻台；喂入机、一号碎茎机、一次换向装置、二号碎茎机、一打手、二打手、二次换向装置、三打手、四打手、引出部分、传动系统、控制系统等组成。其工作流程为大麻干茎经铺麻台，喂入机，梢部碎茎机，一次换向装置，根部碎茎机，根部一打，二次换向装置，梢部一打，排麻引出装置。铺麻台由角钢焊接支架和放在其上的带孔钢板平台组成（用于铺放亚麻干茎）为喂入机的麻层准备平台。打麻机的主要部件是将麻纤维与麻屑、麻皮分离的剥麻辊，该机采用了螺旋式刃口剥麻辊，剥麻辊两端支撑盘分大小头，并相错60°分布，在三爪支撑盘相对麻的爪端设置片状刮刀，刮刀呈螺旋状布置，刮刀刃口截面为凿型，这样的滑移式刮麻对麻纤维破坏力小，有利于获得较长的麻纤维。样机主要技术参数如下：

表4 6DY－870亚麻大麻联合打麻机主要技术参数表Tab.4 Main technical parameters of 6DY－870 flax and hemp prosessingmachine

图8 6DY－870亚麻大麻联合打麻机Fig.8 6DY－870 flax and hemp united prosessing

图9 6DY－870亚麻大麻联合打麻机加工大麻Fig.9 Hemp prosessing by 6DY－870

3.4 麻类秸秆炭化设备

麻类秸秆质量轻、可燃性好，是制作烟花爆竹碳粉的良好材料，市场价格较好，开发潜力大。肇东市圣通秸秆炭化有限公司通过自行研发，设计出以“不等经连续回转式碳化炉”为主体的秸秆自动化成套炭化设备，并获得多项国家专利。为掌握环保型麻秆炭化设备的研制与使用情况，课题先后两次考察了肇东市圣通秸秆炭化有限公司麻秆碳化设备的研制与应用情况，该设备可为工业大麻多用途综合开发利用提供新途径。

麻秆自动化炭化成套设备充分利用秸秆气化炉的原理、连续式炭化原理、流化床原理、干馏式炭化原理自动装置及多种新技术，可保证麻类等秸秆从喂料到炭粉连续化生产。设备具备节能、环保高效的优势，无污染、零排放，该设备废气废水的排放量符合国家有关标准。

不等经连续回转式炭化炉是该公司的实用新型专利产品，此炭化炉目前市场售价格每台60万元，炭粉生产率6 t／d，消耗麻类等秸秆24 t／d，年处理秸秆20万t以上。

图10 秸秆炭粉燃气两用炉Fig.10 Straw carbon and fuel gas stove

图11 不等径连续回转式碳化炉Fig.11 Different diameter and revolving carbonization stove in succession

4 工业大麻产业发展存在的问题

4.1 产业问题

4.1.1 工业大麻产业发展缺乏法律文件

2003年1月1日，云南省公安厅制定了《云南省工业大麻管理暂行规定》，并由云南省政府颁布施行。7年后，2010年1月1日，云南省施行了《云南省工业大麻种植加工许可规定》（以下简称《规定》），成为全国至今唯一以法规形式允许并监管工业大麻种植的省份。黑龙江省工业大麻种植与加工立法工作正有向前推进，尚未正式颁布，大型企业在工业大麻的投入有顾虑，制约了工业大麻产业的发展，急需政府部门出台相应的规范文件。

4.1.2 缺乏优良的工业大麻品种

黑龙江省科研单位选育的工业大麻品种有5个，均是为了满足近几年该省工业大麻产业迅速发展需求选育而成，原茎产量一般为7.5～12 t／hm2，沤制后综合出麻率为22%～23%，品牌的纤维品质和产量均有待提高。由于政府还没有出台工业大麻种植加工的相关文件，使得科研单位与繁育种部门在育种、繁种方面顾虑较大，良种繁育体制不健全，种子市场也比较混乱，市场行情好时外调种子较多，质量参差不齐、价格飞涨，且品种混杂。2016年黑龙江省工业大麻种子价格从去年的10元／kg涨到30元／kg，增加了工业大麻种植成本。另外，外地种子产量低，繁殖系数低，一般产量为1 t／km2。

4.1.3 缺少工业大麻专用机械

目前工业大麻播种使用48行谷物播种机虽然可以完成作业，但大麻种子较小，现有播种机出种口较大，使得播种量难以准确控制，造成了种子浪费，急需进行改进设计。

工业大麻收割用的收割机使用大豆、玉米收割机改进而成，收割机的工效有待提高；并且目前使用的收割机故障率较高，维修费工较多。另外，目前生产上使用的收割机割幅一般为1.85 m，而大麻茎秆高度一般2～2.5 m，使得大麻割倒铺放田间后首尾叠加，不利用于翻麻和捆麻。

缺乏工业大麻翻麻和捆麻机械。黑龙江省现有的亚麻翻麻机只能翻长度为1 m左右的亚麻茎秆，对于高度2m以上的大麻茎秆无法作业。大麻经过翻晒后的长麻率高出5个百分点，而长麻价格1.8万元／t，短麻只有0.8万元／t，价格相差较大。另外，目前国内缺乏茎秆捡拾捆麻机械，人工捆麻费用为600元／hm2，打捆机的缺乏使得捆麻成本较高。

在工业大麻纤维加工设备方面，一直使用原有的亚麻加工生产设备，存在机型较旧，纤维加工质量一般，加工过程中灰尘较多，作业环境差等问题，急需改进形成工业大麻专用的纤维加工设备。

另外，工业大麻种子繁殖完全采用人工收获，人工脱粒，田间损失大，影响工业大麻种子产量。

5 发展工业大麻产业的有关建议

5.1 强化领导、加强政策扶持

争取在黑龙江省“十三五”规划中列入扶持工业大麻产业发展内容，加大科研投入力度，促进大麻产业发展。

5.2 尽快健全工业大麻种植加工的法律、法规

强化标准，使得黑龙江省工业大麻产业从种植、打成麻、收割、质量检测方面均有标准可依，规范工业大麻产业有序发展。

5.3 加快良种繁育基地的建设和机械研发

要加快工业大麻良种繁育基地的建设，促进产业可持续发展；加快工业大麻机械研发，尤其是大麻打捆机、切割机及种子收获机等。同时，改进现有的亚麻纤维加工生产设备，做到大麻纤维加工的优质、高产、清洁、安全。

5.4 加强工业大麻综合产品的开发力度

大麻全身是宝，大麻叶、大麻籽、大麻骨和大麻纤维均有较好地开发价值。黑龙江省工业大麻要从全产业链考虑进行综合开发。通过品种改良和加工技术的研发，开发高品质大麻产品，通过环保建筑材料、炭粉、汽车内饰材料及防火材料的研发开拓大麻生物质材料产业；通过大麻叶、大麻籽药用成本的提取技术开发大麻医药用产业。另外，通过黑龙江省工业大麻行业协会打造工业大麻地域品牌和名牌产品。

［1］王殿奎，关凤芝.黑龙江省大麻生产现状及发展对策［J］.中国麻业，2005，02：98－101.

［2］吴广文.黑龙江省大麻发展问题和建议［J］.中国麻业科学，2007，06：356－357，370.

［3］熊和平主编.麻类作物育种学［M］.北京：中国农业科学技术出版社，2008：297.

［4］郭丽，王明泽，王殿奎，等.工业大麻综合利用研究进展与前景展望［J］.黑龙江农业科学，2014，08：132－134.

［5］S.Allegret，P.Bouloc，L.Arnaud，et al.Bouloc（Ed.），Hemp：Industrial Production and Uses，2013：4－26.

［6］张建春，张华.工业用大麻纤维综合开发研究［J］.中国麻业科学，2007，S1：63－65，67.

［7］K.Tanga，b，P.C.Struika，X.Yina，et al.Comparing hemp（Cannabis sativa L.）cultivars for dual－purpose production under contrasting environments，Industrial Crops and Products，2016，87：33－44.

［8］张帅.黑龙江省大麻发展现状、存在问题和发展方向［J］.现代园艺，2014，08：21－22.

［9］金铃.黑龙江地区种植低毒大麻的市场前景［J］.现代农业，2010，08：69.

［10］许树文，刘华.工业大麻的开发利用及其市场前景［J］.纺织导报，2005，07：62－65，70，95.

［11］魏国江，潘冬梅，赵越，等.浅析大麻生产中存在的问题及解决途径［J］.中国麻业科学，2014，06：308－312.

［12］韩承伟，孙延波.黑龙江省发展工业大麻产业前景广阔［J］.黑龙江科技信息，2012，34：124.

［13］吕智勇.云南省工业大麻管理现状及对策研究［J］.法制博览，2015，35：316.

［14］S.Amaducci，H.J.Gusovius，Hemp－cultivation，extraction and processing.J.Müssig（Ed.），Industrial ApplicationsofNatural Fibres：Structure，Properties and Technical Applications，John Wiley＆Sons Ltd.2010：109-134.

［15］许益存，赵举文，赵文才，等.6YBM－750x2500型移动式剥麻机的研制［J］.中国农机化，2006：76－78.

［16］张学刚.6BY－870型亚麻打麻联合机简介［J］.现代化农业，2002，09：42－43.

The Investigation on the Development of Industrial Hem p and Its Harvesting M achinery of Heilongjiang Province

LV Jiangnan，MA Lan，LIU Jiajie，LONG Chaohai，ZHOUWei
（Institute of Bast Fiber Crops，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Changsha 410205，China.）

Industrial hemp fiber is concerned world widely for its special characters，such as air permeability，antibacterial activity and so on.Heilongjiang province is suitable for industrial hemp cultivation which has the largest cultivation area in China.This article introduced the current development of industrial hemp in Heilongjiang，giving an emphasis on the harvesting and processingmachinery in hemp production，and indicated the problems existed in this industrial development.It preseneted suggestions for the hemp industry which could provide a reference for the development of industrial hemp.

industrial hemp，harvesting and processing，industry

563.3

A

1671－3532（2017）02－0094－09

2016－12－20

国家麻类产业技术体系（CARS－19－E21）；中国农业科学院科技创新工程（ASTIP－IBFC06）

吕江南（1964－），男，研究员，主要从事麻类及南方经作收获机械研究。E－mail：yjljn＠sina.com