四川省主要农作物秸秆理化特性

余满江+蒋昭琼+熊昌国+庹洪章++易文裕

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2017.13.057[HT9.]

摘要：为研究四川省主要农作物秸秆的特性，在四川省平原区、丘陵区、山区采集50个麦秸、油菜秸、稻秸、玉米秸样本，并对其相关理化特性进行测试；探讨粉碎长度对秸秆物理特性的影响，比较不同地区麦秸、油菜秸的理化特性，研究秸秆理化特性的种类差异性。结果显示，粉碎长度对秸秆的自然堆积密度和振实堆积密度有显著性影响，粉碎长度较大的秸秆样品的静态堆积角、自然堆积密度、振实堆积密度离散程度较大；作物种类对秸秆的静态堆积角、自然堆积密度、振实堆积密度、全水分含量、干燥基灰分含量、绝干弹筒热值有显著性影响，在麦秸、油菜秸、稻秸、玉米秸4种农作物秸秆中，油菜秸最适宜作秸秆燃料，稻秸最差。

关键词：四川省；秸秆；堆积角；堆积密度；全水分含量；干燥基灰分含量；热值

中图分类号： S216.2文献标志码： A[HK]

文章编号：1002-1302（2017）13-0213-06[HS）][HT9.SS]

收稿日期：2016-03-18

基金项目：公益性行业（农业）科研专项（编号：201503135-20）；四川省科技计划 （编号：2015JY0210）。

作者简介：余满江（1978—），男，重庆人，高级工程师，主要从事农村生物质能源技术、农业工程装备开发的应用与研究。E-mail：ymj9701@163.com。

通信作者：易文裕，高级工程师，主要从事农业科学、工程与技术科学研究。E-mail：yiyi22_ywy@163.com。

[ZK）]

农作物秸秆是一种重要的生物质能源，是农作物收获经济产物后所有剩余的地上部分产物[1]。随着农民生活水平的提高，越来越多的农民摆脱了传统的以农作物秸秆直接作为燃料的生活方式，富余的秸秆大部分被直接燃烧还田，造成严重的大气污染，成为农村面源污染的新源头。如何有效地利用农作物秸秆，使农作物秸秆变废为宝引起了人们广泛的关注。目前，秸秆的肥料化、饲料化、基料化、能源化、原料化等多种利用方式成为研究热点，而这些利用方式与秸秆的物理化学特性是紧密相关的[2]。在秸秆能源化利用中，秸秆气化工艺对秸秆的堆积密度、流动特性等基本物理性质有一定的要求，堆积密度大、自然堆积角小，流动性好，对气化工艺有利[3]；含水率和热值是秸秆作为能源材料的重要指标，含水率小于20%且越低越好，含水率相同时秸秆的热值则越高越好[4]；秸秆成型加工对秸秆含水率也有明确要求[5]。因此，研究农作物秸秆的堆积密度、自然堆积角、含水率、热值等理化特性具有实际的应用价值。

田宜水等对安徽、河南、山东、北京、黑龙江、内蒙古地区粒度为5～30 mm的切碎秸秆进行理化特性研究[6]；霍丽丽等对安徽、河南、山东、河北、黑龙江、内蒙古地区的粉碎秸秆物理特性进行了研究[2]；而对四川省农作物秸秆的理化特性研究较少[4-5，7-8]。

四川省是一个人口众多而资源开发程度较差的农业大省，农耕历史悠久。2014年，四川省水稻产量1 526.5万t，居全国第6位；小麦产量423.2万t，居全国第7位；玉米产量751.9万t，居全国第9位；油菜籽产量233.1万t，居全国第2位[9]。在四川省农作物秸秆中，稻秸、麦秸、玉米秸、油菜秸的资源量名列前4位[1]。因此，对四川省这4种农作物秸秆进行基础性研究具有一定的实际应用价值。本试验对四川省稻秸、麦秸、玉米秸、油菜秸的堆积角、堆积密度、全水分含量、弹筒热值、干燥基灰分含量等物理化学特性进行研究分析，为[HJ1.4mm]四川省农作物秸秆的资源化利用，特别是能源化利用提供基础性参考数据。

1材料与方法

1.1仪器设备

FZ102型微型植物试样粉碎机（北京中兴伟业仪器有限公司）；HWR-15C型自动快速热量计（上海市检测技术所上立检测仪器厂）；ESJ200-4 型电子天平（沈阳龙腾电子有限公[CM（25]司）；ACS-6A型电子计重秤（上海友声衡器有限公司）；[CM）][HJ]202型电热恒温干燥箱（北京中兴伟业仪器有限公司）。

1.2试验原料采集

试验原料为四川省秸秆资源量排名前4的秸秆，即稻秸、麦秸、玉米秸、油菜秸。

四川省地形地貌复杂多样，可分为成都平原区、盆地丘陵区、盆周山区、川西南山区、川西北高原区等五大农业生产区域。本试验拟研究具有代表性农作物秸秆的理化特性，为秸秆资源化利用提供基础性数据。因此，样本采集地点选择在农作物秸秆资源密度较大的平原和丘陵山区，平原区采样地点为眉山市，丘陵区采样地点有绵阳、南充、泸州、简阳市，山区采样地点为广元市。采用随机抽样法抽取当地具有代表性的秸秆6 kg（取整株）左右，编号并装入取样袋中，记录秸秆种类、采样地点、户名等相关信息。

抽样具体情况：2015年5月6—17日在眉山市仁寿县珠嘉乡、阆中市沙溪金鼓村、绵阳市三台县建设镇、广元市剑阁县汉阳镇采集麦秸样本4批次，每批次5个样本，共20个麦秸样本；在眉山市仁寿县珠嘉乡、南充市阆中市石子乡、绵阳市三台县建设镇、广元市剑阁县汉阳镇采集油菜秸样本4批次，每批次5个样本，共20个油菜秸样本；2015年8月12日在泸州市泸县云龙镇采集稻秸样本1批次，每批次5个样本，共5个稻秸样本；2015年9月7日在简阳市采集玉米秸样本1批次，每批次5个样本，共5个玉米秸样本。

1.3試验方法

1.3.1秸秆样品的制备

将秸秆样本带回四川省农业机械研究设计院，在阴凉通风处摊开，待秸秆样本自然干燥，达到平衡水分后再进行制样。将秸秆（整株）样本分别粉碎制成 2～3 mm、1～3 mm长度的2种秸秆样品，测试其堆积角、堆积密度、含水率、干燥基灰分含量、弹筒热值。endprint

1.3.2秸秆静态堆积角测试[10]

在固定的高度（250 mm）使秸秆样品自由落下，直至秸秆料堆形成稳定保持的最大自然坡角的料堆为止。然后测试料堆底径d2、上底底径d1、高度h。根据公式（1）计算秸秆样品的静态堆积角α。每个样品平行测试3次，取平均值。

[JZ（]α=arctan[SX（]2hd2-d1[SX）]。[JZ）][JY]（1）

1.3.3秸秆堆积密度测试[11]

首先测试洁净干燥容器的质量为m1，然后将容器盛满水，根据水的密度和质量求得容器容积V。将样品从高于容器上缘250 mm高度倒入该洁净干燥的容器中，直至填满并形成最大可能高度的锥体；刮去容器口多余的样品，此时样品体积即为容器容积，称量容器和样品质量为m2，根据公式（2）可计算出样品的自然堆积密度ρ。若将盛有样品的容器从150 mm高度自由掉落在试验台上，此时样品占据的体积减小，容器未满；向容器空出的空间中填充样品，再次振动，如此循环，直至整个容器振动填满秸秆样品，刮去容器口多余的样品，称量容器和样品质量，同理可求得样品的振实堆积密度。每个样品平行测试3次，取平均值。

[JZ（]ρ=[SX（]m2-m1V[SX）]。[JZ）][JY]（2）

1.3.4秸秆全水分含量测试[12]

称量空盘的质量为m3，盘和样品的总质量为m4[样品质量为（500±10）g]，参照盘质量为m6；放入（105±2） ℃的烘箱中干燥，直至托盘和样品总质量m5为恒质量，同时测试参照盘干燥后质量m7。质量恒量是指 60 min、（105±2） ℃加热过程中，其质量变化不超过02%。根据公式（3）可计算出样品全水分含量WQ。每个样品平行测试2次，取平均值。

[JZ（]WQ=[SX（]（m4-m5）-（m6-m7）m4-m3[SX）]×100%。[JZ）][JY]（3）

1.3.5秸秆热值测试[13]

将称量瓶及盖放置在105～110 ℃的干燥箱中干燥30 min，在干燥器皿中冷却到室温后称量，记为m8；在称量瓶中放入（10.000 0±0.200 0） g颗粒为1～3 mm 的样品加盖后称量，记为m9。将装有样品的称量瓶及盖分开放置在105～110 ℃的干燥箱中干燥3 h后，每间隔 30 min，加盖取出装有样品的称量瓶放入干燥器皿中，冷却至室温后称量，直到质量恒定，即前后2次的称量质量相差≤1 mg，此时的质量记为m10。根据公式（4）计算样品含水率WS。

[JZ（]WS=[SX（]m9-m10m9-m8[SX）]×100%。[JZ）][JY]（4）

取（0.40±0.01）g颗粒为1～3 mm样品，用已知发热量的擦镜纸包紧，装入燃烧皿，安装点火丝，在氧弹中添加 10 mL 蒸餾水，拧紧氧弹盖，向氧弹中缓慢充入氧气加压至 1.5 MPa。输入样品质量、自动氧弹热量计热容量、擦镜纸发热量，进入自动测试得出弹筒发热量QDJ（J/g）。根据公式（5）可换算出样品的绝干弹筒热值QJG。每个样品平行测试2次弹筒热值和含水率，计算后取平均值。

[JZ（]QJG=[SX（]QDT1-WS[SX）]。[JZ）][JY]（5）

1.3.6秸秆干燥基灰分含量测试[14]

称量在马弗炉中（550±10） ℃加热1 h后冷却的空灰皿的质量m11；称取（1.00±0.10）g 样品放置在灰皿底，均匀摊开，称量灰皿与样品质量m12；将装有样品的灰皿放入马弗炉中，以5 ℃/min的加热速率均匀加热，加热至250 ℃时保持该温度1 h，然后继续加热至550 ℃，在550 ℃下灰化2 h；待灰皿温度降至室温时称取灰皿质量m13。同时测量样品的含水率WS，根据公式（6）可计算出干燥基灰分含量Ad。每个样品平行测试2次，取平均值。

[JZ（]Ad=[SX（]m13-m11m12-m11[SX）]×[SX（]11-WS[SX）]×100%。[JZ）][JY]（6）

2结果与分析

2.1不同粉碎长度对秸秆物理特性的影响

本研究对2～3 mm、1～3 mm 2种粉碎长度秸秆样品的静态堆积角、自然堆积密度、振实堆积密度进行了测试，并通过SPSS 19.0统计分析软件，采用配对样本t检验方法对这2种粉碎长度的静态堆积角、自然堆积密度、振实堆积密度进行分析，结果见表1。

2.1.1静态堆积角从表1中可以看出，粉碎长度为1～3 mm 的秸秆样品静态堆积角测试结果在46.2°～46.7°范围内，算术平均值为46.3°，标准差为0.23°；粉碎长度为2～3 cm 的秸秆样品静态堆积角测试结果在44.2°～50.2°范围内[CM（25]，算术平均值为45.8°，标准差为1.90°。对2种粉碎长度[CM）][FL）]

[FK（W+45mm][HT6H][JZ]表1不同粉碎长度的秸秆物理特性[HTSS][STBZ]

[HJ*5][BG（！][BHDFG3，WK9，WK51W]测定名称[ZB（][BHDWG1*2，WK17。3W]不同长度下静态堆积角（°）不同长度下自然堆积密度（kg/m3）不同长度下振实堆积密度（kg/m3）

1～3 mm2～3 cm1～3 mm2～3 cm1～3 mm2～3 cm[ZB）W]

[BHDG1*2，WK9，WK8*2。6W]测试结果范围46.2～46.744.2～50.2187.3～215.932.0～59.0262.2～300.040.0～73.8

[BHDW]均值46.345.8203.541.8285.254.7

[BH]标准差0.231.99.578.4111.712.39endprint

[BH]t值0.87863.927*62.372*

[BH]相伴概率（双侧）0.40100[HJ][BG）F]

注：*表示在0.05水平上差异显著。表3同。[HT][FK）]

[FL（2K2]的秸秆样品静态堆积角进行配对样本t检验，结果显示t值为0.878，相伴概率为0.401，大于显著性水平0.05，由此推断2种粉碎长度的秸秆样品静态堆积角无显著性差异。从2种粉碎长度秸秆样品静态堆积角的标准差来看，粉碎长度为1～3 mm 的秸秆样品静态堆积角分布较集中，各样品间的差异较小；而粉碎长度为2～3 cm的秸秆样品间的静态堆积角离散程度较大，样品之间静态堆积角差异较大。

2.1.2自然堆积密度从表1中可以看出，粉碎长度为1～3 mm的秸秆样品自然堆积密度测试结果在187.3～215.9 kg/m3 范围内，算术平均值为203.5 kg/m3，标准差为9.57 kg/m3；粉碎长度为2～3 cm的秸秆样品自然堆积密度测试结果在32.0～59.0 kg/m3范围内，算术平均值为 41.8 kg/m3，标准差为8.41 kg/m3；显然，较短的秸秆样品的（粉碎长度为1～3 mm）自然堆积密度远远大于较长的秸秆样品（粉碎长度为2～3 cm）。通过对2种粉碎长度的秸秆自然堆积密度数据进行配对样本t检验，分析结果显示t值为63.927，相伴概率为0，小于显著性水平0.05，说明2种粉碎长度的秸秆自然堆积密度存在显著性差异。

2.1.3振实堆积密度

从表1中可以看出，粉碎长度为1～3 mm的秸秆样品振实堆积密度测试结果在262.2～300.0 kg/m3 范围内，算术平均值为285.2 kg/m3，标准差为11.70 kg/m3；粉碎长度为2～3 cm的秸秆样品振实堆积密度测试结果在40.0～73.8 kg/m3范围内，算术平均值为 54.7 kg/m3，标准差为12.39 kg/m3；显然，较短小的秸秆样品（粉碎长度为1～3 mm）的振实堆积密度远远大于较长的秸秆样品（粉碎长度为2～3 cm）。通过对2种粉碎长度的秸秆振实堆积密度数据进行配对样本t检验，分析结果显示t值为62.372，相伴概率为0，小于显著性水平0.05，说明2种粉碎长度的秸秆振实堆积密度存在显著性差异。也就是说，秸秆的粉碎长度对其振实堆积密度有很大影响。

2.2不同地区麦秸和油菜秸的物化特性

为比较不同地区作物秸秆物理化学特性，对平原区眉山市、丘陵区绵阳市、山区广元市、丘陵区南充市的麦秸和油菜秸样品的静态堆积角、自然堆积密度、振实堆积密度、全水分含量、干燥基灰分含量进行了测试，取各地区同种类秸秆理化特性的平均值来进行比较，统计结果见表2。

[BH]相对标准差（%）2.646.883.986.775.212.7618.0714.77[HT][HJ][BG）F][FK）]

[FL（2K2]2.2.1静态堆积角从表2中可以看出，粉碎长度为1～3 mm 的麦秸样品静态堆积角无地区差异，均为46.2°。粉碎長度为2～3 cm的麦秸样品静态堆积角测试结果范围为4460°～47.30°，均值为45.80°，其中平原区的眉山市最高，丘陵区的南充市最低，相对极差为5.90%，相对标准差为276%。粉碎长度为1～3 mm的油菜秸样品静态堆积角测试结果范围为46.20°～46.70°，均值为46.60°，其中丘陵区的南充市最低，平原区的眉山市、丘陵区的绵阳市和山区的广元市相同，相对极差为1.07%，相对标准差为0.54%。粉碎长度为2～3 cm的油菜秸样品静态堆积角测试结果范围为44.20°～45.70°，均值为44.70°，丘陵区的绵阳市最高，山区的广元市最低，相对极差为3.36%，相对标准差为1.54%。平原区、丘陵区、山区粉碎长度为1～3 mm的麦秸样品和油菜秸样品及粉碎长度为2～3 cm的油菜秸样品静态堆积角相对极差均小于5%，在堆积角测量误差范围内，近似无地区差异性[10]。粉碎长度为2～3 cm的麦秸样品静态堆积角相对极差大于5%，有较明显的地区差异性。

2.2.2自然堆积密度不同地区麦秸和油菜秸样品的自然堆积密度如表2所示。粉碎长度为1～3 mm的麦秸样品自然堆积密度范围为194.40～204.80 kg/m3，均值为 199.00 kg/m3，相对极差为5.23%，相对标准差为2.26%，山区的广元市最高，平原区的眉山市最低。粉碎长度为2～3 cm 的麦秸样品自然堆积密度范围为34.40～39.90 kg/m3，均值为36.40 kg/m3，相对极差为15.11%，相对标准差为689%，最高的为丘陵区的绵阳市，最低的是山区的广元市。粉碎长度为1～3 mm的油菜秸样品自然堆积密度范围为20000～215.90 kg/m3，均值为209.90 kg/m3，相对极差为758%，相对标准差为3.41%，最高为平原区的眉山市，最低为丘陵区的绵阳市。粉碎长度为2～3 cm的油菜秸样品自然堆积密度范围为45.00～59.00 kg/m3，均值为 51.00 kg/m3，相对极差为27.45%，相对标准差为1166%，最高为丘陵区的南充市，最低为平原区的眉山市。

2.2.3振实堆积密度不同地区麦秸和油菜秸样品的振实堆积密度如表2所示。粉碎长度为1～3 mm的麦秸样品振实堆积密度范围为272.20～288.40 kg/m3，均值为 278.70 kg/m3，相对极差为5.81%，相对标准差为2.64%，丘陵区的绵阳市最高，平原区的眉山市最低。粉碎长度为2～3 cm 的麦秸样品振实堆积密度范围为42.80～49.10 kg/m3，均值为45.50 kg/m3，相对极差为13.85%，相对标准差为688%，最高的为丘陵区的绵阳市，最低的是同为丘陵区的南充市；粉碎长度为1～3 mm的油菜秸样品振实堆积密度范围为273.90～300.00 kg/m3，均值为 290.80 kg/m3，相对极差为8.98%，相对标准差为3.98%，最高的为山区的广元市，最低的为丘陵区的绵阳市；粉碎长度为2～3 cm的油菜秸样品振实堆积密度范围为64.70～73.80 kg/m3，均值为 69.00 kg/m3，相对极差为13.19%，相对标准差为6.77%，最高的为丘陵区的南充市，最低的为平原区的眉山市。endprint

2.2.4全水分含量不同地区麦秸和油菜秸样品的全水分含量如表2所示。麦秸样品全水分含量测试结果范围为1273%～1420%，均值为13.63%，相对极差为10.79%，相对标准差为5.21%，其中平原区的眉山市和山区的广元市全水分含量最大，均为14.20%，丘陵区的南充市最小。油菜秸样品全水分含量测试结果范围为14.66%～ 15.57%，均值为15.27%，相对极差为5.96%，相对标准差为2.76%，最大的为丘陵区的绵阳市，最小的为山区的广元市。

2.2.5干燥基灰分含量为方便比较，避免秸秆水分含量不同对秸秆样品灰分含量的影响，本研究中提及的灰分是指折算为水分含量为0时（即绝干状态下）的干燥基灰分。不同地区的麦秸和油菜秸样品干燥基灰分含量如表2所示。麦秸样品干燥基灰分含量测试结果范围为7.73%～1167%，均值为9.30%，相对极差为42.37%，相对标准差为18.07%，其中南充市的最高，广元市次之，绵阳市最低。油菜秸样品干燥基灰分含量测试结果范围为5.06%～680%，均值为600%，相对极差为29.00%，相对标准偏差为14.77%，其中眉山市的最高，绵阳市次之，南充市最低。

2.3不同作物秸秆的物化特性

本试验通过SPSS 19.0统计分析软件，采用协方差分析法研究不同作物的秸秆物化特性差异，包括麦秸、油菜秸、稻秸、玉米秸的静态堆积角、自然堆积密度、振实堆积密度、全水分含量、干燥基灰分含量、绝干弹筒热值，结果见表3。由于地区差异和水分含量对秸秆样品的物理性质有一定的影响，这里以粉碎长度为2～3 cm秸秆样品的静态堆积角、自然堆积密度、振实堆积密度为例，以地区和水分含量为协变量进行研究，控制变量为作物种类。全水分含量、干燥基灰分含量、绝干弹筒热值则仅以地区作为协变量进行研究。

2.3.1静态堆积角采用协方差分析法对粉碎长度为2～3 cm 的麦秸、油菜秸、稻秸、玉米秸样品的静态堆积角进行种类差异性分析，结果如表3、图1所示。粉碎长度为2～3 cm 的麦秸、油菜秸、稻秸、玉米秸样品静态堆积角测试结果范围为44.20～50.20°，平均值为45.80°，协方差分析F值为9649，相伴概率为0.013，小于显著性水平0.05，说明粉碎长度为2～3 cm的麦秸、油菜秸、稻秸、玉米秸样品的静态堆积角有显著性差异。由图1可以看出，粉碎长度为 2～3 cm的秸秆样品静态堆积角大小顺序为稻秸>麦秸>油菜秸>玉米秸。

2.3.2自然堆积密度采用协方差分析法对粉碎长度为 2～3 cm的麦秸、油菜秸、稻秸、玉米秸样品的自然堆积密度进行种类差异性分析，结果如表3、图2所示。从表3中可以看出，粉碎长度为2～3 cm的麦秸、油菜秸、稻秸、玉米秸样品自然堆积密度测试结果范围为32.00～59.00 kg/m3，平均值为41.80 kg/m3，协方差分析F值为10.202，相伴概率为0012，小于显著性水平0.05，说明粉碎长度为2～3 cm的麦秸、油菜秸、稻秸、玉米秸样品的自然堆积密度有显著性差异。由图2可以看出，粉碎长度为2～3 cm的秸秆样品自然堆积密度大小顺序为油菜秸>稻秸>麦秸>玉米秸。

[FK（W11][TPYMJ2.tif；S+4mm][FK）]

2.3.3振实堆积密度采用协方差分析法对粉碎长度为 2～3 cm的麦秸、油菜秸、稻秸、玉米秸样品的振实堆积密度进行种类差异性分析，结果如表3、图2所示。粉碎长度为2～3 cm的麦秸、油菜秸、稻秸、玉米秸样品振实堆积密度测试结果范围为40.00～73.80 kg/m3，算术平均值为 54.70 kg/m3，协方差分析F值为30.674，相伴概率为0.001，说明粉碎长度为2～3 cm的麦秸、油菜秸、稻秸、玉米秸样品的振实堆积密度有显著性差异。由图2可以看出，粉碎长度为 2～3 cm的秸秆样品振实堆积密度大小顺序为油菜秸>稻秸>麦秸>玉米秸。

2.3.4全水分含量采用協方差分析法对麦秸、油菜秸、稻秸、玉米秸样品的全水分含量进行种类差异性分析，结果如表3所示。秸秆样品全水分含量测试结果范围为12.73%～1603%，[JP2]算术平均值为14.71%，协方差分析F值为6.583，相伴概率为0.032，说明秸秆全水分含量与种类有关，存在显著性种类差异。麦秸、油菜秸、稻秸、玉米秸样品全水分含量如图3所示。从图3中可以看出，麦秸、油菜秸、稻秸、玉米秸样品全水分含量大小顺序依次为稻秸>玉米秸>油菜秸>麦秸。[JP]

[FK（W10][TPYMJ3.tif][FK）]

2.3.5干燥基灰分含量为排除水分含量对秸秆灰分含量的影响，将收到基灰分换算为干燥基灰分进行分析。采用协方差分析法对基于干燥基的麦秸、油菜秸、稻秸、玉米秸样品的灰分含量进行种类差异性分析，结果如表3、图4所示。秸秆样品干燥基灰分含量测试结果范围为5.06%～15.78%，算术平均值为8.29%，协方差分析F值为10.568，相伴概率为0.012，说明基于干燥基的秸秆样品灰分含量与种类有关，存在显著性种类差异。从图4中可以看出，基于干燥基的麦秸、油菜秸、稻秸、玉米秸样品灰分含量大小顺序依次为稻秸>麦秸>油菜秸>玉米秸。

[FK（W11][TPYMJ4.tif；S+1mm][FK）]

2.3.6弹筒热值为了使热值具有可比性，排除水分含量对热值的影响，本研究选用绝干弹筒热值进行分析。通过测试粉碎长度≤1 mm秸秆粉碎样品的含水率和弹筒热值，根据公式（4）、（5）计算含水率为0时的弹筒热值，即为绝干弹筒热值。采取协方差分析法对麦秸、油菜秸、稻秸、玉米秸样品的绝干弹筒热值进行种类差异性分析，结果见表3。从表3中可以看出，秸秆样品的绝干弹筒热值测试结果范围为15.51～18.56 kJ/g，算术平均值为17.24 kJ/g，协方差分析F值为40.420，相伴概率为0，说明秸秆样品绝干弹筒热值与种类有关，存在种类显著性差异。秸秆样品绝干弹筒热值高低顺序为油菜秸>玉米秸>麦秸>稻秸[4]。endprint

3结论与讨论

本研究通过分析测试四川省平原地区、丘陵地区、山区的稻秸、麦秸、玉米秸、油菜秸的静态堆积角、自然堆积密度、振实堆积密度、全水分含量、干燥基灰分含量、绝干弹筒热值，探讨粉碎长度对静态堆积角、自然堆积密度、振实堆积密度的影响，比较麦秸和油菜秸样品静态堆积角、自然堆积密度、振实堆积密度、全水分含量和干燥基灰分含量的地区差异，分析秸秆样品静态堆积角、自然堆积密度、振实堆积密度、全水分含量、干燥基灰分含量、绝干弹筒热值的种类差异性，为四川省农作物秸秆的资源化利用，特别是能源化利用提供基础性参考数据。

通过对2种粉碎长度的秸秆样品物理性质进行配对样本t检验，结果显示，秸秆粉碎长度对秸秆的自然堆积密度、振实堆积密度有显著性影响，粉碎长度为1～3 mm秸秆样品的堆积密度约是粉碎长度为2～3 cm秸秆样品堆积密度的5倍。由表2可以看出，粉碎长度为2～3 cm的秸秆样品静态堆积角、自然堆积密度、振实堆积密度的相对极差均大于粉碎长度为1～3 mm的秸秆样品静态堆积角、自然堆积密度、振实堆积密度的相对极差，说明粉碎长度较大的秸秆样品的静态堆积角、自然堆积密度、振实堆积密度离散程度也较大。

从不同地区的麦秸和油菜秸理化特性研究中显示，关于平原区、丘陵区、山区麦秸和油菜秸的理化特性地区差异性较复杂，没有统一规律。粉碎长度为1～3 mm的麦秸和油菜秸静态堆积角没有地区差异性，粉碎长度为2～3 cm的麦秸静态堆积角最小的为丘陵区的南充市，粉碎长度为2～3 cm的油菜秸静态堆积角最小的是山区的广元市。说明粉碎长度为2～3 cm时，南充市的麦秸和广元市的油菜秸流动性最好。虽然小麦和油菜均为小春作物，但它们的秸秆全水分含量地区排列顺序却不相同。麦秸样品全水分含量大小顺序为平原区眉山市/山区广元市>丘陵区绵阳市>丘陵区南充市；而油菜秸样品全水分含量大小顺序为丘陵区绵阳市>丘陵区南充市>平原区眉山市>山区广元市。基于干燥基的麦秸和油菜秸灰分含量地区排列顺序也不相同，麦秸样品干燥基灰分含量大小顺序为丘陵区南充市>山区广元市>平原区眉山市>丘陵区绵阳市，而油菜秸样品干燥基灰分含量大小顺序为平原区眉山市>丘陵区绵阳市>山区广元市>丘陵区南充市。从灰分含量排序可以看出，同属于丘陵地区的南充市和绵阳市，麦秸和油菜秸灰分含量相差大。由此可以看出，秸秆理化特性的地区差异比较复杂，除了地理位置导致的差异（如气温、湿度、降水量、日照、生长期等）。

通过对不同作物秸秆理化特性进行协方差分析，结果显示作物种类对秸秆的静态堆积角、自然堆积密度、振实堆积密度、全水分含量、干燥基灰分含量、绝干弹筒热值均有显著性影响。由静态堆积角可以看出，在麦秸、油菜秸、稻秸、玉米秸4种农作物秸秆中，玉米秸的流动性最好，油菜秸次之，稻秸最差。油菜秸的自然堆积密度和振实堆积密度最大，稻秸次之，玉米秸最差。而全水分含量大小顺序为稻秸>玉米秸>油菜秸>麦秸；干燥基灰分含量大小顺序为稻秸>麦秸>油菜秸>玉米秸；绝干弹筒热值高低顺序为油菜秸>玉米秸>麦秸>稻秸。秸秆作为燃料，其流动性越好、堆积密度越大、含水率越小、干燥基灰分含量越小、热值越高，则越有利。综合考虑以上几项秸秆特性，在麦秸、油菜秸、稻秸、玉米秸4种农作物秸秆中，油菜秸最适宜作秸秆燃料，最不适宜的为稻秸。

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