秸秆田间收集与储存期间干物质变化的试验研究*

2018-05-07梅自力易文裕李江李淑兰熊昌国

四川农业与农机 2018年2期

□梅自力易文裕李江李淑兰熊昌国/

1.农业部沼气科学研究所 2.四川省农业机械研究设计院3.农业部农村可再生能源开发利用重点实验室

农作物秸秆收储运直接关系到秸秆作为生物质能源大规模利用及其产业发展。我国农村复种指数高，收获季节茬口短、时间紧，田间机械化收集秸秆十分重要。秸秆储存的关键要素：一是安全储存；二是储存期适度；三是秸秆储存期间干物质（TS）的损失越少越好，其绝干热值几乎无变化[1]。秸秆长期储存时打捆秸秆易于安全储存，打捆秸秆比整株秸秆易于储存[2]。秸秆作为能源材料利用的2个重要指标要求为：秸秆的含水率越低越好（≤20%），秸秆的热值越高越好(含水率相同)。固体燃料的热值通常采用氧弹热值仪直接测定弹筒热值[3]。秸秆湿储存是指秸秆从田间收获后直接储存在密封地窖等环境中，储存期间的干物质损耗甚至减少到小于5%[4]。

本试验研究了小麦、水稻、玉米、油菜和棉花5种农作物，收获后接着在田间机械化收集秸秆捆或人工收集整株秸秆，测试秸秆的田间收获含水率，并在遮雨通风的自然环境中分别进行为期6个月的储存试验。储存前期测试秸秆最高温度；储存期间测试适时含水率；每半个月测试干物质（TS）的损失，即测试绝干热值的变化，为四川省及南方地区的农作物秸秆能源化大规模利用奠定坚实基础。

1 秸秆田间收集试验

1.1 麦秸稻秸田间机械捡拾打捆试验

2015年5月18日上午，在广汉市连山镇小麦田里采用全喂入和半喂入2种联合收获机收获小麦，下午对麦秸进行机械收集和打捆，田间麦秸含水率为42.1%；单个方形麦秸捆尺寸为74 cm×42 cm×32 cm，麦秸捆重14 kg/捆，麦秸捆密度为140.8 kg/m3；平均每公顷打捆555个，每公顷麦秸约重7 770 kg。2015年9月18日上午，在广汉市西高镇采用全喂入和半喂入2种联合收获机收获水稻，下午对稻秸进行机械收集和打捆，田间稻秸含水率为65.5%；单个方形稻秸捆尺寸为74 cm×42 cm×32 cm，稻秸捆重22.5 kg/捆，稻秸捆密度为226.2 kg/m3；平均每公顷打捆660个，每公顷稻秸约重14 850 kg。

1.2 油菜秸、玉米秸和棉花秸人工收集试验

2015年9月18日，在简阳市太平桥镇收集玉米秸秆，玉米秸含水率为49.5%；采用人工打捆，圆形玉米秸捆直径在70 cm左右，长度在1.7 m左右。

2016年5月7日在双流县大林镇收集油菜秸秆，油菜秸含水率为42.5%；采用人工打捆，圆形油菜秸捆直径70 cm左右，长度在1.6 m左右。

2016年10月20日在成都市青白江区姚渡镇收集棉花秸秆,棉花秸含水率为53.7%；通过人工打捆，圆形棉花秸捆直径在60 cm左右，长度在1.3 m左右。

1.3 麦秸稻秸田间收集打捆直接费用

本项目机具实际打捆作业中，除去机器田间转移、加油、维护等时间，捡拾打捆的生产率为4 hm2/天。秸秆田间打捆作业直接成本在不包含机器购置、折旧、维护等费用前提下，田间打捆费用由草捆绳费用、燃油费、机手人工费、辅助工及田间草捆搬运费4部分构成，每公顷634.2元，具体费用见表1。

2 秸秆储存试验

本试验根据秸秆田间收集的试验样品，在遮雨通风的自然环境中分别进行了为期6个月的储存试验。储存初期检测秸秆捆芯部最高温度；储存期间定时检测秸秆的适时含水率；每半个月检测干物质（TS）的损失，测试绝干热值的变化，当绝干热值偏差值在±2.00%范围，可视为秸秆干物质（TS）无损失。

2.1 麦秸、稻秸捆储存试验

将麦秸、稻秸捆在遮雨通风的条件下进行堆码储存，堆码尺寸（长×宽×高）：1.7 m×1.5 m×1.3 m。储存地点在四川省农业机械研究设计院内。

2015年5月～11月对麦秸进行了储存试验。麦秸田间收集打捆的含水率为42.10%时，麦秸捆芯部初始最高温度达到52.5℃，随着含水率降低芯部温度也随之降低；储存6个月后含水率降至19.60%。储存期间麦秸绝干发热量偏差值在-1.09%～+0.70%（见表2）。

2015年9月～2016年3月对稻秸进行了储存试验。稻秸田间收集打捆的含水率为65.50%时，稻秸捆芯部初始最高温度达到56.5℃，随着含水率降低芯部温度也随之降低；储存6个月后含水率降至26.00%。储存前期局部捆芯有霉变或滋生菌的现象发生，影响安全储存；但储存期间正常稻秸的绝干发热量偏差值在-1.88%～+0.46%（见表3）。