秸秆打捆机研究现状及发展趋势

0 引言

我国耕地面积广泛，农作物种类繁多，每年会产生大量的农作物秸秆。相关研究表明，农作物秸秆中含有丰富的营养元素与能量，可用于燃料、制备生物肥料与畜禽饲料等，是一种重要的可再生生物质资源

。以黑龙江省为例，2017—2021年，黑龙江省玉米及水稻秸秆产量连年增加，仅玉米一项已经突破3 900万t(图1)。农作物产量的不断提升导致大量农作物秸秆的剩余，不少地区仍然直接将秸秆进行焚烧或在田间随意丢弃，秸秆焚烧对我国生态环境、交通安全、人员健康等造成了一定的威胁，严重制约了我国农业高效、绿色、可持续发展，以及农业现代化转型。

随着我国农业的发展及现代农业转型，对秸秆的高效利用成为目前主要研究热点之一。目前，关于秸秆的高效利用技术相对较为成熟，但是秸秆的田间机械化收获、打捆及运输是制约秸秆集中回收利用的重要限制条件。将秸秆收获后在田间进行压实打捆，对于提升秸秆规模化运输及利用具有重要意义。但是目前秸秆打捆机在田间作业时，存在秸秆捡拾效率低、工作性能不可靠、打捆成型率较低等问题，不利于秸秆规模化处理与运输作业，限制了秸秆的高效利用。

1 秸秆打捆机的国内外研究现状

1.1 国外研究现状

国外关于保护性耕作研究起步较早，其中主要包括对农作物秸秆的高效利用与机械化设备的研制。在20世纪20年代，美国最早开始研制田间牧草打捆机。荷兰在60年代末成功研制出世界上第一台秸秆捡拾打捆机，如图1所示。后期随着技术的不断改进与发展，美国约翰迪尔及凯斯等公司都成功研制出秸秆打捆机，其中以美国研制的大型打捆机为主，秸秆打捆量和作业效率更高，适合于大型农场的使用，田间工作效率较高，一次性完成秸秆的捡拾、剪切、压实及打捆等作业环节，可以实现秸秆的智能化收获。随着农业的不断发展，挪威、加拿大及日本都相继生产出工作效率高的田间秸秆打捆机，适用于玉米、小麦、水稻及大型牧草等。目前，在发达国家秸秆基本可以实现100%的回收利用，并且由于欧美发达国家的技术及装备种类增多，其生产的秸秆打捆机产品具有工作性能可靠、工作效率高等优点，目前国际农机市场主要以美国凯斯、约翰迪尔及德国爱科等为主，占有75%的市场份额。

1.2 国内研究现状

我国对于秸秆打捆机的研究起始于1970年，在1980年左右成功研制出我国第一台自主研发的小型秸秆打捆机，随着后期技术发展，相继研制出牵引式及自走式秸秆打捆机。目前，我国主要以小中型打捆机为主要机型，但是关键零部件仍以进口为主，整机工作性能较低，与发达国家还存在一定技术差距。雷沃生产的MF3040型方形秸秆打捆机近年来销量及市场反响良好，如图4所示，该机在田间工作时较为稳定，可以进行农作物秸秆及一些牧草的打捆收获。

对动脉期进行扫描时，在注射造影剂的20～25s后可开始扫描，注射造影剂后的40～45s可开始门脉期扫描，并将扫描数据传送至工作站中进行容积重建、最大密度投影、任意层面重建等处理。

④依法足额征收水土保持规费。资阳市人民政府以资府办〔2012〕50号文件明确，“要严格按照水土保持方案审批的水土保持‘防治费’‘补偿费’预算到位和征收到位，地方各级财政不统筹此费，专项用于预防监督和治理由此造成的水土流失，恢复生态环境”。“十二五”期间预算征收水土保持补偿费800万元，督促生产建设单位投入水土保持生态修复防治费50 000万元。

2 秸秆打捆机的发展优势及问题

2.1 秸秆打捆机的发展优势

股票模型发展趋势的概率以连锁模型为基准，从而构造只包括股票和现金的组合。假设以S0的价格买入a股股票，现金是b美元，则投资额即：

秸秆打捆离田可有效解决秸秆就地焚烧带来的环境污染问题。秸秆焚烧会造成严重的大气污染，危害人体健康，增加空气中的二氧化硫、二氧化氮及可吸入颗粒物。由于空气污染，大气环境雾霾容易引发交通事故，秸秆焚烧时火势蔓延还会造成人员及财产安全危害，造成严重的经济损失。最后，秸秆焚烧还会破坏土壤结构，降低土壤质量，加重土壤板结，降低地力，限制了农业可持续发展。因此，减少秸秆焚烧是秸秆打捆机带来的重要生态效益。

秸秆打捆机是目前秸秆机械化推广的主要农业机械，改善在秸秆处理过程中无法进行大量处理，减少秸秆就地焚烧及随意丢弃的问题，实现秸秆高效利用与农业可持续发展。秸秆打捆机的主要发展优势包括以下三个方面。

目前，国外相关设备研制技术较为成熟，在核心零部件等方面的研制较为完善，未来正在逐步向智能化及机电一体化方向发展，随着互联网及无人驾驶技术的不断发展，这些先进技术也将不断融入秸秆打捆机的研制中。随着我国农业向集约化及大型化转型，关于秸秆打捆机的研制应逐步向智能化、大型化及高效化。在设备研制过程中，应加大智能化研发力度，提升农机智能化水平及工作效率。

值得注意的是，在操作期间，应随时观察液硫池空气入口的流通情况，若液硫池空气入口处有气体冒出，应首先降低鼓泡空气量，确保现场处于安全状态，然后调整抽空器蒸汽量，或加开备用抽空器，再逐步增加鼓泡空气量。

2.1.3 生态效益

秸秆的机械化高效利用可以推动农业发展，解决秸秆的收储运问题，提高秸秆收获效率，减轻农户收获秸秆的劳动强度，有利于保护性耕作技术的高效推动。随着秸秆高效处理技术的并行推进，研制相关生物质资源，如有机肥、畜禽饲料、生物燃料等，改善秸秆焚烧问题，有利于维持社会稳定与人民财产安全。

2.1.2 社会效益

2.1.1 经济效益

2.2 秸秆打捆机存在的问题

目前，秸秆打捆机存在的主要问题为田间工作效率低及秸秆打捆后的贮藏、销路问题。大量的农作物秸秆不能及时进行集中回收处理，容易造成秸秆滞销，加之我国各个地区的秸秆产量不同，秸秆较长路程运输便失去了秸秆回收的经济效益。因此，未来应该在提高秸秆打捆机工作效率的同时提升秸秆快速处理与集中处理技术，提高秸秆的经济效益与价值。

3 秸秆打捆机的发展趋势

3.1 提高技术创新及智能化设备的研制

以目前广泛应用的雷沃方形打捆机收获玉米秸秆为例，每小时可以进行秸秆打捆200 个，假设每天工作8 h，则每天可以打捆1 600个，每个打捆秸秆重量为20～30 kg，则每天打捆共32～48 t。需要投入资金为油料费、搂草机费用及短途运输费用，总计在200元左右，这些秸秆获利共2 000元左右，假设每年工作30 d，则年利润为4万元左右，可以在提高资源高效利用的同时增加农户收入，带动农民致富。

从技术装备等方面来看，我国打捆机的研发力度及产品质量都在逐步提升，设备稳定性逐渐提高，但是目前我国农机研制的核心部件主要依靠进口，处于“仿制+进口”的阶段，自主研发力度较低。我国秸秆回收率与发达国家100%的水平相差较远，因此，提升我国打捆机的研发力度与创新性对于提高我国秸秆资源的高效率用具有重要意义。

3.2 加大科研力度与资金投入

相关部门应该高度重视，并积极宣传秸秆回收政策，提升农户的积极性，并制定相应的政策优惠，给予适当的工作补贴。加大对农业机械的研发力度，贯彻我国农业“十四五”发展的规划要求，准确把握农业生产的先进形势，加大农业机械基础零部件研究，提高自主研发能力，目前关于农业机械整体配合性与机具使用效率的研究较为匮乏。因此，应对秸秆打捆机工艺技术进行同步深入研究，在提高机械工作性能、保证良好工作结构的同时，实现打捆机使用寿命的延长。在农业生产中，加快技术创新与改革，提高生产力与机械化进展的速度，力求达到一个更加理想的机械化普及水平，在关键技术的研发中，加大科研资金的投入力度。在借鉴国外先进技术的同时，基于我国农业生产条件研制出适合我国地形及生产模式的作物秸秆打捆机。

3.3 培养相关技术人才

人才是第一生产力，只有拥有一大批专业技术人才，才能实现技术创新与发展。应该加强人才引机，提高福利待遇，积极引进一大批专业人才，并定期进行技术培训与外出学习交流，坚持学习实践、实用及实效原则，强化技术培训。技术人员积极帮助农户进行工作指导，保证农户熟练操控相关秸秆收获机械，还要着重对农民培训相关维修及保养技术。在技术人才进行技术创新的同时，加强科研经费的投入，提高技术人员的工资待遇，增强技术人员的科研积极性，为提升我国农机装备水平提供技术保障，实现科技创新与技术突破。

当空气源热泵承担设计负荷在50%以下时，随着空气源热泵承担设计负荷的升高，运行费用下降的速度超过投资年值增长的速度，费用年值降低.这一阶段空气源热泵制热量增速较快，占整个采暖季的制热量从0%增长到86.30%，平均空气源热泵承担设计负荷每增加1%，空气源热泵制热量在整个采暖季的制热量占比增加1.726%.当空气源热泵承担设计负荷50%以上时，费用年值随空气源热泵承担设计负荷的增加而增加，空气源热泵制热量在整个采暖季制热量的占比增速较慢，平均空气源热泵承担设计负荷每增加1%，空气源热泵制热量在整个采暖季的制热量占比增加0.189%，增速为上一阶段的10.9%.

3.4 拓宽秸秆处理技术

在提升秸秆打捆机工作效率的同时，提高秸秆的销路及处理技术也是目前面临的主要问题，应该积极引进国外秸秆高效处理技术，如制备生物质有机肥、制作生物质燃料、与畜禽业紧密连接拓宽秸秆销路与集中处理。

4 结语

我国作为农业生产、农机制造与使用大国，现阶段在秸秆打捆机的自主研发、技术、装备等方面与国外发达国家存在一定的差距。我国自主研发的秸秆打捆机存在结构不合理、田间工作不稳定、秸秆打捆效率低等问题，引进国外打捆机与我国农业生产模式不匹配，因此，加快我国农机技术创新与自主研发能力对于提高我国农业生产效率与可持续发展具有重要意义。本研究以秸秆打捆机为主要研究目标，分析了我国秸秆打捆机目前在生产制造及应用方面存在的技术创新性低、科研投入资金不足及缺乏相关农机技术人才等严重制约我国农业的发展与效率提升的问题。针对以上问题，提出我国未来秸秆打捆机主要发展方向与研究重点，不断优化产品结构，研究结果对于研制出适合我国农业发展现状的农机产品具有重要意义，对于推动我国农业高效可持续发展提供理论参考。

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