玉米根茬的特性及机械处理模式特点分析

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玉米根茬的特性及机械处理模式特点分析

0 、引言

随着能源危机与环境污染成为当前世界的焦点问题,农作物秸秆作为可再生生物质资源成为研究

的热点,而农作物根茬同样也是一种重要的生物质能燃料。

目前,对玉米、高粱、大豆、小麦和水稻等作物根茬处理方式的研究主要集中在根茬粉碎还田和

保护性免耕作业下的根茬处理技术与装备上,对根茬机械化挖掘收获技术的相关研究较少。玉米

根茬与其它作物根茬相比质量大、根系发达、热值高,是一种极具开发价值的生物质能燃料。我

国是玉米种植大国,2012 年播种面积达 3 495 × 105hm2, 估计玉米根茬的年产量为 0. 67 ×108t 左

右,如此庞大的生物质资源需要开发利用。

为此,通过系统地分析玉米根茬的特性及处理模式的特点,提出玉米根茬收获、根茬还田、免耕

作业相互轮作的玉米根茬处理模式,为今后根茬的处理方法提供了有效途径。

1 、玉米根茬特点

1. 1 玉米根茬生长特点

玉米根茬由地上部分的残余秸秆和地下部分的根系两部分组成。根系绝大部分生长在地表下面

的几个基节上,成辐射状向外生长,在根茬的上部围绕中央茎部形成栅栏状的锥形框架。根系以

侧根为主线、次生根为支线向土壤中延伸,通过散布、交叉、缠绕等形式固结了周围土壤,形成

了一种天然的根系土壤紧密结合的复合结构,称为根土复合体。玉米根土复合体及根茬的结构形

态。

1. 2 玉米根茬热值分析

玉米根茬富含纤维素、半纤维素和木质素。相关研究结果表明,纤维素、木质素含量与热值呈正

相关,且达极显著水平。据测试,2t 秸秆的热值就相当于 1t 标准煤。玉米秸秆的热值从上到下逐

渐升高,如表 1 所示; 而玉米根茬的热值要比玉米秸秆的热值更高( 约高 10% ~20% )。

玉米根茬灰分含量低、平均含硫量低、热值高, 非常适合燃烧发热。以玉米根茬年产量 0. 67 ×

108t 计算, 全国根茬年产量转换为热值约相当于 0. 35 × 108t 标准煤。

2 、玉米根茬机械化处理模式现状

2. 1 传统根茬处理模式

农村传统的根茬处理方式主要有 3 种: 一是靠人工把根茬翻到地表,经过一段时间晾晒后,通过人

工敲打方式把根茬和土块分开,最后再人工捡拾装运回家里作为燃料; 二是利用犁将根茬扣到地

里,任其腐烂; 三是用刨茬锹刨出或用拉茬机将茬原地割断,由人工集堆后放火烧掉,灰烬还田。

传统的玉米根茬处理模式劳动强度大、效率极低,且焚烧根茬产生了大量的烟雾,造成大气污染,

严重影响正常的交通运输,给国民经济造成严重的损失。另外,根茬通过焚烧变成灰烬还田,有机

质含量大量流失,焚烧过程中产生的热量没有得到利用,浪费严重。

这种对根茬处理的处理方式尽管近期已被根茬粉碎还田和免耕模式下的根茬处理所代替,但在局

部地区仍然存在。

2. 2 玉米根茬粉碎还田技术

根茬还田技术,是利用机械将玉米根茬粉碎成丝条直接抛撒在地表上,随即进行旋耕作业,将粉碎

根茬混入土壤中作有机肥的一项农机作业项目。随着玉米产量的逐年提高,加重了地力消耗,使

土壤中的有机质含量下降、土壤容重增加、板结严重,玉米根茬粉碎还田技术为培肥地力开辟了

新途径。根茬被粉碎还田后,均匀拌入土层中,可增加土壤有机质,使土壤微生物活动增强,提高了

肥料的利用率。

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摘要：

玉米根茬的特性及机械处理模式特点分析0、引言随着能源危机与环境污染成为当前世界的焦点问题,农作物秸秆作为可再生生物质资源成为研究的热点,而农作物根茬同样也是一种重要的生物质能燃料。目前,对玉米、高粱、大豆、小麦和水稻等作物根茬处理方式的研究主要集中在根茬粉碎还田和保护性免耕作业下的根茬处理技术与装备上,对根茬机械化挖掘收获技术的相关研究较少。玉米根茬与其它作物根茬相比质量大、根系发达、热值高,是一种极具开发价值的生物质能燃料。我国是玉米种植大国,2012年播种面积达3495×105hm2,估计玉米根茬的年产量为0.67×108t左右,如此庞大的生物质资源需要开发利用。为此,通过系统地分析玉米根...

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