专利名称：一种玉米鲜秸秆整秆标准圆捆的加工及青贮方法
技术领域：
本发明涉及一种玉米鲜秸秆整秆打捆及青贮的方法，特别适用于玉米鲜秸 秆整秆标准圆捆的加工及裹包青贮、袋封青贮和窑洞青贮。
背景技术：
玉米鲜秸秆产出量巨大，每公顷可达5600公斤以上，而且含水率高， 一般 在60 80%之间。加之收获期农活集中，低温多雨，不便于大批量干燥与贮存， 处理不当极易腐烂。
玉米鲜秸秆易于腐烂的原因，除原料本身外，秸秆堆放状态及内部结构也 有很大影响。 一般自然堆放时，由于其茎秆结构的特点，如叶的存在、节的弯 曲和残存苞叶的影响，容易在内部形成大量空隙。这些空隙在物料内部呈现一 种复杂的相互连通结构，并在表面处与外界相通。因此内部空隙形成了许多半 封闭空间。这些半封闭空间中残存有大量空气，当秸秆处于高含水率状态时， 水气供应充分，加之其保温保湿性好，这就为好氧腐败菌活动提供了良好的生 存与活动条件。当残存空气被好氧腐败菌消耗时， 一般能够从外界不断得到补 充，所以会导致秸秆很快腐烂。
如果能通过压实减小秸秆内部空隙，并采取密封措施切断外部空气供应， 则可以抑制腐败菌的活动。这也就是秸秆青贮的原理。从理论上讲青贮时压实 越紧越好，但由于一般秸杆青贮是对秸秆先切碎再进行压实，而压实通常采用 简易方法进行，因此要控制压实过程较为困难，所以物料内部结构及空隙率的 变化有限。因此原料从装入到停止呼吸变为厌氧状态时间较长，营养流失相对 较大。传统窖贮当开封取料时，如果不能始终维持一定的取料速度，沿取料面 向内一定深度的原料又会因空气的滲透产生二次发酵问题。另外传统窖贮还存 在只能自贮自用，应用方式不够灵活，无法商品化流通的问题，因此对其推广 应用带来了一定的限制。
裹包青贮和袋封青贮方式灵活、可以避免二次发酵问题，并可以实现商品 化流通。但一般裹包青贮和袋封青贮由于采用先切碎后装袋，存在原料装填密 度小、难以压实、形状不规范、不便规模化贮存的问题。采用对切碎原料压縮 成长方形规范形状后再裹包青贮和袋封青贮虽然可以解决以上问题，但其生产 过程处理功耗大、生产效率低，难以满足玉米鲜秸秆大处理量、低成本的要求。
专利CN1644083A"—种青词料的整株袋装贮藏方法"，提出将玉米鲜秸秆的 整株或切成长段的原料直接进行紧实捆扎，然后装袋密封抽气贮存。由于其未 采用专用设备对秸秆压紧，秸秆内部空隙压实有限；另外秸秆捆扎后形状及尺寸不规范，将给装袋密封作业带来困难，也不便于集中堆放贮存，因而难以适
应规模化处理与贮存的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种简便、高效、经济、环保的玉米鲜秸秆收集、处 理和青贮方法。
本发明一种玉米鲜秸秆整秆标准圆捆的加工及青贮方法，是对新收获的玉 米鲜秸秆整秆采用头尾交替铺装，再用专用机械按规定的方式和方法进行压紧、 捆扎、切割后制成具有规范的形状、规格和松紧度的标准圆捆，然后密封贮存， 如用塑料袋密封、裹包密封或窑洞密封，经贮存发酵后成为青贮饲料。
利用玉米鲜秸秆整秆加工制作标准圆捆是本发明的主要特征，也是本发明 的技术关键与基础。标准圆捆主要包含三项准则规范的形状、统一的规格和 相同的打捆松紧度。在此将打捆松紧度的定义为秸秆自然堆放体积与打捆后体 积之比。
这样，通过调节打捆松紧度就能控制秸秆原料的压实程度，这对于青贮无
疑具有重要意义。研究发现， 一般手工打捆时，打捆松紧度仅为1.5 1.8，而 采用专用设备及方法压紧，打捆松紧度可以达到4.0以上。以打捆松紧度4.0 为例，这意味着打捆后秸秆体积将减小4倍。由于秸秆原料打捆前后长度不变， 只是横断面积在改变，因此横断面积也将减小4倍，如图l、图2所示。
值得注意的是当原料被压紧到一定程度时，圆捆内部空隙体积、结构及状 态就会发生变化，空隙体积减小、彼此相互独立、不再连通，由半封闭状态变 为封闭状态，并且封闭程度随打捆松紧度增加而增大。玉米鲜秸秆茎秆强度最 大、压縮变形相对较小，打捆压紧时茎秆之间挤压应力传递流畅，相互衰减较 小，因此同等功耗下，鲜秸秆整秆打捆比切碎后压縮方式更易于形成均匀致密 的物料内部结构，并实现更小的空隙率及更高的封闭程度。
这种更为严实致密的物料结构及可控性显然有利于青贮，不仅能为青贮提 供更为适宜的贮存条件与环境，也从根本上为抑制腐败菌活动以及减少营养流 失奠定了基础。
玉米鲜秸秆整秆标准圆捆的加工及青贮技术主要由原料铺装、施加添加剂、
压紧、捆扎、切割、密封和堆贮这几个工艺环节组成。其中打捆压紧是关键环 节，必须采用专用机械按一定的要求进行作业。其它环节按照生产规模可以采 用机械化作业，也可以采用半机械化或手工作业，并且可以根据生产需要进行 组装和调整。
玉米鲜秸秆整秆标准圆捆的加工及青贮的总体技术要求为原料为玉米收 获后鲜秸秆整秆，应洁净无杂物，允许含有少量未充分发育果穗，但不能含有正常的果穗；原料含水率在65 70%，若含水率过高应适当晾晒后再作处理； 打捆形状为近似的圆柱形；打捆规格为直径C400 600mm，长度700 900ram， 打捆松紧度2.5 4.5;打捆后的秸秆圆捆形状及规格应规范一致，便于密封、 搬运、贮存和运输作业。各主要工艺环节及具体要求为
1. 原料铺装
为制作标准圆捆，原料铺装应按规定的作业程序进行。原料铺装量由打捆 规格和打捆松紧度决定，并按自然铺装体积或重量进行控制。每次的原料铺装 量要保持一致， 一般体积误差或重量误差应不大于其标准规格的5%。 一次铺装 后经打捆和切割可以形成两个标准捆。在原料铺装时，应将原料均匀地分成2 份以上，分批铺放。每份原料应根部对齐，并以原料根部为基准进行定位铺放。 每铺放一份原料应调换一次秸秆头尾方向，交替铺放。原料根部相对距离按秸 秆平均高度减去0 200mm确定。各份原料根部定位位置及相对距离应保持一致。 如图3所示。
2. 施加添加剂
在原料铺装时可以采用喷洒方式分批均匀地加入添加剂。添加剂为0 2% 的尿素和0 1%的食盐，0 3%的混合比为1: 1.2的甲酸与甲醛。
3. 打捆压紧
打捆时必须采用专用机械压紧，并用打捆松紧度来控制打捆的紧实程度， 打捆松紧度可取为2.5 4.5。压紧时应沿茎秆长度方向均匀压缩，并使成型后的 秸秆捆形为近似圆柱形，其圆柱度应不大于圆捆直径的二十分之一。
4. 捆扎
一般应捆扎6道。两端捆扎位置在铺装定位点内侧50 150mm处，中间4 道捆扎位置均布。根据原料及贮存特点宜采用塑料打包带捆扎。如图3所示。
5. 切割
切割可以除去秸秆圆捆多余部分，并使其具有规范的形状和规格。两端切 割位置应在铺装定位点内侧0 30mm处，中间切割位置为两端铺装定位点的一 半。切割时，要求切割断面应与圆捆纵向保持垂直，垂直度应不大于10ram，各 捆平均长度误差应不大于20mm。切割断面应整齐平整，不应有尖锐毛刺。如图 三所示。
6. 密封
密封方式可分为袋封、裹包和窑洞密封。
袋封是用专用塑料袋对秸秆圆捆各捆分别进行密封包装。密封袋可以采用 聚乙烯薄膜，厚度应不小于0.08mm。袋型为平面袋，其大小根据秸秆圆捆规格 决定。将秸秆圆捆装入密封袋时，应平稳操作，防止秸秆扎破袋面。装好后即对袋口进行密封。密封袋封口后，各处应密封严实可靠，没有破损，保证袋内 外空气的有效隔绝。密封后作抽真空处理可以获得更好的贮存效果。
裹包是用不透明的青贮饲料用聚乙烯拉伸膜对秸秆圆捆各捆进行缠绕裹
包。拉伸膜的宽度为500mm，厚度为0. 025mm。裹包时先沿纵向缠绕2 3道， 对秸秆圆捆两端进行密封，再沿径向缠绕2 3道。裹包膜密封应严实可靠，在 搬运、运输时不易脱落、开裂，并在贮存期间保持可靠和稳定的密封。
窑洞密封青贮是先将秸秆圆捆按窑洞形状码放堆满，然后对洞口进行密封。
7.贮存及使用
打捆裹包青贮及打捆袋封青贮时， 一般应采用堆贮方式贮存。堆PC场地可 以是棚下或露天，场地应该平整，设有排水沟道及防雨水浸泡措施。秸秆圆捆 应按纵向竖直放置，采用菱形方式整齐排列，码放成1 5层堆贮，并对其外部 作防雨、遮光的覆盖处理。在冬季气温低于零下时，需要加盖保温盖布，防止 产生冻害。裹包青贮或袋封青贮经过45天左右的发酵，即可成熟，经检验合格 后成为饲料产品。可以直接拆除包装再切碎或切揉后饲喂，也可以作为商品进 行流通。
对于窑洞青贮，应选择交通方便，便于车辆运输作业的窑洞。贮存窑洞应 洞口宽大，便于搬运设备及车辆进出；洞内深度一般不小于6m，并且内部平整， 密封性好。秸秆圆捆堆放时，应按纵向竖直放置。可以根据窑洞形状，由里到 外，按最大可堆放方式多层码放，以减少窑洞内残余空间。堆满之后将窑洞口 密封，经过35天左右的发酵，即可成熟，经检验合格后成为饲料产品。使用时， 一般应再装袋或裹包后密封，使其便于运输或短期贮存，并作为商品进行流通。 也可以拆捆后直接切碎或切揉后饲喂。
按本发明方法生产的青贮饲料，开捆后有甘酸香味，原料茎、叶保持原状， 叶脉清晰可见，呈亮黄绿色，湿润、松散，柔软不粘手。pH值为3.5 4.0，， 乳酸含量大于60%，乙酸含量为0.2 0.6%， 丁酸含量小于O. 1%，全氮量中 的氨态氮含量小于5%。
一般一个2001112的贮存场地，如果采用4层码放，可以贮存约310吨的青贮 秸秆。 一个可用空间为901113的窑洞可以贮存约30吨的青贮秸秆。贮存期可以达 到一年以上。
本发明的主要优点
1.釆用打捆松紧度控制青贮原料的紧实程度，可以为青贮提供更为理想的 条件与环境。随着打捆松紧度的增大，秸秆内部结构变得严实致密，这样青贮 物料外部密封由包装保证，内部密封除依靠包装外，还可以由物料本身秸秆获 得。同时残余空气量显著减少，原料从密封到停止呼吸变为厌氧状态，其营养流失会更少。因此可以有利于提高产品的品质，以及生产和贮存的稳定性与可 靠性。
2. 通过规范产品形状及规格将为规模化处理奠定基础。对产品形状及规格 进行规范不仅有利于各生产工序的作业，而且也便于生产及流通过程中的搬运、 堆贮和运输。同时有利于实现秸秆产品的商品化流通，并使其应用方式更加灵 活便利。
3. 加工制作及贮存方法简便、高效、经济、环保。打捆作业与其它处理方 式相比功耗相对较小，对设备要求不高，而作业方式灵活，生产效率很高，因 此不需要复杂的设备即可大幅度提高处理效率，能够适应玉米鲜秸秆产出量大、 处理周期短的特殊要求。密封后的标准青贮圆捆外观干净整洁、无污染。当青 贮秸秆完成发酵再切碎或揉搓饲喂时，由于其机械强度会显著降低，因此与传 统方法相比还可以进一步降低生产能耗。
图1是打捆松紧度为4.0时秸秆原料自然铺装横断面示意图。其中1为秸 秆原料，2为铺装机构的体积定位装置，3为秸秆原料的铺装横断面。
图2是打捆松紧度为4.0时秸秆打捆后圆捆横断面示意图。其中1为秸秆 原料，2为铺装机构的体积定位装置，3为打捆后秸秆圆捆的横断面。
图3是加工制作标准圆捆时的原料铺装、捆扎和切割的形式及主要参数示 意图。其中a是玉米鲜秸秆原料，b是铺装时原料根部端面定位面，c是切割面 位置，d是捆扎带；Ll是原料铺装长度，L2是玉米鲜秸秆原料平均长度，L3是 原料铺装时两端根部定位面间距，L4是秸秆圆捆端部切割面与定位面间距，L5 是中间切割面与两端切割面间距，L6是中间部位捆扎带间距，L7是端部捆扎带 与定位面间距。
具体实施例方式
实施例l:玉米鲜秸秆整秆标准圆捆的加工及裹包青贮
测定得到鲜秸秆原料的基本参数为秸秆原料平均长度L2=1900mm，原料含 水率65%;贮存场地的基本参数为6.5X12.5 m，采用棚下贮存。则打捆参数 可设置为打捆直径C500mm，长度800mm，打捆松紧度4.0。打捆作业宜选择在 贮存场地或附近进行。
每次秸秆的原料铺装量为自然堆放状态下体积1. 49m3,或原料铺装横断面积 0.78m2。铺装时将原料均匀地分为6份，分批铺放。每份原料根部应对齐，并以
根部为原料定位基准铺放。每铺放一份原料应调换一次秸秆头尾方向，并交替 铺放。如图1所示。各份原料根部定位位置及相对距离应保持一致。根部相对
7距离可以按秸秆平均高度减去200mm选取，即可取为L3=1700mm。铺装定位及参 数如图3所示。
铺装好后,用打捆机将秸秆沿长度方向均匀地压紧至松紧度4. 0，即压紧到 圆捆直径C500ram，如图2所示。然后用塑料打包带捆扎6道。两端捆扎位置在 铺装定位点内侧125mm，即L7=125mm，中间4道捆扎位置均布，即每道间隔 L6二340mm。然后进行切割，两端切割位置在铺装定位点内侧25腿，即L4=25mm; 中间切割位置为两端铺装定位点的一半，即L5=825mm。切割时，切割断面应与 圆捆纵向保持垂直，垂直度应不大于5mm，各捆平均长度误差不应大于20mm。 切割断面应整齐平整，不应有尖锐毛刺。捆扎和切割位置及参数如图3所示
裹包膜采用宽度为500ram，厚度为0. 025mm的黑色青贮饲料用聚乙烯拉伸膜。 裹包时，先沿纵向缠绕3道，对秸秆圆捆两端进行密封，再沿径向缠绕3道。 保证密封严实可靠。
贮存时，秸秆圆捆应按纵向竖直放置，并码放为3层。每层可按菱形方式 整齐排列，放置12X24捆。这样6.5X12.5m的贮存场地可以码放约790梱， 贮存秸秆原料约79吨。对堆贮的秸秆圆捆还要对外部作防雨、遮光的覆盖处理。 在冬季气温低于零下时，需要加盖保温盖布，防止产生冻害。
裹包青贮圆捆经过45天左右的发酵，即可成熟，经检验合格后成为青贮饲 料产品。该青贮饲料产品可以直接拆除包装再切碎或切揉后饲喂，也可以作为 商品进行流通。
实施例2:玉米鲜秸秆整秆标准圆捆的加工及袋封青贮
如果鲜秸秆原料参数同实施例1，则原料处理、铺装和打捆过程及要求与其 相同。密封袋采用聚乙烯薄膜，厚度为0.08mm。袋型为平面袋，规格为1450X 1650ram，三面密封，沿长度方向一面开口。将秸秆圆捆装入密封袋时，应平稳 操作，防止秸秆扎破袋面。装好后即对袋口进行密封。密封袋封口后，各处应 密封严实可靠，没有破损，保证袋内外空气的有效隔绝。袋封青贮饲料的贮存
及使用方法同实施例1。
实施例3:玉米鲜秸秆整秆标准圆捆的加工及窑洞青贮
如果鲜秸秆原料参数同实施例l，则原料处理、铺装和打捆过程及要求与其 相同。假如选择的窑洞单孔面积为4.5X6.5m，可用堆放高度为2. 8m，洞口为 开放式。C存时，秸秆圆捆应按纵向竖直放置，由里到外，逐排摆放。每排堆 放8捆，堆放成3层；共可以堆放10排，约240捆，贮存秸秆原料约24吨。 堆放好后，将窑洞口密封严实。经过30天左右的发酵，即可成熟，经检验合格 后成为青IC饲料产品。该青贮饲料产品可以再装袋密封或裹包密封后作为商品 进行流通及短期贮存，也可以直接切碎或切揉后词喂。
权利要求
1. 一种玉米鲜秸秆打捆及青贮的方法，其特征在于对新收获的玉米鲜秸秆整秆采用头尾交替铺装，再用专用机械按规定的方式和方法进行压紧、捆扎、切割后制成具有规范的形状、规格和松紧度的标准圆捆，然后密封贮存，如用塑料袋密封、裹包密封或窑洞密封，经贮存发酵后成为青贮饲料。
2. 如权利要求1的方法，其特征在于，打捆原料为玉米收获后的鲜秸秆整秆， 允许含有少量未发育籽棒，但不能含有正常的籽棒，原料含水率在65 70%之 间。
3. 如权利要求1的方法，其特征在于，原料铺装量由打捆规格和打捆松紧度 决定，并按自然铺装体积或重量进行控制。 一次铺装后经打捆和切割可以形成 两个标准捆。原料铺装时，应将原料均匀地分成2份以上，分批铺放。每份原 料应根部对齐，并以原料根部为基准进行定位铺放。每铺放一份原料应调换一 次秸秆头尾方向，交替铺放。原料根部的相对距离按秸秆平均高度减去0 200mm 确定。各份原料根部定位位置及相对距离应保持一致。
4. 如权利要求1的方法，其特征在于，打捆压紧时用打捆松紧度来控制打捆 的紧实程度，打捆松紧度为秸秆自然堆放体积与打捆后体积之比，打捆松紧度 可取为2.5 4.5。压紧时应沿茎秆长度方向均匀压縮，并使成型后的秸秆捆形为 近似圆柱形，其圆柱度不应大于圆捆直径的二十分之一。
5. 如权利要求l的方法，其特征在于，压紧后可以捆扎6道。两端捆扎位 置在铺装定位点内侧50 150mm处，中间4道捆扎位置均布。根据原料^:贮存 特点宜采用塑料打包带捆扎。
6. 如权利要求1的方法，其特征在于，经切割除去秸秆圆捆多余部分，并使 其具有规范的形状和规格。两端切割位置在铺装定位点内侧0 30mm处，中间 切割位置为两端铺装定位点的一半。切割断面应整齐平整，不应有尖锐毛刺。
7. 如权利要求1的方法，其特征在于，袋封青贮采用一面开口的聚乙烯薄膜 平面袋，厚度应不小于0. 08mm。将秸秆圆捆装入密封袋后，再对袋口进行密封。 密封后作抽真空处理可以获得更好的贮存效果。
8. 如权利要求1的方法，其特征在于，裹包青贮采用不透明的青贮饲料用聚 乙烯拉伸膜进行裹包。拉伸膜的宽度为500ram，厚度为0. 025mm。裹包时先沿纵 向缠绕2 3道，再沿径向缠绕2 3道。
9. 如权利要求1的方法，其特征在于，裹包青贮圆捆或袋封青贮圆捆在贮 存时，应按纵向竖直整齐放置， 一般采用菱形方式排列，码放至1 5层堆贮， 并对其外部作防雨、遮光、保温的覆盖处理。
10. 如权利要求I的方法，其特征在于，窑洞密封青贮时，先将秸秆圆捆按 窑洞形状码放堆满，然后对洞口进行密封后贮存。
全文摘要
一种玉米鲜秸秆整秆标准圆捆的加工及青贮方法，是对新收获的玉米鲜秸秆整秆采用头尾交替铺装，再用专用机械按规定的方式和方法进行压紧、捆扎、切割后制成具有规范的形状、规格和松紧度的标准圆捆，然后密封贮存，如用塑料袋密封、裹包密封或窑洞密封，经贮存发酵后成为青贮饲料。标准青贮圆捆的规格为直径￠400～600mm，长度700～900mm，松紧度2.5～4.5；密封方式有塑料袋密封、裹包密封和窑洞密封；贮存方式为纵向竖直摆放，密集排列并码放为多层堆贮。玉米鲜秸秆整秆标准圆捆的加工及青贮过程可以采用机械化作业，也可以采用半机械化或手工作业，其加工及贮存方法简单灵活、功效高、能耗低，是一种简便、高效、经济、环保的玉米鲜秸秆收集、处理和利用方法，有利于实现其原料及产品的商品化流通。
文档编号A23K3/02GK101480233SQ20091002101
公开日2009年7月15日 申请日期2009年1月22日 优先权日2009年1月22日
发明者利 尉, 张宝华, 朱新华, 李宇萌, 杨中平, 丹 王, 祝明雪, 郭康权, 阎晓莉, 冰 陈 申请人:西北农林科技大学