由于气候变化加剧,自然灾害增加,农村粮食晾晒场地紧缺,粮食收获后的晾晒已成为制约粮食减损增效、农民增收的“瓶颈”。为此,西安市农机推广部门从2014年开始引进5套粮食烘干设备并开展了试验示范。在该技术试验示范过程中,课题组通过数据测定、试验分析,着力探索适合西安市小麦、玉米一年两作区的玉米烘干技术模式,以解决土地规模经营粮食生产后续晾晒难、易霉变的问题。
一、引进玉米烘干机的主要类型
粮食烘干机械化技术是以机械为主要手段,在不损害粮食品质前提下,降低粮食含水量,使其达到国家安全贮存标准的干燥技术。西安市为了解决规模化经营下粮食的干燥问题,主要引进了两种类型的烘干机械。
1.煤炭热源式烘干机 烘干机以煤炭为热源,西安市引进了4台安徽省芜湖市中联重机(原奇瑞重工集团奇瑞金锡机械有限公司)生产的谷王牌5HXG-12.5A型双塔式批式循环谷物干燥机,每日可烘干玉米量为30吨。
2.燃油热源式烘干机 烘干机以柴油为热源,西安市引进了1台上海三久机械有限公司生产的三久牌PRO-300H型循环式谷物干燥机,每日可烘干玉米量为30吨。
二、试验的玉米烘干技术模式
1.模式一:玉米茎穗机械化兼收——适当晾晒——大型脱粒机脱粒——烘干;选用安徽中联重机生产的双塔式烘干设备,配套使用河南省青丰县为民机械厂生产的大型玉米脱粒机。
2.模式二:玉米籽粒机械化收获——烘干。选用上海三久集团生产的PRO-300HB型烘干设备。
其中采用模式一的设备有4套,采用模式二的设备有1套。
三、两种玉米烘干技术模式的对比试验
为了探索适合西安市生产实际需要的最佳技术模式,课题组分别对两种玉米烘干技术模式的有关技术数据进行了试验测定。
1.模式一的技术数据测定 课题组针对阎良区武屯合作社、临潼区联盟农机合作社、临潼区盛腾农机合作社等3个农机合作社引进的3台煤炭热源式烘干机,从玉米的收获、脱粒、烘干环节对籽粒含水率、破碎率等主要技术指标进行测定。
(1)对机械化收获后的玉米棒随机取样,测定玉米收获后籽粒破碎率。
(2)对脱粒前的玉米棒随机抽取3份样品,人工脱粒后用水分测试仪分别测试其含水量,并计算其平均值。
(3)将准备脱粒的玉米采用大型玉米脱粒机一次批量脱粒并送入烘干机。在烘干前,随机抽取脱粒后的玉米样品3份,分别测定其破碎率并计算其平均值。
(4)对同批量烘干后的玉米随机抽样3份,分别测定其含水率、破碎率等技术指标,并计算其各指标平均值,然后与国家标准要求进行对比分析。测试结果如表1所示。
从表1可以看出:对每个测试点来说,玉米收获后脱粒前的含水率越大,脱粒后玉米的破碎率越大,烘干后玉米的破碎率也相对较大。其中,临潼区盛腾秸秆利用合作社的玉米在脱粒前晾晒时间相对较长,玉米脱粒前的平均含水率达到22.1%,在3个合作社中最小,玉米脱粒和烘干后的破碎率也都最小,玉米烘干后,烘干环节的破碎率增值为0.44%,低于国家标准(玉米干燥技术规范(GB/T21017-2007))关于烘干机质量指标中破碎率增值小于等于0.5%的要求;而临潼区联盟农机合作社的玉米含水率较大,玉米脱粒前的平均含水率达到30.4%,玉米脱粒和烘干后的破碎率也都最大,玉米烘干后,烘干环节的破碎率增值为0.79%,高于国家标准关于烘干机质量指标中破碎率增值小于等于0.5%的要求;阎良区武屯农机合作社的各项数据居中,但玉米烘干后,烘干环节的破碎率增值为0.54%,稍高于国家标准关于烘干机质量指标中破碎率增值小于等于0.5%的要求。从上表可知,当收获后脱粒前的玉米水分含量小于28%时,烘干环节的破碎率增值符合标准要求。可见,收获后脱粒前较高的玉米水分含量是导致烘干环节的破碎率增值增加的一大因素。因此,玉米烘干前,要采取适当的晾晒措施,将水分含量控制在28%以下,尽可能地减小玉米的破碎率,提高玉米烘干效果。
模式一的技术集成,首先按照农艺要求,选择适合时机收获玉米,并把收获后的玉米棒进行适当晾晒,然后再脱粒、烘干。由于适当晾晒后玉米水分比收获时有一个较快的降低,因而最终破碎率也能控制到较低水平,达到国家标准的要求。
2、模式二的测试 在长安长丰农机合作社,课题组首先对用籽粒机械收获的玉米地块,采用五点法测试损失率,每个点取一个作业幅宽,顺着作业方向取一米的长度,捡拾抛撒的籽粒数,计算出一个平方抛撒的籽粒数,从而推算出整块地的损失率。经测试,其损失率为4.9%(小于5%),符合国家标准(玉米收获机械技术条件(GB/T21962-2008))。其次分别对刚收获的玉米籽粒随机抽取3份样品,用水分测试仪对每个样品的水分测量3次,取其平均值,并测定破碎率。最后,对已收获的籽粒进行烘干,测定烘干后玉米的破碎率(由于烘干时玉米粉尘较大,到处飘落,在测试破碎率时,我们把粉尘的重量和折合的玉米粒数忽略不记)。其测试结果如表2所示。
从表2可以看出,由于收获时玉米本身的含水量就比较大,平均为33.7%,使籽粒机械化收获的破碎率远远大于模式一中玉米机械化收获的破碎率,其玉米籽粒破碎率平均达24.2%,远远超出国家标准(玉米收获机械技术条件(GB/T21962-2008))关于玉米收获机籽粒破碎率小于等于5%的要求,玉米烘干后的平均破碎率也达到了25.1%,其增值为0.9%,远高于国家标准关于烘干机质量指标中破碎率增值小于等于0.5%的要求。由此可见,采用模式二,虽然流程少,收获快,节省时间,效率高,但是西安市是小麦、玉米一年两作区,玉米收获后还要及时播种小麦,因此收获时玉米含水量较大,破碎率相对较大。
3.两种模式下的运行成本分析 两种模式在烘干环节的主要运行成本包括:使用煤炭或柴油折合的燃料费、电费、人工费等费用,经课题组测定,其各项费用如下表3所示。
从表3可以看出,模式一的3个合作社烘干玉米的成本相比较低,其中,临潼区盛腾秸秆利用合作社烘干前玉米的含水率最小,烘干用时最少,烘干环节成本为0.016元/斤,在模式一的3个合作社中最低;临潼区联盟农机合作社的烘干前玉米的含水率较大,烘干用时较多,烘干环节成本为0.028元/斤,在模式一的3个合作社中最高。而模式二的长安区长丰农机专业合作社玉米烘干环节的成本,由于玉米籽粒收获后的含水率较大,烘干用时较长,加之烘干使用柴油成本较高,是模式一采取用煤炭的3个合作社的3.4倍~5.7倍,达到了0.087元/斤。据调查,西安市2015年秋季市面上对外烘干玉米的价格为60元/吨~80元/吨,折合成每斤价格为0.03元/斤~0.04元/斤,模式一的3个合作社均可赢利,取得收益;而模式二的合作社由于烘干成本较高,将不会赢利。
四、结论
经过对比试验技术数据测定、成本核算和对比分析,可看出:采用“玉米机械化收获——适当晾晒——大型脱粒机脱粒——烘干”的技术集成模式(即模式一),玉米烘干过程的破碎率与烘干成本最低,是西安市乃至陕西小麦、玉米一年两作区目前玉米烘干机械化的最优化的技术集成模式,值得推广应用。
表1 玉米脱粒前后及烘干技术数据测定
测试点 | 收获时籽粒破碎率(%) | 样品 | 脱粒前玉米 | 脱粒后玉米 | 烘干后玉米 | ||||||
含水率 (%) | 平均含水率(%) | 破碎率(%) | 平均破碎率(%) | 含水率 (%) | 平均含水率(%) | 破碎率(%) | 平均破碎率(%) | 破碎率增值(%) | |||
阎良区武屯 农机专业 合作社 | 2.3 | 1 | 30.2 | 27.3 | 7.7 | 6.35 | 15.6 | 15.5 | 8.41 | 6.89 | 0.54 |
2 | 23.8 | 5.14 | 15.4 | 5.58 | |||||||
3 | 27.9 | 6.2 | 15.5 | 6.69 | |||||||
临潼区联 盟农机专 业合作社 | 2.5 | 1 | 33.3 | 30.4 | 8.01 | 7.23 | 16.3 | 16.2 | 9.03 | 8.02 | 0.79 |
2 | 29.8 | 7.17 | 16.3 | 8.32 | |||||||
3 | 28.0 | 6.5 | 16.1 | 6.71 | |||||||
临潼区盛腾 秸秆利用 合作社 | 1.9 | 1 | 19.1 | 22.1 | 4.85 | 5.44 | 15.1 | 15.3 | 5.15 | 5.88 | 0.44 |
2 | 22.5 | 5.75 | 15.4 | 6.21 | |||||||
3 | 24.6 | 5.89 | 15.5 | 6.29 |
表2 玉米籽粒收获及烘干数据测定
测试点 | 收获时籽粒抛撒率(%) | 样品 | 籽粒收获后玉米 | 烘干后玉米 | |||||||
含水率 (%) | 平均含水率(%) | 破碎率 (%) | 平均破碎率 (%) | 含水率 (%) | 平均含水率 (%) | 破碎率 (%) | 平均破碎率(%) | 破碎率增值(%) | |||
长安区长 丰农机专 业合作社 | 4.9 | 1 | 33.5 | 33.7 | 23.8 | 24.2 | 13.5 | 13.2 | 26.5 | 25.1 | 0.9 |
2 | 33.9 | 24.6 | 13.2 | 24.9 | |||||||
3 | 33.7 | 24.1 | 12.8 | 22.3 | |||||||
备注 | 技术集成模式为:玉米籽粒机械化收获——烘干。2015年10月19日测定玉米籽粒收获数据,10月21日测定烘干后数据。 |
表3 烘干环节成本核算
测试点 | 技术集 成模式 | 入塔玉米量 (吨) | 烘干前玉米 含水率(%) | 烘干用时 (小时) | 烘干用煤或柴 油费用(元) | 烘干用电 费用(元) | 烘干人工费 (元) | 合计成本 (元) | 烘干每斤玉米需要的成本(元) |
阎良区武屯 农机专业合作社 | 模式一 | 30 | 27.3 | 18.5 | 950 | 210 | 150 | 1310 | 0.022 |
临潼区联盟 农机专业合作社 | 30 | 30.4 | 24 | 1260 | 282 | 150 | 1692 | 0.028 | |
临潼区盛腾 秸秆利用合作社 | 30 | 22.1 | 8.5 | 770 | 105 | 100 | 975 | 0.016 | |
长安区长丰 农机专业合作社 | 模式二 | 30 | 33.7 | 48 | 4400 | 500 | 300 | 5200 | 0.087 |
备注 | 模式一用煤炭作烘干热源;模式二用柴油作烘干热源。 |