苜蓿袋式灌裝青貯機(jī)械化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策
苜蓿袋式灌裝青貯機(jī)械化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策
苜蓿是國(guó)內(nèi)外種植最為廣泛的牧草,因其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)全面、蛋白含量高被公認(rèn)為“牧草之王”。2015年國(guó)內(nèi)苜蓿年末保留面積為471萬(wàn)hm2,其中內(nèi)蒙古62萬(wàn)hm2,約占全國(guó)13%。呼和浩特、包頭、鄂爾多斯和巴彥淖爾為內(nèi)蒙古人工苜蓿主產(chǎn)區(qū),占全區(qū)種植總面積70%以上,主要用戶(hù)包括伊利、蒙牛和圣牧高科等大型奶企。
收獲貯存環(huán)節(jié)是苜蓿生產(chǎn)最為關(guān)鍵的工藝環(huán)節(jié),直接決定苜蓿產(chǎn)品質(zhì)量和飼喂效果,機(jī)具投入占全程機(jī)械化生產(chǎn)投入的80%。按加工工藝方式劃分,苜蓿收獲貯存包括干草調(diào)制和青貯2種工藝類(lèi)型,在歐美澳農(nóng)牧業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家分別占40%和60%,調(diào)制干草的地區(qū)一般降雨量小或有烘干設(shè)備,而青貯苜蓿多用于牧場(chǎng)自用或近距離供應(yīng)。
常用青貯工藝分為窖貯、堆貯、拉伸膜裹包青貯和袋式灌裝青貯等4種方式,其中袋式灌裝青貯是目前世界上最先進(jìn)的青貯方式之一,在苜蓿產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用比例接近30%。國(guó)內(nèi)苜蓿袋式灌裝青貯技術(shù)應(yīng)用水平偏低,青貯損失率偏高、推廣普及率不到1%。
2017—2018年,內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)機(jī)械技術(shù)推廣站對(duì)內(nèi)蒙古中西部苜蓿袋式灌裝青貯機(jī)械化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和存在問(wèn)題開(kāi)展調(diào)研,統(tǒng)計(jì)了解區(qū)內(nèi)大型養(yǎng)殖企業(yè)和農(nóng)機(jī)作業(yè)組織技術(shù)應(yīng)用水平,收集和整理國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)文獻(xiàn)。把握苜蓿袋式灌裝青貯機(jī)械化技術(shù)推廣階段,明確現(xiàn)階段技術(shù)應(yīng)用推廣難題,為下一步示范推廣提出對(duì)策建議。
表1常見(jiàn)青貯作物的化學(xué)組成及其緩沖度
1生產(chǎn)工藝流程
目前國(guó)內(nèi)苜蓿生產(chǎn)的主要產(chǎn)品是干草,由于多數(shù)產(chǎn)區(qū)雨熱同期,干草調(diào)制過(guò)程中普遍存在雨淋、落葉等影響造成的損失率為30%。而且我國(guó)北方苜蓿主產(chǎn)區(qū)刈割2、3茬的苜蓿難以曬制優(yōu)質(zhì)干草,采用烘干的辦法生產(chǎn)脫水苜蓿幾乎不受雨水影響,能夠生產(chǎn)高質(zhì)量的飼草產(chǎn)品。但是,由于所需設(shè)備價(jià)格昂貴,且要消耗大量資源,只能在有限的范圍應(yīng)用,而苜蓿青貯是解決該問(wèn)題的理想措施。
苜蓿屬難青貯牧草,如表1所示。苜蓿堆貯受壓實(shí)密度小、均勻性差、“二次發(fā)酵”等因素影響,損失率普遍>20%,國(guó)內(nèi)外應(yīng)用均呈逐年減少的趨勢(shì)。自20世紀(jì)80年代初,國(guó)外畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在半干青貯的原理上迅速發(fā)展了2種青貯工藝,拉伸膜裹包青貯技術(shù)和袋式灌裝青貯技術(shù),是目前世界上最先進(jìn)的青貯方式。
其中,袋式灌裝青貯技術(shù)的加工原理是應(yīng)用專(zhuān)用設(shè)備將切碎的青飼物料以較高密度、快速水平壓裝入專(zhuān)用塑料拉伸膜袋中,利用拉伸膜袋的阻氣、遮光功能,為乳酸菌提供更佳的發(fā)酵環(huán)境,生成富含營(yíng)養(yǎng)的青貯飼料。
完整工藝流程為刈割(割草壓扁機(jī))→晾曬萎蔫(攤曬機(jī))→撿拾切碎(青飼料收獲機(jī))→拉運(yùn)(青飼料運(yùn)輸車(chē))→加青貯菌劑灌裝(袋式灌裝機(jī)組)→封存(PE膜)。
常用袋式灌裝機(jī)組塑料拉伸膜袋直徑≥2.1 m,長(zhǎng)度≥30 m,壓實(shí)密度≥0.65 t/m3,整套機(jī)組作業(yè)效率≥30 t/h。而苜蓿袋式灌裝青貯具有機(jī)械化壓實(shí)、作業(yè)精準(zhǔn)、密度高、均勻性好、青貯損失率低且飼喂效果好等優(yōu)點(diǎn),對(duì)于蛋白含量高、糖分含量低的豆科牧草具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
20世紀(jì)90年代開(kāi)始,國(guó)內(nèi)一些大型養(yǎng)殖企業(yè)和草業(yè)公司嘗試袋式灌裝青貯與裹包青貯技術(shù)引進(jìn)。
經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展,國(guó)內(nèi)裹包青貯適應(yīng)性生產(chǎn)技術(shù)模式已相對(duì)成熟,青貯損失率降至2%~5%,基本達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用水平,推廣普及率提升度20%。而國(guó)內(nèi)袋式灌裝青貯技術(shù)試驗(yàn)示范、推廣應(yīng)用均明顯滯后,且有遲滯不前的趨勢(shì)。
2發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研
2.1調(diào)研區(qū)域及內(nèi)容
調(diào)研分別在呼和浩特市、鄂爾多斯市、巴彥淖爾市進(jìn)行,包括伊利牧場(chǎng)、圣牧高科等,作業(yè)機(jī)型包括美國(guó)凱利、德國(guó)Budissa等。調(diào)研內(nèi)容包括作業(yè)成本對(duì)比分析、青貯損失率對(duì)比分析、作業(yè)準(zhǔn)備、作業(yè)過(guò)程、作業(yè)效果跟蹤調(diào)查、含青貯含水率和壓實(shí)密度等作業(yè)指標(biāo)。
2.2發(fā)展現(xiàn)狀
2.2.1生產(chǎn)效益
內(nèi)蒙古內(nèi)袋式灌裝青貯技術(shù)應(yīng)用集中于苜蓿、高濕玉米等對(duì)發(fā)酵條件要求高、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高和市場(chǎng)價(jià)格高的飼草品種,這點(diǎn)與發(fā)達(dá)國(guó)家基本一致。單個(gè)青貯袋容量普遍在300~800 m3,批次作業(yè)量為2 000 t。根據(jù)呼和浩特地區(qū)2017—2018年實(shí)際作業(yè)核算,批次作業(yè)量1 000 t時(shí)袋式灌裝、裹包和堆貯作業(yè)成本分別為82、279和55元/t(青貯)。
當(dāng)?shù)剀俎萎a(chǎn)(3~4茬)≈30 t(干草)/hm2,按近年苜蓿干草價(jià)格≥2 200元/t、半干青貯(55%含水率)價(jià)格≥1 000元/t,青貯損失率降低1%,則增加經(jīng)濟(jì)效益≥10元/t(青貯)。
綜合經(jīng)濟(jì)效益從高到低順序?yàn)榇焦嘌b、裹包和堆貯。根據(jù)呼和浩特地區(qū)2017—2018年實(shí)際作業(yè),統(tǒng)計(jì)青貯作業(yè)成本,其中堆貯作業(yè)成本數(shù)據(jù)參考青貯玉米,材料費(fèi)、設(shè)施費(fèi)和作業(yè)費(fèi)同青貯苜蓿,如表2所示。
表2青貯作業(yè)成本
苜蓿袋式灌裝青貯具有單位土地面積生產(chǎn)力高、葉片損失率小,營(yíng)養(yǎng)成分保存好、適口性佳、消化率高、病蟲(chóng)害少、受陰雨天氣影響小以及易于機(jī)械化作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)。干草調(diào)制的生產(chǎn)周期為平均2周/茬,袋式灌裝青貯每茬生產(chǎn)周期為3 d/茬。如呼和浩特市土左旗采用干草調(diào)制收獲3茬/年,采用袋式灌裝青貯可收獲4茬/年,年產(chǎn)量可增加15%。
2.2.2青貯損失率
目前國(guó)內(nèi)袋式灌裝青貯主要集中在內(nèi)蒙古、北京市、河北省、黑龍江省和新疆維吾爾自治區(qū)等地區(qū),跨區(qū)作業(yè)普遍,各省區(qū)機(jī)具作業(yè)水平基本相當(dāng)。內(nèi)蒙古中西部是國(guó)內(nèi)苜蓿袋式灌裝青貯主要地區(qū),基本代表目前國(guó)內(nèi)技術(shù)應(yīng)用水平。紫花苜蓿青貯工藝及損失率如表3所示。
表3紫花苜蓿青貯工藝及損失率
內(nèi)蒙古中西部采用苜蓿袋式灌裝青貯損失率為7%~10%,是國(guó)外同樣工藝青貯損失率的近2倍。老式機(jī)型作業(yè)的青貯損失率為8%~10%。引進(jìn)機(jī)型的青貯損失率為6%~8%;同時(shí),同一機(jī)型不同作業(yè)批次青貯損失率波動(dòng)幅度較大,客觀(guān)反映了作業(yè)質(zhì)量的不穩(wěn)定。
2.3問(wèn)題分析
袋式灌裝青貯是一項(xiàng)典型的高效高質(zhì)技術(shù),具有效率高、成本低和青貯損失低的優(yōu)點(diǎn)。由于國(guó)內(nèi)苜蓿價(jià)格高于國(guó)外,養(yǎng)殖企業(yè)普遍將青貯損失率作為技術(shù)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵指標(biāo)。目前內(nèi)蒙古中西部苜蓿袋式灌裝青貯損失率為7%~10%。袋式灌裝青貯主要存在以下3項(xiàng)問(wèn)題。
2.3.1生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化程度低
管理部門(mén)對(duì)袋式灌裝青貯設(shè)備的關(guān)注度較低,推廣鑒定項(xiàng)目較少。國(guó)內(nèi)袋式灌裝青貯設(shè)備主要為企業(yè)自購(gòu),國(guó)內(nèi)研究較少。目前,適用青貯菌劑、含水率選擇等技術(shù)問(wèn)題基本得到解決,國(guó)產(chǎn)PE膜、青貯菌劑使用方面已經(jīng)基本達(dá)標(biāo),但對(duì)適應(yīng)性生產(chǎn)技術(shù)模式的專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)研究還均未開(kāi)展。技術(shù)應(yīng)用參數(shù)等還主要參考國(guó)外文獻(xiàn)數(shù)據(jù),適應(yīng)性技術(shù)規(guī)范、作業(yè)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)還處于空白狀態(tài)。
從作業(yè)組織實(shí)際作業(yè)過(guò)程調(diào)查結(jié)果可知,袋式灌裝青貯作業(yè)規(guī)范程度明顯低于其他大型農(nóng)機(jī),其主要表現(xiàn)為不嚴(yán)格遵守工藝路線(xiàn)、原料含水率、切碎長(zhǎng)度等關(guān)鍵作業(yè)指標(biāo)缺乏管理、實(shí)際作業(yè)過(guò)程中割草壓扁機(jī)、青飼料收獲機(jī)作業(yè)指標(biāo)模糊現(xiàn)象嚴(yán)重、作業(yè)機(jī)組臨時(shí)搭配、前后工序設(shè)置不規(guī)范、機(jī)組功率不匹配等,這些都極大地影響機(jī)組作業(yè)效率和青貯效果。
優(yōu)質(zhì)青貯要求機(jī)械作業(yè)制作過(guò)程達(dá)到3快,快收、快運(yùn)和快裝。這樣可以保證原料的新鮮度,袋式灌裝青貯成袋時(shí)間不宜超過(guò)72 h,但實(shí)際作業(yè)中依然存在成袋時(shí)間超標(biāo)的現(xiàn)象。而且機(jī)械作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化程度低。
目前,國(guó)內(nèi)袋式灌裝青貯機(jī)械化作業(yè)地標(biāo)、行標(biāo)、國(guó)標(biāo)均沒(méi)有相關(guān)參考標(biāo)準(zhǔn)。相同機(jī)型在不同作業(yè)條件時(shí),操作設(shè)置會(huì)存在較大差別,這也會(huì)嚴(yán)重影響作業(yè)效果。
2.3.2作業(yè)精準(zhǔn)度低
直接參照國(guó)外的工藝指標(biāo),沒(méi)有在國(guó)內(nèi)進(jìn)行適應(yīng)性試驗(yàn)研究,則出現(xiàn)含水率、PE膜強(qiáng)度、延展性指標(biāo)的取值范圍模糊甚至互相矛盾,無(wú)法指導(dǎo)實(shí)際操作。關(guān)鍵作業(yè)參數(shù)不明確,企業(yè)機(jī)具選型更多注重生產(chǎn)效率,相對(duì)忽視操控系統(tǒng),如確保壓實(shí)密度和壓實(shí)均勻性所對(duì)應(yīng)的拖拉機(jī)擋位和速度指標(biāo)因苜蓿含水率不同、PE袋直徑不同,需要適應(yīng)性調(diào)節(jié)。
但是,早期引進(jìn)機(jī)型沒(méi)有配備傳感系統(tǒng)和操控面板,無(wú)法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)作業(yè),基本依靠機(jī)手經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行擋位和速度調(diào)節(jié),造成作業(yè)質(zhì)量不穩(wěn)定甚至作業(yè)指標(biāo)不合格,直接導(dǎo)致青貯損失率較高的問(wèn)題。
國(guó)內(nèi)投入作業(yè)的袋式灌裝青貯機(jī)組均為歐美進(jìn)口機(jī)型,但是存在新老機(jī)型配置差別較大的問(wèn)題,如撥叉式喂入裝置的機(jī)型,青貯壓實(shí)主要依靠鋼絲繩拉力,由于老機(jī)型無(wú)拉力傳感器和預(yù)壓力傳感器配置,造成青貯壓實(shí)操作難以精準(zhǔn)實(shí)施;同時(shí),部分機(jī)型的“鋼絲繩+支撐阻擋架”設(shè)計(jì)使得青貯袋為直線(xiàn)設(shè)置,不利于短小場(chǎng)地的充分利用,而采用絞龍式喂入裝置的機(jī)型則可有效避免該問(wèn)題。
2.3.3示范培訓(xùn)滯后
袋式灌裝青貯作業(yè)機(jī)手基本來(lái)自其他大型農(nóng)機(jī)操作手。由于缺乏成型的技術(shù)模式,無(wú)法進(jìn)行專(zhuān)業(yè)性的技術(shù)示范和崗前培訓(xùn),不能保證作業(yè)質(zhì)量。
3對(duì)策建議
3.1加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)
緊密結(jié)合國(guó)家“糧改飼”戰(zhàn)略實(shí)施和高質(zhì)高效農(nóng)機(jī)推廣促進(jìn)政策,發(fā)揮農(nóng)機(jī)推廣鑒定部門(mén)公益性職能。在北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶、黃淮海等地區(qū)開(kāi)展苜蓿袋式灌裝青貯適應(yīng)性技術(shù)模式的試驗(yàn)研究,制定技術(shù)規(guī)范、作業(yè)規(guī)程和作業(yè)質(zhì)量地方標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)作業(yè),降低袋式灌裝青貯損失率,為大規(guī)模推廣應(yīng)用提供技術(shù)支撐。
3.2提高裝備技術(shù)水平
從機(jī)具配置上設(shè)定技術(shù)要求,為精準(zhǔn)作業(yè)提供設(shè)備保障,為青貯機(jī)械化技術(shù)及裝備建設(shè)爭(zhēng)取政策支持;對(duì)配置智能控制系統(tǒng)機(jī)具進(jìn)行補(bǔ)貼扶持;對(duì)部分機(jī)型進(jìn)行設(shè)備改進(jìn),配置拉力和青貯預(yù)壓力傳感控制系統(tǒng)。
3.3促進(jìn)專(zhuān)業(yè)作業(yè)組織發(fā)展
對(duì)已有一定設(shè)備規(guī)模和作業(yè)經(jīng)驗(yàn)的農(nóng)機(jī)合作社、農(nóng)機(jī)大戶(hù)要從政策傾斜、機(jī)具補(bǔ)貼和技術(shù)服務(wù)等多方面加以扶持,使之在產(chǎn)業(yè)體系形成過(guò)程中起到引領(lǐng)作用。
3.4開(kāi)展專(zhuān)業(yè)示范培訓(xùn)
袋式灌裝青貯屬典型的集約型生產(chǎn)技術(shù),單個(gè)青貯袋生產(chǎn)成本較高。只有確保成功率,降低損失率,才能切實(shí)取得養(yǎng)殖企業(yè)認(rèn)可,為大規(guī)模推廣打開(kāi)局面。農(nóng)機(jī)推廣部門(mén)可協(xié)同設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)、農(nóng)機(jī)作業(yè)組織、規(guī)?;B(yǎng)殖企業(yè)舉辦專(zhuān)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)和專(zhuān)業(yè)培訓(xùn),加強(qiáng)關(guān)鍵作業(yè)環(huán)節(jié)的技術(shù)示范,提升技術(shù)應(yīng)用效果。
4結(jié)束語(yǔ)
作為世界上最先進(jìn)的牧草收貯技術(shù)之一,袋式灌裝青貯技術(shù)在國(guó)內(nèi)已進(jìn)入市場(chǎng)導(dǎo)入后期,該技術(shù)相對(duì)干草調(diào)制、堆貯、裹包青貯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)得到了初步體現(xiàn)。同時(shí),受適應(yīng)性技術(shù)模式欠缺、標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)滯后、關(guān)鍵技術(shù)存在薄弱環(huán)節(jié)等因素制約,國(guó)內(nèi)袋式灌裝青貯損失率高出國(guó)外2倍,成為現(xiàn)階段該技術(shù)推廣應(yīng)用的主要難點(diǎn)。
按照農(nóng)機(jī)化新技術(shù)適應(yīng)性試驗(yàn)研究、試驗(yàn)示范、培訓(xùn)推廣的階段性規(guī)律,市場(chǎng)導(dǎo)入后期是適應(yīng)性試驗(yàn)研究最為急需的階段,也是技術(shù)實(shí)施效果最為明顯的階段。充分利用農(nóng)機(jī)化試驗(yàn)、示范和培訓(xùn)等推廣手段,從適應(yīng)性技術(shù)模式試驗(yàn)研究、設(shè)備改進(jìn)升級(jí)和促進(jìn)專(zhuān)業(yè)作業(yè)組織發(fā)展等方面,有效提高技術(shù)應(yīng)用水平,大幅度降低青貯的損失率。
(作者:李振國(guó),班義成,成如,劉艷梅,周璇,閆濟(jì)深)
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