基本信息

书名：农作物秸秆收集技术与装备

定价：138.0元

作者：李树君

出版社：科学出版社

出版日期：2015-05-01

ISBN：9787030443298

字数：600000

页码：

版次：1

装帧：精装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

《农作物秸秆收集技术与装备》可供从事农作物秸秆收集研究的科研院所、大专院校的学者与师生阅读，也可供本行业各级领导、管理人员，以及从事秸秆收集、加工产业的企业家、技术人员、专业合作社和相关农民参考。

内容提要

《农作物秸秆收集技术与装备》分为两篇。篇为机械特性篇，重点介绍了小麦、水稻、玉米和棉花4种主要农作物秸秆的自然性状、主要机械特性和测定方法，以及根茬与土壤的分离机制，为秸秆收集技术与装备的开发奠定了理论基础；第二篇为装备技术篇，重点介绍了主要农作物秸秆收集所需的切割收获、根茬收获、捡拾打捆及搬运、装载等装备的结构原理，主要机型及技术参数等内容，呈现了本行业的新技术和成果。《农作物秸秆收集技术与装备》有大量珍贵的图表辅助阅读，有助于读者对内容的理解和掌握。《农作物秸秆收集技术与装备》是一部内容丰富，兼具科学性、先进性与实用性的著作。

目录

作者介绍

文摘

章绪论
　　农作物秸秆是世界上丰富的生物质资源之一，它包括各类农作物在获取其主要农产品后剩下的茎叶或蔓藤等？其中，以玉米？小麦？水稻3种主要粮食作物的秸秆为主，棉花秸秆在新疆等地有相对集中的资源？我国是农业大国，在生产粮食的同时，也产出了大量农作物秸秆？据统计，2012年全国秸秆总产量约达9.2亿t？
　　作为一种产量巨大？与生物过程密切相关的可再生资源，近年来，随着我国农业经济和农村生活方式的改变，秸秆用于生活燃料和农户家畜饲料的需求明显降低？在土地复种前，为赶农时和不影响下一茬作物种植，很多地区的农作物秸秆被焚烧，不仅造成了资源的巨大浪费，还严重污染了环境？为适应现代农业的发展，提高资源利用效率，迫切需要发展机械化？规模化秸秆收集利用技术与装备，实现秸秆的及时收集？稳定利用，不断满足工业化利用秸秆的规模标准和持续要求？
　　玉米？小麦？水稻和棉花秸秆约占我国农作物秸秆总量的90%，主要分布在河北？内蒙古？辽宁？吉林？黑龙江？江苏？河南？山东？湖北？湖南？江西？安徽？四川？云南等粮食主产区，单位土地面积秸秆资源高的省(直辖市)依次为山东？河南？江苏？安徽？河北？上海？吉林？湖北等？产区土地面积广，地形结构复杂，在农业生产中存在着极大的地域差异？不同种类的秸秆有不同的组织结构和机械特性，同一品种在不同产地也有差异？气候和地形不同，农作物种植的方式？复种指数和收集的紧迫程度也有差别？发展秸秆收集技术与装备，必须协调农业各个环节的工作，将秸秆的收集特点？应力行为与农业机械设计结合起来，将农作物的品种？种植方式和秸秆收集技术与装备结合起来;必须走与我国农业生产相适应的道路;必须实现种植规范化和农业机械化的协同发展？
　　开展秸秆机械特性研究是发展秸秆收集技术的基础，开发一批现代化的收集？储运装备，在解决秸秆集中收集与持续均衡需求的矛盾？保障规模化与标准化秸秆供应和促进工业化发展等方面，具有不可替代的作用，而发展农作物秸秆收集技术与装备是我国发展农业现代化，实现能源？环境可持续发展的重要内容之一？
　　近年来，在国家863计划等主体科技计划的支持下，加强了对农作物秸秆收集技术的研究，取得了一批先进的技术成果，使农作物秸秆收集？储运机械化整体水平得到了显著提高？
　　节秸秆的自然性状
　　秸秆之所以被称为资源，是因为农作物光合作用的产物有一半左右存在于秸秆之中？农作物秸秆是一种有机物，它由可燃质？无机物和水分组成，是极其宝贵且产量巨大的可再生生物质资源？在我国生物质总资源量中，秸秆资源占一半，它含有丰富的有机质和无机物，不仅含大量的碳？氮？磷？钾？钙？镁？硫和硅等营养元素，还富含纤维素？半纤维素？木质素和蛋白质等有机物质，可以说秸秆是一种可以资源化利用的“固体废弃物资源”？
　　一？秸秆的物理性质
　　秸秆的基本物理性状指标是研究秸秆力学特性的基本参数？农作物秸秆多为直秆状，中空或实心圆柱，整个秸秆由一个或多个节间组成？主要性状指标包括株高？叶鞘高度？秸秆质量？叶鞘质量？穗长？穗质量？含水率？节间距？内径？外径？壁厚？秸秆横截面积？其中，含水率在秸秆原料基础理论和加工利用的研究中具有重要作用？
　　目前国内对秸秆基本物理性状的研究主要是按农作物的种类分别研究的？通过对不同生长期的小麦进行压缩？弯曲和剪切试验，得出了小麦秸秆生物力学性质与形态？生理指标的相关关系，为建立实用的生物力学评价体系奠定了基础(梁莉和郭玉明，2008)？从能量角度分析小麦和棉花秸秆的剪切特性(大剪切力？剪切强度和剪切能)表明，含水率与小麦和棉秆的剪切特性显著正相关，而剪切速率与3个指标显著负相关？在不同含水率的玉米秸秆中，在秸秆直径和变形位移相同的情况下，随着玉米秸秆含水率的不断增加，秸秆弯曲载荷呈先下降后平稳的趋势？穿刺载荷呈不断下降的趋势？通过研究水稻倒伏对产量影响及倒伏和株高的关系得出，株高过高特别是下部两个节间过长是倒伏的重要原因(李荣田等，1996)？
　　由于试验测试的目的不同，试验测定的秸秆的力学性能指标也不尽相同？同时，各类研究中主要的力学性能指标包括抗弯折断力？压力？剪切力？弯曲应力？扭转应力？惯性矩？挠度？弹性模量？刚性模量？抗拉强度？抗剪强度？抗压强度？剪切能？抗冲击能等？通过测定秸秆的这些性能指标，能揭示秸秆的物理性质？
　　二？秸秆的化学组成
　　农作物秸秆是天然生长的有机高分子材料，其主要化学组分为纤维素？半纤维素？木质素，还含有果胶？多糖和蛋白质等成分？纤维素是秸秆中的主要成分，赋予植物秸秆弹性和强度？半纤维素由多聚糖组成，以无定形状态起着基体粘结作用，其在储存过程中易水解，从而转变成木质素？木质素由苯单体构成，是具有三维空间结构的天然高分子化合物，它的存在赋予植物体高的硬度和刚度？以玉米秸？稻草？小麦秸？棉秆为例，其主要营养成分对比分析参见表1-1？
　　纤维素是植物细胞壁的主要成分，相当于秸秆的骨架物质？在一定秸秆体积内纤维素含量愈高，组织愈密实，其抗弯折的强度愈高;反之，单位体积纤维素含量愈少，其材质愈疏松，抗弯折的强度愈低？半纤维素是构成植物细胞初生壁的主要成分之一，它与伸展蛋白？结构蛋白？壁酶？纤维素和果胶等一起构成具有一定硬度和弹性的细胞壁？半纤维素以无定形状态渗透在骨架物质之中，起着基体粘结作用，以增强众多纤维整体的强度？木质素是一种复杂酚类聚合物，具有使细胞相连的作用？木质素填充于纤维素构架中以增强植物体的机械强度，虽然其强度比纤维素弱，但能提供刚度并改善秸秆的耐久性？由此可见，秸秆的解剖结构与力学性能也有密切的相关性？秸秆中的维管束既是有机物质运转的通道，又是增强秸秆抗倒强度的因素之一？维管束的数目多？面积大有助于增强秸秆的坚韧性？同时秸秆的表皮细胞壁厚？层次多？厚度大也有利于抗倒伏？秸秆的抗弯折断力与茎壁厚度？维管束数？厚壁组织(包括细胞层数和胞壁厚度)的发展程度呈正相关，尤其与厚壁细胞的厚度相关为密切，其次与维管束和秸秆粗度相关？
　　茎壁机械组织厚度大，表皮细胞壁厚？层数多？厚度大，秸秆中维管束数目多？面积大是重穗型品种抗倒伏的重要原因(凌启鸿和张洪程，1994)？厚壁细胞中积累着大量的纤维素和木质素，厚壁细胞增厚与维管束增多，均是秸秆充实？抗倒能力增强的内在标志？研究表明，秆壁薄？髓腔大是秸秆劣质的表现，优质秸秆的秆壁厚，髓腔大小适中(王勇等，1998)？小麦秸秆呈各向异性，其强度和弹性主要取决于纤维素？半纤维素和木质素的含量及其连接形式和排列方式？在同一状态下，小麦秸秆的拉伸强度随纤维素含量的增加而增大？小麦秸秆中木质素？蛋白质？钾的含量与秸秆抗倒伏的能力呈正相关？
　　三？秸秆的流变特性
　　除了物理性状和化学组成的研究之外，已经开展了对农作物秸秆流变性能的研究？流变学是研究物质在力的作用下变形或流动的科学，在流变学中，物体的力学参数有力？变形和时间？材料的黏？弹特性是研究材料流变学的主要方面，其基本现象包括蠕变？应力松弛？滞后现象和力学损耗等？农作物秸秆作为一种天然的高分子材料，同样具有黏？弹特性，农业物料的流变学性质对于农产品的加工和农业机械的设计有重要的影响？
　　随着农业工程学科的发展，深入研究农业工程涉及的农业物料的力学问题，愈加重要，它已经发展成为力学的一个重要分支—农业物料力学？在秸秆物料特性的研究中主要涉及秸秆的流变特性和机械特性？物体受力后，会发生空间位置的变化，或自身形状和尺寸的改变，或二者兼而有之？上述受力后的变化，有些是不成比例的，有些是不同步的？流变特性就是研究应力-应变-时间三者之间的关系，研究这种关系的学科称为流变学？
　　许多农业物料的个体是生命体，其形状？尺寸？水分？呼吸与吸湿？排水等都是随生命过程而变化的，并且在很大程度上受环境因素(温度？湿度？空气成分等)的影响，这些因素使物料特性千变万化，增加了研究分析的难度？提出物质流变特性有利于对上述问题认识的深化，使生产加工的针对性增强，机械装备的设计依据更加充分，产品质量的控制检查更科学？
　　在秸秆的流变特性中，为了研究复杂黏？弹性物质的流变性质，往往需要建立一些相应的力学模型来简化计算？力学模型可以是单一的简单模型，也可以是多个简单模型组合而成的复杂模型？简单模型有虎克模型？阻尼模型和滑块模型？虎克模型是完全弹性体的力学表现，即施加载荷的瞬间同时发生相应的变形，变形的大小与受力的大小成正比？阻尼模型代表完全黏性体的性质，即牛顿流体的性质，施加载荷后，阻尼物体开始运动，去除载荷后，其立刻停止运动并且没有弹性恢复？而滑块模型代表有屈服应力存在的塑性流体性质？
　　人们经常用黏壶来代表牛顿体？若维持应变不变，弹簧则逐步恢复到原来未拉伸的状态？因此维持该应变所需要的应力逐渐减小，产生应力松弛？松弛时间在一定程度上说明了材料的黏？弹性能，它是黏性和弹性同时存在的结果？松弛时间是表征材料黏？弹特性非常重要的一个指标？松弛时间长，说明材料的黏性效果显著;松弛时间短，则说明材料的弹性显著，材料应力消减较快？此外，还有三原件麦克斯韦模型(图1-3)，在后面秸秆的应力松弛试验中会具体阐述？
　　第二节秸秆的机械特性
　　农作物秸秆机械特性的研究主要是在对秸秆力学特性掌握的基础上进行的？秸秆的力学特性与秸秆的品种？生长周期有关，同时也与秸秆自身的含水率和在机械力作用下的形变方式有关？深入了解秸秆的机械特性，有助于农业机械化的研究与推广，也是提升农作物秸秆收集技术的重要工作？

　　……

序言