基本信息

書名：農作物秸稈收集技術與裝備

定價：138.0元

作者：李樹君

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2015-05-01

ISBN：9787030443298

字數：600000

頁碼：

版次：1

裝幀：精裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

《農作物秸稈收集技術與裝備》可供從事農作物秸稈收集研究的科研院所、大專院校的學者與師生閱讀，也可供本行業各級領導、管理人員，以及從事秸稈收集、加工産業的企業傢、技術人員、專業閤作社和相關農民參考。

內容提要

《農作物秸稈收集技術與裝備》分為兩篇。篇為機械特性篇，重點介紹瞭小麥、水稻、玉米和棉花4種主要農作物秸稈的自然性狀、主要機械特性和測定方法，以及根茬與土壤的分離機製，為秸稈收集技術與裝備的開發奠定瞭理論基礎；第二篇為裝備技術篇，重點介紹瞭主要農作物秸稈收集所需的切割收獲、根茬收獲、撿拾打捆及搬運、裝載等裝備的結構原理，主要機型及技術參數等內容，呈現瞭本行業的新技術和成果。《農作物秸稈收集技術與裝備》有大量珍貴的圖錶輔助閱讀，有助於讀者對內容的理解和掌握。《農作物秸稈收集技術與裝備》是一部內容豐富，兼具科學性、先進性與實用性的著作。

目錄

作者介紹

文摘

章緒論
　　農作物秸稈是世界上豐富的生物質資源之一，它包括各類農作物在獲取其主要農産品後剩下的莖葉或蔓藤等？其中，以玉米？小麥？水稻3種主要糧食作物的秸稈為主，棉花秸稈在新疆等地有相對集中的資源？我國是農業大國，在生産糧食的同時，也産齣瞭大量農作物秸稈？據統計，2012年全國秸稈總産量約達9.2億t？
　　作為一種産量巨大？與生物過程密切相關的可再生資源，近年來，隨著我國農業經濟和農村生活方式的改變，秸稈用於生活燃料和農戶傢畜飼料的需求明顯降低？在土地復種前，為趕農時和不影響下一茬作物種植，很多地區的農作物秸稈被焚燒，不僅造成瞭資源的巨大浪費，還嚴重汙染瞭環境？為適應現代農業的發展，提高資源利用效率，迫切需要發展機械化？規模化秸稈收集利用技術與裝備，實現秸稈的及時收集？穩定利用，不斷滿足工業化利用秸稈的規模標準和持續要求？
　　玉米？小麥？水稻和棉花秸稈約占我國農作物秸稈總量的90%，主要分布在河北？內濛古？遼寜？吉林？黑龍江？江蘇？河南？山東？湖北？湖南？江西？安徽？四川？雲南等糧食主産區，單位土地麵積秸稈資源高的省(直轄市)依次為山東？河南？江蘇？安徽？河北？上海？吉林？湖北等？産區土地麵積廣，地形結構復雜，在農業生産中存在著極大的地域差異？不同種類的秸稈有不同的組織結構和機械特性，同一品種在不同産地也有差異？氣候和地形不同，農作物種植的方式？復種指數和收集的緊迫程度也有差彆？發展秸稈收集技術與裝備，必須協調農業各個環節的工作，將秸稈的收集特點？應力行為與農業機械設計結閤起來，將農作物的品種？種植方式和秸稈收集技術與裝備結閤起來;必須走與我國農業生産相適應的道路;必須實現種植規範化和農業機械化的協同發展？
　　開展秸稈機械特性研究是發展秸稈收集技術的基礎，開發一批現代化的收集？儲運裝備，在解決秸稈集中收集與持續均衡需求的矛盾？保障規模化與標準化秸稈供應和促進工業化發展等方麵，具有不可替代的作用，而發展農作物秸稈收集技術與裝備是我國發展農業現代化，實現能源？環境可持續發展的重要內容之一？
　　近年來，在國傢863計劃等主體科技計劃的支持下，加強瞭對農作物秸稈收集技術的研究，取得瞭一批先進的技術成果，使農作物秸稈收集？儲運機械化整體水平得到瞭顯著提高？
　　節秸稈的自然性狀
　　秸稈之所以被稱為資源，是因為農作物光閤作用的産物有一半左右存在於秸稈之中？農作物秸稈是一種有機物，它由可燃質？無機物和水分組成，是極其寶貴且産量巨大的可再生生物質資源？在我國生物質總資源量中，秸稈資源占一半，它含有豐富的有機質和無機物，不僅含大量的碳？氮？磷？鉀？鈣？鎂？硫和矽等營養元素，還富含縴維素？半縴維素？木質素和蛋白質等有機物質，可以說秸稈是一種可以資源化利用的“固體廢棄物資源”？
　　一？秸稈的物理性質
　　秸稈的基本物理性狀指標是研究秸稈力學特性的基本參數？農作物秸稈多為直稈狀，中空或實心圓柱，整個秸稈由一個或多個節間組成？主要性狀指標包括株高？葉鞘高度？秸稈質量？葉鞘質量？穗長？穗質量？含水率？節間距？內徑？外徑？壁厚？秸稈橫截麵積？其中，含水率在秸稈原料基礎理論和加工利用的研究中具有重要作用？
　　目前國內對秸稈基本物理性狀的研究主要是按農作物的種類分彆研究的？通過對不同生長期的小麥進行壓縮？彎麯和剪切試驗，得齣瞭小麥秸稈生物力學性質與形態？生理指標的相關關係，為建立實用的生物力學評價體係奠定瞭基礎(梁莉和郭玉明，2008)？從能量角度分析小麥和棉花秸稈的剪切特性(大剪切力？剪切強度和剪切能)錶明，含水率與小麥和棉稈的剪切特性顯著正相關，而剪切速率與3個指標顯著負相關？在不同含水率的玉米秸稈中，在秸稈直徑和變形位移相同的情況下，隨著玉米秸稈含水率的不斷增加，秸稈彎麯載荷呈先下降後平穩的趨勢？穿刺載荷呈不斷下降的趨勢？通過研究水稻倒伏對産量影響及倒伏和株高的關係得齣，株高過高特彆是下部兩個節間過長是倒伏的重要原因(李榮田等，1996)？
　　由於試驗測試的目的不同，試驗測定的秸稈的力學性能指標也不盡相同？同時，各類研究中主要的力學性能指標包括抗彎摺斷力？壓力？剪切力？彎麯應力？扭轉應力？慣性矩？撓度？彈性模量？剛性模量？抗拉強度？抗剪強度？抗壓強度？剪切能？抗衝擊能等？通過測定秸稈的這些性能指標，能揭示秸稈的物理性質？
　　二？秸稈的化學組成
　　農作物秸稈是天然生長的有機高分子材料，其主要化學組分為縴維素？半縴維素？木質素，還含有果膠？多糖和蛋白質等成分？縴維素是秸稈中的主要成分，賦予植物秸稈彈性和強度？半縴維素由多聚糖組成，以無定形狀態起著基體粘結作用，其在儲存過程中易水解，從而轉變成木質素？木質素由苯單體構成，是具有三維空間結構的天然高分子化閤物，它的存在賦予植物體高的硬度和剛度？以玉米秸？稻草？小麥秸？棉稈為例，其主要營養成分對比分析參見錶1-1？
　　縴維素是植物細胞壁的主要成分，相當於秸稈的骨架物質？在一定秸稈體積內縴維素含量愈高，組織愈密實，其抗彎摺的強度愈高;反之，單位體積縴維素含量愈少，其材質愈疏鬆，抗彎摺的強度愈低？半縴維素是構成植物細胞初生壁的主要成分之一，它與伸展蛋白？結構蛋白？壁酶？縴維素和果膠等一起構成具有一定硬度和彈性的細胞壁？半縴維素以無定形狀態滲透在骨架物質之中，起著基體粘結作用，以增強眾多縴維整體的強度？木質素是一種復雜酚類聚閤物，具有使細胞相連的作用？木質素填充於縴維素構架中以增強植物體的機械強度，雖然其強度比縴維素弱，但能提供剛度並改善秸稈的耐久性？由此可見，秸稈的解剖結構與力學性能也有密切的相關性？秸稈中的維管束既是有機物質運轉的通道，又是增強秸稈抗倒強度的因素之一？維管束的數目多？麵積大有助於增強秸稈的堅韌性？同時秸稈的錶皮細胞壁厚？層次多？厚度大也有利於抗倒伏？秸稈的抗彎摺斷力與莖壁厚度？維管束數？厚壁組織(包括細胞層數和胞壁厚度)的發展程度呈正相關，尤其與厚壁細胞的厚度相關為密切，其次與維管束和秸稈粗度相關？
　　莖壁機械組織厚度大，錶皮細胞壁厚？層數多？厚度大，秸稈中維管束數目多？麵積大是重穗型品種抗倒伏的重要原因(淩啓鴻和張洪程，1994)？厚壁細胞中積纍著大量的縴維素和木質素，厚壁細胞增厚與維管束增多，均是秸稈充實？抗倒能力增強的內在標誌？研究錶明，稈壁薄？髓腔大是秸稈劣質的錶現，優質秸稈的稈壁厚，髓腔大小適中(王勇等，1998)？小麥秸稈呈各嚮異性，其強度和彈性主要取決於縴維素？半縴維素和木質素的含量及其連接形式和排列方式？在同一狀態下，小麥秸稈的拉伸強度隨縴維素含量的增加而增大？小麥秸稈中木質素？蛋白質？鉀的含量與秸稈抗倒伏的能力呈正相關？
　　三？秸稈的流變特性
　　除瞭物理性狀和化學組成的研究之外，已經開展瞭對農作物秸稈流變性能的研究？流變學是研究物質在力的作用下變形或流動的科學，在流變學中，物體的力學參數有力？變形和時間？材料的黏？彈特性是研究材料流變學的主要方麵，其基本現象包括蠕變？應力鬆弛？滯後現象和力學損耗等？農作物秸稈作為一種天然的高分子材料，同樣具有黏？彈特性，農業物料的流變學性質對於農産品的加工和農業機械的設計有重要的影響？
　　隨著農業工程學科的發展，深入研究農業工程涉及的農業物料的力學問題，愈加重要，它已經發展成為力學的一個重要分支—農業物料力學？在秸稈物料特性的研究中主要涉及秸稈的流變特性和機械特性？物體受力後，會發生空間位置的變化，或自身形狀和尺寸的改變，或二者兼而有之？上述受力後的變化，有些是不成比例的，有些是不同步的？流變特性就是研究應力-應變-時間三者之間的關係，研究這種關係的學科稱為流變學？
　　許多農業物料的個體是生命體，其形狀？尺寸？水分？呼吸與吸濕？排水等都是隨生命過程而變化的，並且在很大程度上受環境因素(溫度？濕度？空氣成分等)的影響，這些因素使物料特性韆變萬化，增加瞭研究分析的難度？提齣物質流變特性有利於對上述問題認識的深化，使生産加工的針對性增強，機械裝備的設計依據更加充分，産品質量的控製檢查更科學？
　　在秸稈的流變特性中，為瞭研究復雜黏？彈性物質的流變性質，往往需要建立一些相應的力學模型來簡化計算？力學模型可以是單一的簡單模型，也可以是多個簡單模型組閤而成的復雜模型？簡單模型有虎剋模型？阻尼模型和滑塊模型？虎剋模型是完全彈性體的力學錶現，即施加載荷的瞬間同時發生相應的變形，變形的大小與受力的大小成正比？阻尼模型代錶完全黏性體的性質，即牛頓流體的性質，施加載荷後，阻尼物體開始運動，去除載荷後，其立刻停止運動並且沒有彈性恢復？而滑塊模型代錶有屈服應力存在的塑性流體性質？
　　人們經常用黏壺來代錶牛頓體？若維持應變不變，彈簧則逐步恢復到原來未拉伸的狀態？因此維持該應變所需要的應力逐漸減小，産生應力鬆弛？鬆弛時間在一定程度上說明瞭材料的黏？彈性能，它是黏性和彈性同時存在的結果？鬆弛時間是錶徵材料黏？彈特性非常重要的一個指標？鬆弛時間長，說明材料的黏性效果顯著;鬆弛時間短，則說明材料的彈性顯著，材料應力消減較快？此外，還有三原件麥剋斯韋模型(圖1-3)，在後麵秸稈的應力鬆弛試驗中會具體闡述？
　　第二節秸稈的機械特性
　　農作物秸稈機械特性的研究主要是在對秸稈力學特性掌握的基礎上進行的？秸稈的力學特性與秸稈的品種？生長周期有關，同時也與秸稈自身的含水率和在機械力作用下的形變方式有關？深入瞭解秸稈的機械特性，有助於農業機械化的研究與推廣，也是提升農作物秸稈收集技術的重要工作？

　　……

序言