帕合尔鼎·阿布来提,郭 磊,喻 晨,孔令卓,吐尔逊娜依·热依木江

(新疆农业科学院 农业机械化研究所,乌鲁木齐 830091)

0 引言

新疆维吾尔自治区是我国重要畜牧产业区,具有丰富的草场资源和良好的天然气候条件,随着国家针对畜牧业政策的支持和优化调整,新疆维吾尔自治区的畜牧业得到快速发展,并提高了对生产力的需求,畜牧机械化成为畜牧业发展的重要需求之一[1]。牧草资源是畜牧业发展所依托的重要资源,能为家畜养殖提供大量饲料资源,是家畜的主要饲料源之一。近年来,面对牧草资源利用不足、草原退化、饲料短缺等一系列问题,我国畜牧机械化产业得到了快速发展,畜牧机械在我国东北、华北、内蒙古、新疆等天然草场区域和人工草场区域得到广泛应用,牧草的种植、收获等机械设备的销售量和使用量持续增加,为畜牧业的饲料保障提供生产力基础,牧草生产的配套机械技术优势得到充分凸显[2]。

1 牧草生产机械化的发展特征

1.1 现状与生产需求

牧草生产机械化技术是现代畜牧机械化发展的重要组成部分,美国、加拿大、法国、澳大利亚等国家非常重视牧草生产机械的开发,牧草生产、收集、加工处理机械设备十分丰富,相对而言,我国牧草生产机械发展起步较晚,但在国家针对畜牧业的政策调整及畜牧业的规模化和专业化发展驱动下,畜牧业在完成产业结构调整的同时也加速了机械化建设力度,机械装备普及率持续增加,饲料产业已成为继粮食作、经济作物相关产业之后的农业第三经济增长点,牧草生产的机械化发展尤为重要。在新疆地区的关键农牧区,除利用丰富的牧草资源外,人工种植苜蓿、燕麦草、青贮玉米等牧草面积逐渐扩大对于机械化的需求持续增加[3]。

总体上看,畜牧业的发展与农业产业的发展趋势类似,在现代化发展过程中,受到生产效率不足和人力资源短缺问题的影响,对于机械化智能化设备的需求持续增加,一方面,因人工草场面积扩大和草场栽培的防风固沙优势,需要大量草场播种、栽培等机械装备;另一方面,牧草的高产需要性能优异的牧草种子加工处理机械、收获机械、产后加工机械装备作为饲料产业的基础保障。因此,牧草生产机械成为畜牧业发展的重要需求,直接影响畜牧业的发展速度和现代化程度。

1.2 主要类型与作用

在畜牧业机械化整体发展的推动下,现阶段新疆应用的畜牧机械主要包括耕整播种机械、收获机械、加工机械三大种类。

1.2.1 耕整播种机械

耕整播种机械的主要功能包括对耕地的处理和草种的播种。配套的机械设备包括圆盘耙、旋耕机、镇压器、播种机等。在正式播种前,需要对草场进行耕地平整和疏松,以便于按照农艺技术实施播种作业,现阶段的机械化播种主要采用牧草播种机实施,如图1所示为我国欧力德公司生产的苜蓿播种机,播种方式为圆盘地轮驱动圆盘开沟器开沟、排种器播种、平面镇压的作业模式[4]。

图1 欧力德苜蓿播种机

现代化的耕整和播种设备能够在有机配合下显著提高牧草播种效率,专门开发的排种器对于小颗粒种子的适应能力较强,尤其对于新疆维吾尔自治区的畜牧业集中区大面积人工草场建设具有积极作用,利用机械化播种能使工作效率达到0.4～0.8 hm2/h,部分机型还能实现免耕松土作业,且保墒效果好出苗整齐[5]。总体上看,机械化作业能有效保证播种的均匀性,保证牧草生长品质统一,能保证短时间内恢复落荒草场的产能,有效抑制环境恶化。

1.2.2 牧草收获机械

牧草收获机是牧草成熟产出后进行收割、收集的机械产品总称,牧草机械化收获的工艺流程如图2所示。现阶段,我国使用的牧草收获机械种类较多,根据其功能特征可分为割草机械、搂草机械、捡拾机械三大类,常用机型包括普通割草机、割草压扁机、横向搂草机、侧向搂草机、捡拾压捆机、捡拾集垛机、联合作业机等多种类型[6]。

图2 牧草机械化收获的工艺流程

机械化收获能有效提高牧草的收获品质,且通过不同的机型和工艺路线选择能满足牧草的不同处理需求。尤其对于新疆的牧草收获工作而言,大面积的牧草成熟期相对统一,机械设备使用季节性很强,且劳动强度较大,利用先进的机械设备代替人工收割处理牧草能显著提高生产效率,并降低人工成本投入,机械化作业与人工收获相比,平均生产率可提高20～45倍,作业成本的整体投入将降低约60%,且能更好的保证收获及时性,提高牧草品质,维持营养价值,保障资源充分利用[7]。

1.2.3 牧草加工机械

牧草加工机械是针对牧草收获后进行处理的设备,其主要包括两种类型,一种是简单的进行草捆压制加工处理,多用于干牧草的压制后直接饲喂,并便于存放,是传统加工形式之一;另一种是饲料化加工处理,分为粉碎加工和颗粒加工两种。粉碎加工是将牧草在高温干燥环境中烘干,并利用粉碎机将干燥牧草破碎成草粉的加工方式,草粉的含水率通常在10%～15%,可作为牲畜饲料或饲料原料使用;颗粒加工是以草粉原料为基础,将草粉与水蒸气混合并压制成为饲料颗粒(图3),牧草制造的颗粒饲料具有便于储存、成品化好等优势,且饲料制造过程可适当添加营养成分,提高饲料应用价值。据统计,我国牧草颗粒饲料的年产量约在58万～60万t,达到牧草利用率的8%～9%。尤其从现代化的畜牧饲养条件来看,颗粒化的加工饲料能有效匹配自动饲喂等机械设备,提高畜牧养殖的自动化程度,有利于牲畜养殖质量和出栏率的提高。

图3 牧草颗粒饲料产品

2 新疆畜牧业的发展对牧草机械化需求

2.1 生产能力需求

随着养殖结构不断优化,新疆地区的牲畜存栏量和出栏量持续增加,预计到2025年,肉羊饲养量超1亿只,存栏达到5 500万只,规模养殖比例达到50%以上,羊肉产量达90万t。肉牛饲养量达1 500万头,存栏达800万头,规模养殖比例达50%以上,牛肉产量达90万t,出栏率稳定在38%以上。生产规模的扩大促进牲畜存栏量的持续增长,对于牧草类饲料的需求持续增加,要求大量优质机械产品适实批量化牧草栽种、植保、收获与后期加工处理,进而保证越来越多的新疆标准化养殖小区饲料供给。

2.2 生产安全需求

畜牧业的饲料品质直接影响牲畜的健康状态,因此需要更多优质农机完成科学的牧草栽培与收获、处理过程。一方面高效率的植保机械、收获机械保障牧草良好的产出品质,保持牧草的营养价值;另一方面利用现代化机械加工设备提高牧草饲料的保存周期,降低饲料霉变、病虫危害滋生的可能,有效预防饲料类的致病因素。

2.3 标准化饲料供给需求

总体上看,新疆地区的畜牧业实现了快速发展,对于机械化的需求持续提高,尤其在饲料供给方面,需要大批量品质统一、易于存储、成本较低的优质饲料供应链,牧草的机械化处理成为满足需求的重要一环。同时,需要更好的系列化、成套化的牧草饲料生产线设备,为高质量饲料供给提供保障[8]。

3 牧草生产机械化意义

3.1 有利于合理安排作业时机

牧草机械设备的普及和应用能有效保证牧草生产各个环节的劳动力供给,替代传统人工作业的同时,能更好保证各项工作的如期开展。尤其在播种、收获、加工等关键时期,机械化生产能够在最适宜的时间段快速完成生产任务,有利于全面提高牧草品质。

3.2 有效提高生产效率

牧草机械化作业能显著提高劳动生产效率,保证大面积草场的生产任务高效率完成,能更好适应草场面积持续扩大化的劳动力需求,并利用高效的宽幅农业机械作业实现优质作业。尤其对于病虫害等影响较大的问题,能做到快速防治,有效减少生产损失。

3.3 提高牧草利用率

牧草机械化生产与人工种植、管理和收获相比,牧草产量和产出品质显著提高,同时收获、加工处理过程中牧草浪费、霉变损失量相对降低,牧草饲料转化率得到提升,同时,用于牲畜养殖的牧草饲料直接饲喂利用率显著增加。

3.4 提高加工处理品质

随着机械技术的快速提升,用于牧草生产使用的机械设备种类不断丰富,设备功能更为科学,在牧草压块、制粉、颗粒制造等过程中的加工品质逐渐提升,使牧草产出的饲料更适合现代化畜牧业的使用特征。

3.5 有利于特色化开发

在畜牧业机械化的驱动下,牧草生产和加工的相关机械设备逐渐向多功能和模块化发展,尤其以饲料行业最为典型,在现代化的机械饲料生产线上,可以通过用户定制饲料的种类,包括颗粒大小、添加成分、牧草原料类型等,进而为不同牲畜、不同饲养环境提供专属饲料,全面提高饲料经济价值。

4 结语

在农业机械化的快速发展下,新疆牧草产业的机械化程度得到了快速发展,尽管现阶段与大田农业生产和主要农作物的全程机械化程度相比仍存在一定差距,但牧草生产的机械化产品种类逐渐丰富,相关技术也实现了提升与发展。总体上看,为保障畜牧业的规模化发展,牧草机械化已成为重要的基础保障,相关机械技术事宜在新疆牧区进行推广与应用。