浅谈国内外残膜回收机的发展现状与趋势

2020-11-16许光明王浩宇牛云鹏

农业与技术 2020年20期

关键词：回收现状研究

许光明王浩宇牛云鹏

摘要：主要研究了国内外残膜回收机的发展现状，以及国内残膜回收机的特点并剖析存在的问题，为完善残膜回收机作业性能、提高残膜回收效率提出了一些建议和意见。并就未来的发展趋势做了一些探讨。

关键词：残膜回收机、回收、现状、研究

中图分类号：S2 文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20201030026

引言

20世纪70年代地膜覆盖技术引入我国以来，以其保温、保墒、保水、增产等显著特点，给农业生产带来巨大经济效益，被称为农业中的“白色革命”。随着地膜覆盖种植技术的推广，塑料薄膜的使用量迅速增加。然而，由于使用过的地膜难以被完整的回收，有大部分残膜被翻入土壤，逐年累计，造成土地严重污染。据测定，我国某些地区，地膜残留量少则45～75kg·hm-2，多则105～120kg·hm-2。我国大部分地区使用的薄膜为聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC），这种物质在土壤中会存留200～400a而不降解，残膜碎片影响了土壤对外界水分、养分的吸收，阻碍了土壤与外界的空气交换，使土壤中的微生物难以存活，破坏了土壤中的团粒结构，使农作物难以生长。由于残膜影响作物根系的生长，阻碍作物对水分和养分的吸收，使农作物的产量下降。有资料表明：连续3a残膜没有清理的地块，小麦产量下降2%～3%;玉米产量下降10%;棉花产量下降10%～15%。可見残膜对作物生长的影响十分严重，只有治理残膜污染才能保护农村的生态环境和保持农业可持续发展。

1 残膜回收机国内发展现状

1.1 国内的残膜回收机发展现状及存在的问题

随着地膜覆盖种植技术的大力推广，塑料薄膜的使用量迅速增加，产生了严重的地膜残留的污染问题。由于我国广泛使用的地膜厚度为0.007～0.01mm，与国外使用的地膜相比，厚度、强度等方面存在巨大差异，使用过的地膜难以被完整的收回，有很大部分残膜被翻入土壤逐年增加，造成土壤的污染严重，影响了农作物产量。

因此，我国的地膜残留问题比国外要严重复杂得多，仅以吉林省为例，在大垄双行种植区，已经累积了2.4万t的残膜需要回收。

人工回收残膜，劳动强度大，费工费时，回收效率低。所以，我国的科研机构和企业对残膜回收问题一直非常重视，投入了很多人力和物力进行研究。

我国最早研究的残膜回收机是20世纪70年代，至今已经30多年了，已经设计了多种类型，以农艺和收残膜时间划分，主要分为苗前期回收机、秋后收膜机、耕层内捡拾机、播前收膜机等。

上述几种残膜回收机的主要工作装置是拾膜装置、卸膜装置、收膜装置等，其中收膜装置是残膜回收机的关键部件。

国内残膜回收机收膜装置的结构形式主要有以下几种，伸缩杆齿式捡膜滚筒、弹齿式拾膜装置、铲筛式起茬拾膜装置、轮齿式拾膜装置、齿链式拾膜装置等，每种形式各有优点和短板，只能在一定范围内应用。

国内残膜回收机卸膜、拾膜主要有刮膜轮、推膜板、传送带和推膜拉杆几种形式。从卸膜效果来看，对于采用伸缩杆式捡膜滚筒收膜机构的回收机，采用传送带卸膜比较可靠;对于采用弹齿式拾膜结构的回收机采用推膜板比较合适;对于采用轮齿式收膜机构和齿链式拾膜机构的回收机，应用传送带、刮膜轮、卸膜杆都比较理想。

国内残膜回收机集膜部件主要有2种，1种是集膜箱，另一种是卷膜轮，破损较重的，已经成碎片的，用第一种效果较好;破损不严重，成条的，用第2种较好。

自20世纪80年代以来，经过30多年的研究，国内科研机构开发成功了几十余种型号的残膜回收机。主要有以下几种形式。

1.1.1 由甘肃省科研机构研制的是伸缩杆捡拾滚筒式，这种收膜机构工作可靠，捡拾率高，但是机构太复杂，价格略高（如图1）。

1.1.2 由沈阳高校研发的弹齿式拾膜方式

由地轮带动弹齿工作，收净率高，结构中有一个需要控制收膜弹齿工作位置曲线轨迹的轨道，便于脱模，加工难度很大，加工精度要求高。膜和杂草不能很好分离;

1.1.3 由内蒙古科研单位研发的铲式起茬方式

其工作时，就是前端铲子连根茬、土、膜一起铲起，经传送带送到鼠笼式滚筒进行土壤和根茬分离，工作可靠，收净率高，但是能耗太大，不经济，根茬和膜缠绕在一起，不好分离，不利于回收再利用;

1.1.4 由新疆农业大学和新疆农科院联合研制的灭茬收膜一体作业机

只适合于新疆平作棉田作业区（如图2）。

1.1.5 轮齿式和齿链式，都是苗期收膜，作业期受限，性能不稳定

无论哪种类型的残膜回收机，都不完美，存在各种问题，就目前来说，有机具本身的设计问题，也有外因。外因包括使用地膜的规格，回收时所遇到的缠绕问题以及膜与土壤、杂质的分离问题等。这就需要国内的科研机构加强合作，取长补短，提高理论研究，针对中国国内千差万别的实际情况，改进结构和工艺，进行大量的田间试验，解决地域和土壤等客观条件的制约和限制。

2 国外的地膜回收机发展现状

国外的地膜残留问题也一直是困扰地膜覆盖技术发展的一大难题，但由于欧美等发达国家，经济技术基础雄厚，采用了综合治理技术，残膜的危害比中国小的多，各国因自然条件和生产条件不同，对收膜机械和器具使用不尽相同。英国和前苏联采用悬挂式收膜，工作时，用松土铲将压膜土耕松，然后将薄膜收到羊皮网或金属网上。日本由于土壤都是火山灰，覆膜期短，膜厚度大，弹性好，收膜时缠绕扎在薄膜两端的绳索，将地膜回收。目前发达国家主要采用2种方式。

使用光降解膜、生物降解膜、植物纤维降解膜等，这些膜在地里无作用后会自动降解，对环境没有污染。

采用厚度0.02～0.05mm的抗拉强度大、耐老化的薄膜，一般能用2～3a。机械回收很容易，所以国外的残膜回收机结构比较简单，回收机的主要工作部件是起膜铲和卷膜辊，研究的重点是卷膜辊的线速度和机具的前进速度相匹配上。

国外在发展新型农膜技术的同时，也开发了一些农用卷膜器具和机具，并申报了专利，例如：

1993年sawyer和Roberson开发了1种卷膜回收装置，其工作原理是利用卷膜辊将地膜从地面卷起，该机具包含一个卷膜辊线速度和机具前进速度相匹配的机构。

1995—1997年，Books开发了1种残膜装置，这种机器利用振动装置将地膜与土壤分离，将地膜制成小球回收。

1998年r.L.Parish发明了1个装置，这种装置利用液压马达的流量来调节卷膜辊线速度与回收机移动速度相匹配。

国外由于使用的地膜厚度0.02～0.05mm，抗拉强度大，可以重复利用，秋后揭膜少，地膜回收容易，没有国内作业环境復杂，因此国外的残膜回收机结构相对简单，没有太多的可借鉴结构和经验。

3 残膜回收机的发展趋势

目前，由于大马力拖拉机的逐渐增多，残膜回收机的发展趋势是往联合作业上发展，即先铲除残留的秸秆和根茬，进行残膜回收作业。一次性作业实现秸秆粉碎还田，灭茬，残膜回收。新疆农科院研发的就是这种类型，适用于新疆不起垄的棉花种植区;另外就是避开根茬进行捡拾作业，这种方式节约能耗，避免了根茬等杂物与残膜缠绕的问题，但是这种方式影响拾净率，根茬附近的残膜收不净。未来，残膜回收机将更加大型化、集成化、复杂化。

4 结束语

通过本文，大致了解了国内外残膜回收机的发展现状及存在的问题，为改进和完善残膜回收机提供一些参考。

参考文献

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