新疆阿克苏地区农田残膜回收利用分析

张金城

（新疆阿克苏地区农业技术推广中心，新疆 阿克苏 843000）

保持农田“本色”，保护和提升农田“地力”，是农业迈向高质量发展的基础。随着农业地膜覆盖栽培技术的推广普及，农用地膜长期连年使用，地膜污染[1-4]、土壤障碍[5-6]和“三丝”（化学纤维、丝、麻、毛发、塑料膜等异性纤维）问题也愈加突出，“白色污染”已成为农田“失色”的重要原因[7]。 近年来，新疆阿克苏地区高度重视农田面源污染治理工作，制定并印发了《阿克苏地区加强农田废旧地膜污染治理工作实施方案（2018—2020 年）》[8]，以宣传教育为先导、强化法治[9]为核心、机械化回收控源和再利用为重点，通过政府强力推进[10]、各部门协作联动、明确治理主体、完善政策机制等，稳步推动了残膜机械化回收技术及废旧地膜加工循环再利用技术的发展。 但在治理农田“白色污染”的行动中，目前还存在残膜回收机械装置研发滞后、废旧地膜回收利用机制不健全、产业链不完善等问题，尤其是残膜回收机型呈现“多乱杂”状况，单机作业效果和综合性能有待提升。

2021 年阿克苏地区农业技术推广中心农机站组织专业技术人员针对2020 年残膜回收情况开展了专题调研，通过到田间地头察看残膜回收作业现场、到残膜回收站点实地调查、跟踪机主询问了解用机实际感受等方式，了解掌握本地范围内现有残膜回收机生产厂商、销售机型、作业参数等相关信息；在综合对比评测众多机具的基础上，重点介绍残膜回收作业性能相对稳定、作业效率高、故障率低、回收效果好、适合在本地区推广应用的残膜回收机型； 并分析总结本地残膜回收存在的技术问题，为相关研发单位和生产企业对残膜回收机进一步优化升级提供合理化建议。

1 阿克苏地区残膜回收基本情况

1.1 2020 年残膜回收面积、回收率

2020 年全地区地膜覆盖栽培面积为58.86 万hm2，地膜使用量为4.39 万t，地膜回收量为3.70 万t，回收率达到84%， 从而有效遏制了地膜残留增量，达到了新疆维吾尔自治区要求当季地膜回收率80%以上的目标。

1.2 2020 年机械化残膜回收率

2020 年， 阿克苏地区残膜回收机市场保有量约为500 台，秋冬和春季2 季作业面积约为26.67万hm2，机械化残膜回收率接近50%。

1.3 残膜回收节点

1.3.1耕前地表残膜回收。耕前地表残膜回收是在作物收获后、耕地前将田间的残膜收起，目前以秋冬回收为主、春季回收为辅。春季回收残膜时，因地膜在农田经过了一个作物生长季及冬季，存在不同程度破损，且部分残膜与土壤粘连紧密，以及农作物秸秆尚存于农田中等，所以其回收难度较大。

1.3.2陈年耕层残膜回收。针对历年耕层内的残碎膜，结合秋翻、春耕犁地作业（作物播种前）进行回收作业。由于这部分残膜主要以碎片形式分布在不同的耕层，所以其回收难度大，回收率不高。

1.3.3作物苗期（头水前）残膜回收。针对棉花等当年铺膜的作物， 在苗期浇头水前进行残膜回收，回收率可超过90%， 但该方式只适用于地表灌溉棉田。 目前阿克苏地区基本上是膜下滴灌棉田，此残膜回收方式已基本不采用。

2 地表残膜回收机具的主要类型

目前，新疆阿克苏地区农田使用的地表残膜回收机具按功能分为以下3 种类型。

2.1 残膜回收与秸秆粉碎还田联合作业机

联合作业机型主要有新疆金天成机械装备有限公司制造的4CMJB-2.0 作业机、 新疆万航农业机械制造有限公司制造的4CMJ-2.0 作业机、 新疆钵施然智能农机股份有限公司制造的4JM-205Q作业机、 石河子鑫昌盛农机有限公司制造的4CMJ-2.0 作业机、 阿克苏市光大农机有限公司制造的1CMJD-2.0 作业机等。 这些机型具有以下优势： 能一次性完成秸秆粉碎与残膜捡拾2 项作业；采用风力和机械合力脱膜，脱膜干净利落，收回的地膜含杂量比分体机少，降低了后期“膜杂分离”的难度。但它们仍存在不少缺点，如机具结构复杂，质量大、负荷重；支承传动部件多，易发生故障，维修工作量大；作业质量（拾净率）不及单体机，且受地形、土质、作业工况等因素的影响大，适应性不强。

2.2 分体机

该类型残膜回收机具主要有新疆天诚农机具制造有限公司制造的4JMJ-3.0 秸秆还田及残膜集条机、4MSK-1.0 残膜回收机，阿克苏市大洋鑫鑫农业机械装备制造有限公司制造的4CMJ 秸秆还田和残膜集条机、4CMY-150 型残膜捡拾打包机等。其优势： 秸秆粉碎和残膜回收通过分体机分段作业，机具结构相对简单，质量轻、负荷小；支承传动部件少，故障率低，维修方便；价格不高，每台约为10 万元，机具的成本回收期短；通过集条机把地膜搂集在宽行之间再用回收机收膜， 拾净率超过90%，高于联合作业机。 其主要缺点包括：需2 台拖拉机和2 名机手，增加了作业成本；集条机搂集的地膜中易混入秸秆、杂草等，回收后“膜杂分离”难度大； 分段作业加重了拖拉机和农机具行走对农田的压实程度。

2.3 自走式残膜回收机

目前国内只有由陈学庚院士团队研发设计、由江苏常州汉森机械股份有限公司生产制造的4MZ-220 自走式残膜回收机。 其主要优势包括：因自带动力行走作业，大大减小了转弯半径，提高了作业效率；动力传输到工作部件的距离缩短，简化了传动装置的结构，缩小了其尺寸，传动精度和效率明显高于牵引式；容易实现液压传动，大大提高了控制灵活性、准确性和可靠性；具备高度空间上的优势，利于通过更长的振动链齿进行膜、秆、土的分离，回收的残膜含杂量较少。其缺点主要是：自带动力致使其结构复杂， 制造成本远高于牵引式机具；购机成本高，每台机具的价格在30 万元左右，成本回收期长。

3 地膜回收的政策措施

3.1 实施国家农机购置补贴政策

为激励各类农机社会服务组织购买残膜回收机，国家农机购置补贴政策规定：单台箱式残膜回收与秸秆粉碎还田联合作业机，最高补贴额为4.05万元；单台打包式残膜回收与秸秆粉碎还田联合作业机，最高补贴额为5 万元。

3.2 实施作业补贴政策

为调动机械化回收残膜的积极性，在阿克苏地区农田残膜污染治理项目示范区内实施了残膜回收作业补贴， 每666.7 m2作业补助为20 元。 2020年全地区补贴作业面积约为6.26 万hm2，补贴资金达1 879 万元。

3.3 培育地膜机械化回收合作社

为了大力扶持地膜机械化回收农民专业合作社的健康发展， 阿克苏地区坚持扶优扶强的原则，特别是把在脱贫攻坚、乡村振兴中发挥作用并做出突出贡献的农民合作社作为扶持重点。对重点扶持的合作社专门设立了购买残膜回收机专项奖励资金，购买1 台残膜回收机奖励16 万元，相当于买1台送1 台。 2020 年，全地区对重点扶持的10 个合作社购买的20 台残膜回收机进行了每台16 万元的奖励，共奖励资金320 万元。

3.4 执行国家农膜回收区域补偿制度

对农业农村部在本地区设立的残膜机械化回收示范县（市）进行资金补偿，以充分发挥其带头引领作用。 2020 年，示范县新和县和拜城县分别获得补贴360 万元和800 万元。

3.5 建立地膜残留监测点

定期定位监测地膜残留量，掌握地膜残留动态变化趋势，评价耕地地膜污染程度，形成以监测促治理的机制。 2020 年以来，在本地区8 个县（市）相继建立了20 个地膜残留监测点， 并对每个监测点补贴资金2 500 元，160 个监测点的补贴资金合计40 万元。

3.6 设立地膜回收利用信息化平台建设补贴

在“白色污染”治理中，为加快应用信息化、智能化、自动化技术步伐，以提高管理水平，对建设地膜回收利用信息化平台的阿瓦提县和沙雅县各进行了50 万元的平台建设资金补贴。

3.7 增加地膜回收网点，扩大回收范围

为通过增加回收网点来扩大地膜机械化回收的覆盖范围，阿克苏地区对地膜回收网点建设进行资金补助，每个网点补助15 万元。2020 年，新建17个网点，共计补助255 万元。

3.8 支持地膜减量行动

为倡导地膜减量行动，对玉米无膜栽培进行每666.7 m220 元的奖励。 2020 年，阿克苏市玉米无膜栽培面积达666.7 hm2，共计奖励20 万元。

3.9 营造根除“白色污染”的浓厚氛围

为了让更多的人树立自觉防治“白色污染”、保护生态环境的良好意识，并积极参与到残膜回收循环利用行动中来，阿克苏地区组织各县（市）大力开展了地膜污染治理政策法规的宣传及地膜规范使用执法活动，并对8 个县（市）都给予10 万元相关宣传、执法资金的支持。

4 残膜循环利用效果较好的2 种形式

目前，阿克苏地区残膜回收加工循环利用效果比较好的是阿瓦提县振中塑料制品有限责任公司（简称“振中公司”）和沙雅世纪光明污染治理科技有限公司，这2 家公司均执行了“谁生产销售、谁负责回收”的地膜生产者责任延伸制度。

4.1 振中公司残膜循环利用的做法

4.1.1严格落实“谁生产销售、谁负责回收”的地膜生产者责任延伸制度。 2020 年，振中公司为阿瓦提县丰收一场、二场、三场共1.33 万hm2棉田“统一供膜、 统一铺膜、 统一回收”。 为回收并加工利用1.33 万hm2棉田的地膜， 当年公司先后购买了30多台分体式残膜回收机进行残膜机械化回收作业，使当年地膜的回收率在85%以上。

4.1.2废旧地膜“膜杂”分离彻底。若将废旧地膜再生制成塑料颗粒，必须把地膜中混有的“秆、土、棉”等杂质清理分离出去。 为此，振中公司通过多方考察、引进消化、研发改进，于2019 年底建设了1 条秆- 膜、土- 膜分离清洗加工生产线。 清理加工的废旧地膜通过输送带喂入滚筒式筛选机进行第1道杂质分离后，送入挤压机将膜分割成6～7 cm 的碎片， 输送至第2 道水洗粉碎机进行分割水洗，再经搅笼式水洗机（6 道）和搓洗机多道水洗后，输送到26 m 长的沉淀池，利用重力沉淀彻底清除“秆、土”等杂质，然后将干净的碎膜输送到挤干机、风干机干燥，用提料机送到碎膜堆放池，最后按工艺要求送到地膜再生回收塑料颗粒机制成塑料颗粒，确保了废旧地膜循环再利用。

4.1.3废水零排放。 为了确保生产线在清理 “秆、土” 等杂质时不产生废水排放的二次环境污染问题，振中公司建造了1 个循环水沉淀池，生产线清洗残膜用水都流入到这个沉淀池，杂质沉淀净化后的水被送入生产线再次使用，如此循环基本无废水排放。

4.2 沙雅世纪光明污染治理科技有限公司的创新做法

4.2.1使用专用原料生产地膜。为提供符合国家标准的好地膜，该公司使用由中国石化集团公司北京化工研究院、化工销售华北分公司、中天合创股份有限公司等单位联合开发的EGF-34GL 高耐候地膜专用原料，此原料生产出的膜品质好、耐候时间长，回收时残膜的完整性好。 这一方面可以解决春季残膜回收难的问题，另一方面可以明显提高残膜回收率和回收膜的加工利用价值，有助于保障造粒料的质量。

4.2.2创新研发建设了“无水膜杂分选”生产线。对于废旧地膜回收后的加工利用，膜杂分选是主要瓶颈。该公司通过3 年的研发，成功建设了“无水膜杂分选”工厂化生产线。 生产线第1 段先处理膜渣中大量的土；送到第2 段通过旋转水环切粒工艺对膜进行切割和对秸秆缠绕打结，进行膜与土、秸秆的分离；将未分选干净的残膜回流到前段，再次分离；将分离后的膜打包，送到后段进行干洗。

4.2.3无水干洗。通过机械进一步将前段打包的膜分割破碎，通过高压强力将膜、土彻底分离；利用旋转产生的负压气流带动膜、 土高速摩擦产生静电，通过静电布袋除尘装置除去残留的土；经过反复干洗除杂，使残膜最终达到造粒标准。其优势：一是可节约水资源，并避免二次污染；二是采用的新技术、新工艺可降低能耗，促进地膜回收循环再利用产业的可持续发展。

4.2.4废料高效利用。 分离的秸秆，可以用于生物炭、木炭的加工制作；分离的土，可以作绿化用土、生物栽培土，也可以制成生物有机肥。

5 残膜回收机技术改进建议

5.1 进一步研发改进现有残膜回收机， 攻克膜杂分离技术瓶颈

目前残膜回收机回收的残膜中“秆、土”等杂质质量是膜质量的10 倍以上， 分离这些杂质的加工难度较大、成本过高，所以大多数回收的残膜没有被加工企业回收，致使地膜循环利用率低[1]。要继续支持鼓励“产学研推”各部门协作，对现有残膜回收机进行进一步的技术研发改进，提高残膜机回收作业时的膜、秆、土分离性能，降低回收膜的含杂率，以利于残膜回收后的加工再利用，促进地膜循环使用产业的健康发展。

5.2 研发耕层残膜回收机械

目前的残膜回收机具主要是回收当年表层残膜，而历年耕层残膜因缺少机具而无法回收[11]。 要支持鼓励农机企业加大土壤耕作层残膜回收机械的研发投入， 并对耕层残膜回收作业进行补助，推动耕层残膜回收作业市场的发展，减少耕作层残膜存量，彻底净化土壤。

5.3 提高残膜回收机的适应性、可控性

现有残膜回收机作业性能及可靠性能基本可以满足农田残膜回收的要求，但是适应性还有待进一步提高。如：现有的残膜回收机为了收边膜，大多设置了起边膜装置[12]；但不同地块的边膜深度以及土壤湿度、 松软度等参数对起膜装置技术要求不同，导致边膜回收效果较差，甚至有些地块的边膜回收率几乎为零，严重制约了残膜回收机拾净率的提高。今后对残膜回收机包括边膜装置在内的各工作部件，要加强改进设计，使调整技术状态、技术参数更方便，提高残膜回收机的适应性、可控性，以适应不同的作业条件。

5.4 提高使用维护方便性

目前， 当残膜回收机在作业中出现故障时，一般需要厂家的技术人员到现场进行排除。随着残膜回收机具的增多、作业范围的扩大，因相关厂家服务能力有限，极有可能出现问题解决不及时影响正常回收作业的状况。 因此，研发制造企业在残膜回收机具的使用维护方便性上也需要投入一定的研发力量，尤其是针对一些易损零件，要通过优化结构使其容易更换、调整，以便驾驶员在遇到相应问题时，可以不依赖厂家的服务，自己现场解决。