残膜机械化回收的必要性及技术

赖志鹏

（新疆阿勒泰军分区，836599，新疆阿勒泰）

地膜在农作物种植中的覆盖应用，能够提升对低温环境下生长的农作物的保护效果，有助于减轻农作物生长过程中幼苗冻害情况的发生，对于杂草生长的抑制及农作物生长期的保持也有非常重要的促进作用，对于农作物产量及品质的提高均有帮助。地膜覆盖技术自引进以来，在各个农业种植地区均得到了广泛的应用和推广，对于农业产业的现代化发展起到了一定的推动作用。但是地膜覆盖技术在促进农业发展的同时也加重了农业生产中的环境污染问题，如何做好环境污染的治理是需要及时进行解决的关键问题。

1 农用地膜的特性

聚乙烯烃类有机高分子化合物是目前市面上常见农用地膜的主要成分，此类化合物难以在自然的农业生产条件之下进行高程度的降解，其在土壤中的留存时间能够达到200～400 年之久。大部分地膜的厚度处于0.006～0.008 mm，此类农用地膜在农业生产中应用，经过长时间的日照风化后破碎，破碎后的地膜会与农作物的残渣、根茎及土块等相互缠绕，混杂在土壤中，地膜应用之后的回收难度比较大[1]。有统计表明，目前每年农用地膜用量达到80～100 万t，相关农业部门针对地膜应用的专项调查显示，每年田间地膜的残存量能够达到当年地膜使用量的10%，经过多年的使用及累积，现在土地中残膜的积累量已经达到了百万吨之高。残膜的缠绕会导致土壤的通透性降低，残膜在耕作土层中的大量存在会形成多层次的阻隔层，对于土壤水分的循环移动也会产生影响，会导致微生物的种类减少、数量降低，分布呈现局限性，影响土壤整体的养分水平，对于农作物根系的正常萌发及生长非常不利，会加重农作物生长过程中干枯、烂芽、烂种情况的发生，甚至会导致农作物死亡，造成较为严重的经济损失[2]。

当前农业生产中常用的残膜治理方式仍然是以人工捡拾为主，但是人工捡拾需要消耗较大的劳动力，且捡拾效率比较低。与之相比，机械化回收技术的应用以及相关设备的推广，对于残膜回收效率的提升有所促进，也是残膜治理未来发展的重要方向。地膜覆盖技术在农业生产中的应用初期，相关技术研究人员便已经开始进行残膜回收技术的研究及分析，经多年的研究和试验，已推出了多种残膜回收机械，但是受不同农作物类型及农田环境差异的影响，尚没有完全有效的残膜机械回收技术。由于农作物收获当年地膜的粉碎性相对较弱，整体性较强，且强度较大，因此机械回收效果较好[3]。但是秋收之后，田间大量的秸秆残留和杂草缠绕会影响到残膜的正常回收，如回收的残膜中缠绕大量秸秆杂物，会对机械化残膜回收技术的操作产生影响，导致作业效率降低，作业质量下降，不利于残膜的回收利用。

2 农用地膜回收的必要性

2.1 保护土壤耕作层的需要

残膜留存会对土壤耕作层的物理性状产生一定的影响，大量残膜在土壤中的留存及积累，会对土壤内养分、水分的循环产生影响，进而干扰到农作物养分及水分的正常吸收。残膜的降解性较差，农作物种植地区残膜积累量的逐年增加及在土壤环境中的长久留存，也会对土壤的透气性能产生影响，导致种子的发芽、幼苗的生长受限，加重烂种、烂芽及幼苗枯黄、死亡情况的发生。有调查表明，小麦种植地区如进行连续3～5 年的地膜覆盖种植，且未进行有效的残膜回收，会导致小麦减产2%～3%，而玉米在同等条件下将减产10%左右，棉花减产将高达16%～23%。[4]

2.2 保护环境的需要

残膜如未及时进行回收，对于周边环境造成的污染也是非常严重的，不管是田间地头、周围村社还是林地、水体均会受到残膜活动的影响。残膜重量较轻，漂浮性较强，能够在农事活动作用下或者随着风雨四处散落飞扬，对于村容村貌的建设和水体环境的保护都非常不利，是影响当前美丽乡村建设的重要问题之一。

2.3 畜牧业健康发展的需要

残膜回收处理不当也会对畜牧业的健康发展产生一定的干扰。牲畜的主要饲料来源于农作物的秸秆，而秸秆中如存在残膜缠绕，将会导致草料中掺入大量残膜，牲畜食用过此类草料之后容易引发各类疾病，甚至导致牲畜消化功能损伤[5]。

3 残膜回收机的研究与发展现状

3.1 残膜回收机的类型及作业特点

残膜回收机根据残膜回收时期划分，主要为两种，分别是苗期和收获后期的残膜回收机具。玉米、棉花等农作物生长到中期时便会进行残膜的揭膜，此时便可进行回收，则为苗期残膜回收。此类地膜的使用时间比较短，强度较高，收膜质量较好，在残膜收膜之后便可进行中耕操作，残膜的回收率能达到50%，且对于苗株的损伤率较低，仅为1%左右。较为常用的苗期残膜回收机具大多选择带齿的卷膜轮，通过卷膜轮的作用实现残膜的挑起和集中收集。此类机具结构较为简单且使用便捷，收膜工作无需动力驱动完成，对于幼苗的损伤率比较低，工作效率较高，收获之后的残膜净度高[6]。机械回收作业的主要方式为挑膜、脱膜及集膜，该类机具首先需对膜边进行松土，将地膜缠起后挑高，通过集膜部件的集中与输送，进而完成残膜的回收。

3.2 残膜回收机应达到的基本技术要求

残膜回收机的作业部位及表面均需要确保光滑无毛刺，避免在实际作业过程中加重残膜的损伤程度，需要确保整机结构紧凑、操作简单便捷，在苗期残膜回收时需要做好苗株的保护，避免残膜回收导致幼苗受损。

3.3 残膜回收机设计应考虑的几个问题

（1）膜与茎秆、叶片、杂草混杂及裹土问题。在残膜回收时实现残膜与秸秆、杂草等杂物的拆分，是确保地膜回收再利用的关键。解决这一关键问题，能够提升残膜回收质量及经济效益，同时能够降低残膜回收机在作业过程中所承受的负荷及压力，膜箱的有效容积也有所提高，且经回收之后的干净残膜还能够实现二次利用。如达不到这一效果，经回收之后的残膜仍然需要进行进一步的工业处理，可能会导致二次污染。因此，在机具设计及优化方面，需要考虑如何实现残膜与农作物秸秆、杂草等杂物之间的有效分离。

（2）缠绕问题。解决残膜回收过程中的缠绕问题也是提升残膜回收质量的重要措施，可在残膜回收机易出现残膜缠绕的位置设计卸膜结构或者附加割刀，及时将缠绕的残膜割断，将所有卸掉的残膜集中放入集膜箱中进行统一回收，如此能够减轻残膜缠绕情况的发生。

（3）农用地膜质量和规格的影响。要想提升残膜回收效率和回收质量，需要确保地膜品质，通过明确地膜规格和管控生产质量，生产和应用抗拉强度高、回收简单的地膜，避免超薄残膜的使用，防止其对残膜回收造成影响。

4 结语

残膜如未及时回收，将会对其覆盖地区的土壤环境、农作物产量、农业机械化生产效率等产生直接影响，这也是现代化农村建设和乡村振兴发展的重大不利因素。如何将残膜进行有效回收，相关职能部门需要积极加大对残膜回收技术研究、应用及推广的支持和帮扶力度，农机部门需要积极引导农民参与残膜回收及使用优质地膜，通过提高地膜品质，减少残膜回收难度，进而实现高水平的残膜回收，保证绿色农业的健康发展。