土壤残膜回收机的研究

胡洁

摘 要：本文归纳了目前国内外残膜回收机的发展现状以及其存在的问题等方面的研究内容，概括了土壤污染、农作物减产以及不同时间段残膜回收设计等方面的观点，阐述了当今社会“白色污染”的严重性以及残膜回收农机具性能指标的研究的需求，总结了先前众多专家对残膜回收机的研究成果，并列举了实例。

关键词：残膜；残膜回收机；土壤污染；性能指标

中图分类号： S223.5 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）14-193-2

0 引言

地膜覆盖技术具有保证温度、滋润土壤、使农作物增产等优点，自其进入我国以来，使国内农业的生产取得了巨大的经济效益，也因此被称作农业中的“白色革命”。随着机械化、自动化的不断发展，地膜覆盖技术又一次被广泛推广，国内塑料薄膜的使用量也显著增加，年用量近数万吨且还在不断上升。然而，巨大的经济利益背后，却也带来了不少的麻烦，使用过的地膜大部分被翻入土壤逐年累计而不能被完整回收，这不但给农业生产和生态环境造成了严重的污染，同时，还会影响作物生长，降低作物产量。有资料显示：土壤中残膜连续三年没有被清理，会使小麦产量下降2%～3%；玉米产量下降10%左右；棉花产量下降10%～15%。可见残膜对作物生长农田环境的影响十分严重，因此，为了减少残膜对土地的污染，确保农业生产可持续发展，研制适宜的残膜回收机械迫在眉睫。

1 国内外残膜回收机发展现状

1.1 目前我国农用薄膜的使用情况

自20世纪70年代开始，地膜覆盖技术被引入国内并应用于蔬菜、瓜类的生产，随后，逐步应用于棉花、花生、西瓜等经济作物，至今已推广应用到玉米、小麦等多种作物的生产，解决了我国部分寒冷、干旱地区的增产问题。

目前国内地膜覆盖种植总面积已达300万公顷。在新疆以棉花、玉米、番茄等作物的种植为主。土壤覆盖了地膜使有限积温增加，农作物生育期相对延长，使产量大幅度提高。同时，使各种作物的种植范围不断扩大，在大部分地区都适宜种植，能更有效利用各地区土地资源；地膜的覆盖使土壤水分不易被蒸发，可促使作物根系向下生长，具有很好的抗旱作用，对于我国部分干旱地区利用有限水资源，推进农业发展有着巨大的战略意义。

1.2 残膜对农业生产的危害

农用塑料薄膜主要由聚氯乙烯（PVC）和聚乙烯（PE）等聚乙烯烃类化合物制成的，主要被用在温室塑料大棚和农用地膜中。其在自然条件下很难被降解，在土壤中可存留200～400年不被分解。目前，导致农村 “白色污染”的主要凶手就是地膜。残膜逐年积累在土壤中，会导致农业环境污染严重，农田的生态环境被破坏，并形成阻隔层，影响农作物根系对水分和养分的吸收，使种子在发芽、出苗期，出现烂种、烂芽等现象，同时，还会对农田作业机械的作业质量和效率带来影响。

1.3 国外残膜回收机的发展现状

残膜回收是目前世界各地都面临的一个棘手问题。英国采用的是悬挂式收膜机，工作时松土铲将土壤耕松，然后再将残膜收卷到金属网或羊皮网上，最后，收回的膜清洗干净后可进行二次利用。

在日本，回收残膜要相对轻松许多，原因在于其土壤主要是火山灰土，容易疏松揭膜；另一个原因是地膜较厚、韧性较好，且覆盖期相对较短，回收过程中可保持较大片块。

在法国、以色列等国家已研制出可控光分解地膜，对于埋入土层内的残膜却难以进行分解，目前尚未得到普遍应用。

在欧美一些国家，为防止残膜对土壤造成的污染，一是大力推广使用高强度、耐老化的地膜；二是积极研制开发新型地膜，如可在土壤中分解且不会形成有害物质的地膜。

1.4 国内残膜回收机的发展现状

国内残膜回收机具根据残膜回收时间的不同可分为：苗期揭膜机具、播前残膜回收机具、秋后残膜回收机具等类型[3]。由于苗期揭膜机具会对幼苗造成损坏，现已不是重点研究对象。秋后残膜回收机具存在因薄膜老化、作物秸秆的影响，残膜回收难度较大的缺点。本文主要介绍几种典型的播种前残膜回收机具。

CMJ-5型春秋两用密排弹齿式残膜回收机：该机在耕地平整后，播种前回收地表残膜，采用双排搂齿将地表上的残膜搂出来，其具有成本低、易推广应用等优点。

1M-2.6型播前地表残膜回收机：该机主要利用搂、扫、风、收的功能，将残膜收集起来，可将遗留在土壤中1-3cm深的残膜、秸秆一起收集起来，能够取代人工清洁田园，同时可解决春季劳动力拾残膜等问题。

4MQ-1.5型吸气式残膜回收机：该机主要采用挑膜轮将土壤中的残膜挑离地面至其风机吸口处，利用风机产生的负压风流将残膜吸入风机，之后吸送到集膜网箱中。吸气式残膜回收机只能回收地表上残膜且工作环境恶劣，易将尘土一同吸入膜箱，影响机具的使用寿命。

夹持式残膜回收机：该机具是由石河子大学机械电气工程学院采用“夹持”原理研制的残膜回收机，其不仅能将大小不同的残膜碎片回收，而且还适用于不同农作物的各个作业期。

2 目前残膜回收存在的问题

2.1 现有残膜回收机械不够完善

从我国现有机型来看，苗期揭膜机应用还不广泛，其仅用于水源较为充足的地区，对于我国北方干旱、少雨的大部分地区，不能进行大范围推广应用。耕层内残膜回收机和播前耕整地残膜回收机虽然具有结构简单、成本低优点，但其残膜回收率不高；另外利用常规机具改装的回收残膜机成本低，但过多的依赖辅助人员，而且回收率低，劳动强度大，也不能有效解决残膜回收。

2.2 残膜回收机具功能单一

目前，残膜回收机仅有回收功能，不能产生直接的经济效益，因此向农民推广较为困难。

2.3 残膜回收与农艺之间的矛盾

对于部分农作物，在苗期揭膜会造成土壤水分蒸发过快，如棉花滴水周期会缩短3～4天，故在滴灌棉花头水前不宜揭膜。对于秋后拾膜，农作物回收完毕后，紧接着要进行秋耕，残膜还未捡拾就被翻入耕层，还有些地区因农作物收获较晚，还未秋耕就进入了冬季，残膜只能到来年春耕时再进行处理。

2.4 农膜质量及规格问题

目前，我国采用的地膜普遍都是厚度非常薄、抗拉强度不高，这样的地膜不但给前期覆膜工作带来各种困难，同时也给后续收膜工作带来了各种不便，使不同类型的残膜回收机无法发挥最大的效用。

2.5 残膜回收机造价高

我国很多科研人员投入大量的时间和精力在农业机械化上进行研制农机具。残膜回收机也不是例外，但是其高额的成本使农民只能自己手工捡拾残膜，则造成残膜遗留在土壤中较多，从而“白色污染”愈加严峻。

3 残膜回收机的性能指标

残膜机械化回收能否达到预期效果，关键在于回收机具能否与作业环境相适应。则要求残膜回收机具既要能满足作业的技术要求，又能为农民取得较好的经济利益。因此，要在机具设计与制造过程中达到一定的性能要求，才能取得有效残膜回收成果。

主要体现在能否在规定的使用条件下无故障连续工作的可靠性，机具对作业环境的适应能力，作业质量的好坏以及机具的经济性与安全性。

4 总结

目前国内有关残膜回收机的设计和制造，主要集中在对传统机具的借鉴和改造上，主要将当年留置地表较为完整的残膜作为对象，但土壤中残留多年的残膜并未得到回收，因此，现有机具应用并不理想。多数的研究是局部的、个案的，有关土壤中残留的薄膜进行回收的残膜回收机的研究文献较少，特别是对较小片的、不易被发现的残膜回收等方面的研究缺乏，而针对清除土壤中较小片以及不易被发现的残膜有很重要的意义，需要深入的探索。虽然目前国内已研制出较多收膜机具，但其中仅有少部分残膜回收机型已经比较成熟。但任何一种机型，都有各自的优势和不足，开发和研制适宜的残膜回收机械还需付出更多的汗水和努力。

参 考 文 献

[1] 高杰.残膜回收机发展现状及存在问题[J].新疆农机化，2007（4）：18-19.

[2] 杨希晨，刘炳，龚军.残膜回收机的研究现状及存在问题[J].新疆农机化，2006（5）：15-18.

[3] 李小兵.CMJ-5型春秋两用密排弹齿式残膜回收机.新疆农机化，2010（2）：1-112.

[4] 闫海涛，努尔夏提·朱马西，陈发.浅析残膜回收机性能指标及保证措施[J].新疆农机化，2009（3）：8-9.

[5] 王志青.浅谈残膜回收机发展现状及存在的问题[J].农业机械，2008，（27）：25-30.