農(nóng)田殘膜撿拾回收機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及其在云南農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

華英杰等

摘要地膜覆蓋技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益，但同時(shí)農(nóng)田殘膜的回收成為了棘手的問(wèn)題。筆者分析了國(guó)內(nèi)外農(nóng)田殘膜回收機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀，指出在云南農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用殘膜回收機(jī)的不適應(yīng)性，并提出了在云南推廣使用殘膜回收機(jī)械的建議。

關(guān)鍵詞殘膜回收機(jī)；發(fā)展現(xiàn)狀； 不適應(yīng)性；云南

中圖分類(lèi)號(hào)S226.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A文章編號(hào)0517-6611（2014）06-01895-03

Abstract Film mulching technology has good economic benefits and social benefits in agricultural production. However， the agricultural plastic film recycling has become a thorny problem at the same time. This paper introduces the development status of domestic and foreign agricultural plastic film recycling machine， points out the development trend of residual film recovery machine and its inadaptation to agricultural production in Yunnan province， and finally makes some recommendations for promoting the use of the recycling machine.

Key words Film collector； Present situation； Inadaptability； Yunnan

地膜覆蓋技術(shù)自20世紀(jì)50年代應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以來(lái)，因其可提高土壤溫度、保持土壤水分、改善土壤環(huán)境和提高糧食產(chǎn)量而在全世界得到了迅速、廣泛的推廣應(yīng)用。我國(guó)于20世紀(jì)70年代初開(kāi)始試驗(yàn)、推廣地膜覆蓋技術(shù)。40多年來(lái)，隨著一系列地膜技術(shù)的推廣，應(yīng)用覆膜技術(shù)種植的作物已從最初的蔬菜、棉花等少數(shù)幾個(gè)品種擴(kuò)大到了玉米、煙草、果林苗木以及花卉等數(shù)十種，覆膜種植面積不斷擴(kuò)大，薄膜使用量也隨之不斷增加。據(jù)中國(guó)塑協(xié)統(tǒng)計(jì)，截止到2012年，我國(guó)地膜年產(chǎn)量達(dá)400×104 t左右，累計(jì)推廣面積達(dá)23 333.33×104hm2。覆膜種植已成為我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最重要的種植技術(shù)手段之一。

但隨著地膜使用量的增大，殘留地膜也越來(lái)越多，殘膜撿拾成了非常棘手的問(wèn)題。由于殘膜在土壤中不易降解，若不及時(shí)回收，一方面會(huì)形成“白色污染”，另一方面會(huì)對(duì)土壤造成污染和損害，從而影響作物生長(zhǎng)發(fā)育。目前，殘膜撿拾有人工和機(jī)械2種方式，人工撿拾勞動(dòng)強(qiáng)度大、費(fèi)時(shí)且效率低；相對(duì)于人工撿拾，使用機(jī)械對(duì)殘膜進(jìn)行回收時(shí)，可克服人工撿拾的不足，能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和殘膜拾凈率，是殘膜回收的有效方法。受經(jīng)濟(jì)條件以及現(xiàn)有殘膜撿拾機(jī)適應(yīng)性差等因素影響，目前，我國(guó)大部分地區(qū)的殘膜撿拾仍以人工方式為主，但從今后的發(fā)展來(lái)看，機(jī)械化撿拾是我國(guó)農(nóng)田殘膜回收的必然趨勢(shì)。

1農(nóng)田殘膜撿拾（回收）機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1國(guó)外殘膜撿拾（回收）機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀自20世紀(jì)60年代起，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化程度較高的日本、美國(guó)等國(guó)家對(duì)殘膜回收問(wèn)題進(jìn)行了研究，并研制出不同類(lèi)型的回收機(jī)具。英國(guó)主要采用懸掛式回收機(jī)。工作時(shí)，鏟齒將壓膜土耕松，將薄膜回收到金屬網(wǎng)上，回收后的薄膜經(jīng)清洗干凈后備用；日本使用的地膜強(qiáng)度較大、且其覆蓋周期短、加上土壤較為松軟且易揭膜，因此日本對(duì)殘膜回收處理的效果較好；法國(guó)主要使用卷筒式回收機(jī)，將回收的地膜卷在卷膜筒上，已備后用[5]。

國(guó)外所用的農(nóng)用地膜厚度大約在0.01～0.05 mm左右，其抗拉強(qiáng)度大、不易破碎、易回收且可重復(fù)使用。此外，發(fā)達(dá)國(guó)家從環(huán)保角度出發(fā)，開(kāi)始研發(fā)推廣新型覆蓋地膜，如生物降解地膜、光降解地膜、光學(xué)/生物雙降解地膜等。降解地膜使用后經(jīng)一段時(shí)間會(huì)自動(dòng)分解，形成無(wú)害物質(zhì)融入土壤中，但由于價(jià)格等因素的原因，目前尚未大面積推廣使用。從今后地膜回收的生態(tài)效益來(lái)看，應(yīng)積極推廣使用可降解地膜。

1.2國(guó)內(nèi)殘膜撿拾（回收）機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)地膜的使用情況與國(guó)外有所不同。我國(guó)農(nóng)用地膜普遍較薄，地膜厚度大約在0.005～0.008 mm左右，抗拉強(qiáng)度較低、易氧化且不易回收；另外，由于覆蓋周期長(zhǎng)，地膜老化嚴(yán)重，易呈碎塊狀；并且新舊地膜并存現(xiàn)象較為嚴(yán)重。

我國(guó)農(nóng)田殘膜主要以碎片的形式分布于土壤淺層，并隨年限的增長(zhǎng)而逐漸下移；據(jù)調(diào)查，殘膜置留在0～10 cm耕層處的占71.8%，10～20 cm耕層占22%，20～30 cm處占6.3%。受耕作和覆膜等因素的影響，殘膜碎片多呈水平、傾斜、塊狀等多種形態(tài)存在，由于農(nóng)田殘膜置留的特性，使得地膜回收機(jī)呈現(xiàn)多樣性。我國(guó)的地膜回收機(jī)于1982年開(kāi)始研發(fā)，現(xiàn)已研制發(fā)展了幾十種機(jī)型，但目前理論尚不完善，且與國(guó)外農(nóng)業(yè)較發(fā)達(dá)的國(guó)家相比，技術(shù)相對(duì)落后。下面對(duì)我國(guó)研發(fā)的各類(lèi)地膜回收機(jī)作簡(jiǎn)要介紹。

1.2.1按農(nóng)藝要求和回收時(shí)間不同分類(lèi)。

（1）苗期殘膜回收機(jī)。苗期殘膜回收機(jī)主要用于作物的苗期揭膜回收，由于覆蓋時(shí)間較短且在澆頭水前，地膜老化輕微，相對(duì)比較完整，另外地膜上的土壤較少，有利于地膜的回收，回收后有利于開(kāi)展中耕作業(yè)。雖然此時(shí)地膜回收率高，但由于受到水源灌溉等條件的約束，應(yīng)用相對(duì)較少。苗期殘膜回收機(jī)的代表機(jī)型有MSM3、CSM130B等。

（2）秋后殘膜回收機(jī)。

秋后殘膜回收機(jī)是在作物收獲后進(jìn)行殘膜回收；此類(lèi)回收機(jī)適于干旱地區(qū)推廣使用。作物收獲后，此時(shí)地膜完整性較差、破壞較為嚴(yán)重，加上秸稈等因素限制，容易造成撿拾部件的損壞，加大了回收難度。收后殘膜回收機(jī)種類(lèi)較多，代表機(jī)型有QSM2、1MC70、QS2以及4FS2聯(lián)合回收機(jī)等。

（3）耕后播種前殘膜回收機(jī)。

耕后播種前殘膜回收通常在作物收獲、土地翻耕以后，未播種前進(jìn)行。此殘膜回收機(jī)具常和整地作業(yè)同時(shí)進(jìn)行，節(jié)約農(nóng)時(shí)，效率較高，也有利于地膜回收，代表機(jī)型有4MQ1.5、4SZ3.0、1QMZ3.0等。

1.2.2按原理分類(lèi)。按原理可分為齒式殘膜撿拾機(jī)、刮板式殘膜撿拾機(jī)、旋耕篩網(wǎng)式殘膜撿拾機(jī)。

（1）齒式殘膜撿拾機(jī)。

①耙齒式殘膜撿拾機(jī)。其結(jié)構(gòu)由機(jī)架、動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、起膜機(jī)構(gòu)、撿膜機(jī)構(gòu)等各部分組成。其主要機(jī)構(gòu)是一組位于同一平面上的耙齒，一般沒(méi)有殘膜的收集裝置。工作時(shí)，殘膜被耙摟集一起，并由人工處理，隨意放置地頭或焚燒。此類(lèi)撿拾機(jī)容易被殘膜、殘茬、土壤所堵塞，堵塞后耙齒工作深度降低，嚴(yán)重時(shí)機(jī)具會(huì)架空從而失去殘膜撿拾功能。該機(jī)作業(yè)效率較低、排堵頻率高、容易撕膜，故適用于地表面殘茬、雜草較少、土壤堅(jiān)實(shí)度不大且平作或小壟種植作物的殘膜撿拾。②伸縮彈齒式殘膜撿拾機(jī)。該型機(jī)具的主要工作部件為滾筒和具有伸縮功能的直彈齒或弧形彈齒，彈齒分4組，呈放射狀沿滾筒圓周方向均布，每組又沿軸向直線均勻分布。滾筒起到限深、牽引膜和脫膜的作用，表面的孔還起到彈齒導(dǎo)軌的作用。工作時(shí)，由動(dòng)力輸出軸驅(qū)動(dòng)撿膜滾筒及其內(nèi)部的偏心機(jī)構(gòu)帶動(dòng)彈齒沿滾筒表面的孔作伸縮往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到挑膜、運(yùn)膜和脫膜的功能，從彈齒上卸下的殘膜又自動(dòng)收集進(jìn)入集膜箱，但是會(huì)有掛膜的現(xiàn)象。與耙齒式相比，伸縮彈齒式殘膜撿拾機(jī)具有作業(yè)效率高，工作阻力小，對(duì)殘膜的破損小，撿拾率高，纏膜率低，不易堵塞等優(yōu)點(diǎn)。但該機(jī)型不適于表面覆土太多太厚，雜草、殘茬較多，土壤堅(jiān)實(shí)度大、含水率高的場(chǎng)合。③

刮板式殘膜撿拾機(jī)。

刮板式殘膜撿拾機(jī)的核心工作部件是裝在同一軸上的刮板，刮板在動(dòng)力輸出軸的驅(qū)動(dòng)下，以恒定的速度旋轉(zhuǎn)，剝離地表的殘膜，殘膜在刮板翻轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的風(fēng)力作用下，被吹離地表，并在刮板的帶動(dòng)下進(jìn)入殘膜收集裝置，達(dá)到殘膜撿拾的目的。刮板式撿拾機(jī)還對(duì)地表殘茬具有收割作用，剪切后地表較為平整，殘茬存留量少，具有清理地表的作用，并且起膜深度小，一致性好，纏膜率小，對(duì)殘膜的再次破損程度小。此撿拾機(jī)械對(duì)地膜覆蓋周期短、地膜破損小、老化程度小、表面覆土少和平作種植作物的殘膜撿拾效果較好。但在殘膜破損嚴(yán)重和地表不平整、覆土深度大和植被密度大時(shí)，殘膜撿拾率會(huì)大大降低。④旋耕篩網(wǎng)式殘膜撿拾機(jī)。

旋耕篩網(wǎng)式殘膜撿拾機(jī)主要由旋耕部件、往復(fù)式振動(dòng)篩網(wǎng)、限深機(jī)構(gòu)、懸掛機(jī)構(gòu)和機(jī)架等組成。撿拾機(jī)工作時(shí)，機(jī)具前部的旋耕部分先將地表殘膜及膜下土層切碎并混合，然后由后部的起膜鏟將殘膜碎土混合體運(yùn)送到往復(fù)振動(dòng)的篩網(wǎng)表面，由篩網(wǎng)將碎土分離，最后將停留在篩網(wǎng)表面上的殘膜進(jìn)行收集以達(dá)到殘膜撿拾的目的。旋耕刀入土深度大，對(duì)土壤、殘茬切碎左右強(qiáng)，該機(jī)型具有較高的殘膜撿拾率，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，殘膜容易纏繞在旋耕刀柄上，造成旋耕刀入土困難，甚至工作失效。因此該機(jī)型清理工作量較大，生產(chǎn)率較低，適用于土壤堅(jiān)實(shí)大、含水率低的場(chǎng)合。

此外，按照功能還可劃分為：?jiǎn)雾?xiàng)殘膜回收機(jī)和聯(lián)合殘膜作業(yè)機(jī)。

2農(nóng)田殘膜撿拾（回收）機(jī)的研究發(fā)展趨勢(shì)

目前，殘膜回收機(jī)的研究發(fā)展趨勢(shì)主要有以下幾個(gè)方面：

（1）系列化。充分考慮不同物品種的殘膜回收特性，發(fā)展適合于不同作物，不同土壤和不同地區(qū)的殘膜撿拾機(jī)，擴(kuò)大殘膜回收機(jī)具的作業(yè)適應(yīng)性，以形成系列產(chǎn)品，滿(mǎn)足用戶(hù)需要。

（2）進(jìn)一步提高工作效率和撿拾率。目前工作效率和撿拾率的評(píng)價(jià)均是針對(duì)特定機(jī)型和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境而定的，如目前得到一定應(yīng)用多半為沙壤，旱作地區(qū)。因此一般是在保證撿拾率的基礎(chǔ)上，盡量提高生產(chǎn)效率。

（3）大力發(fā)展聯(lián)合作業(yè)機(jī)具。為減少農(nóng)機(jī)機(jī)具下地次數(shù)、降低作業(yè)成本，應(yīng)極力研發(fā)聯(lián)合作業(yè)機(jī)具，如收膜中耕復(fù)合作業(yè)機(jī)具，在苗期地膜回收后開(kāi)展中耕作業(yè)；收膜整地聯(lián)合作業(yè)機(jī)具，在作物收獲后開(kāi)展農(nóng)田整地作業(yè)為下次播種做好前期工作。

3殘膜撿拾（回收）機(jī)在云南農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的不適應(yīng)性

由于地膜對(duì)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)有一定效果，農(nóng)用地膜在云南也得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。據(jù)云南省農(nóng)業(yè)廳統(tǒng)計(jì)，2010年全省糧食作物地膜覆蓋栽培面積為78.91×104 hm2；2011年為100.62×104 hm2；截止到2012年，全省糧食作物地膜覆蓋栽培面積已達(dá)到117.92×104 hm2。在地膜使用量增加的同時(shí)，田間殘膜的數(shù)量也在逐年增加。而該地區(qū)的殘膜回收仍以人工撿拾為主，機(jī)械化回收則基本沒(méi)有應(yīng)用，這就增加了農(nóng)戶(hù)的勞動(dòng)強(qiáng)度和殘膜回收成本。

目前殘膜撿拾（回收）機(jī)在我國(guó)已有一定的生產(chǎn)和應(yīng)用，主要集中在北方旱作地區(qū)，以耙齒式和伸縮彈齒式居多，也產(chǎn)生了一定的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，但尚未得到大面積的推廣。殘膜撿拾（回收）機(jī)在云南省則使用極少，這主要是由于國(guó)內(nèi)現(xiàn)有回收機(jī)對(duì)云南的地形、地貌、土壤條件以及某些作物的覆膜種植方式仍存在不適應(yīng)的地方。

（1）云南為多山省份，丘陵、壩區(qū)、高原相間分布，地貌之間條件差異很大，類(lèi)型復(fù)雜，絕大多數(shù)耕地為坡地、半坡地，地形條件對(duì)機(jī)具行走裝置平衡穩(wěn)定性的要求較高。此區(qū)域特點(diǎn)極大限制了回收機(jī)具在云南農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的適用性；

（2）由于云南多山特征，地勢(shì)和緯度變化的復(fù)合，造成成土過(guò)程和土壤類(lèi)型多樣化，其中紅土壤占到50%左右。而這些土壤屬粘性土，有極大的塑性，其對(duì)起膜部件的工作阻力較大，而且土壤容易粘附在工作部件上，造成堵塞。此外，重粘土也對(duì)膜土分離造成了困難；

（3）云南煙葉等作物采用的壟作溝灌覆膜種植，而國(guó)內(nèi)現(xiàn)有回收機(jī)對(duì)平作覆膜地的撿膜效果較好，撿膜率較高，對(duì)壟作溝灌覆膜地的撿膜效果則不理想，甚至不起作用；

（4）對(duì)厚度較薄的膜、老化膜以及土壤中碎膜的撿拾效果不理想；

（5）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者對(duì)現(xiàn)代化生產(chǎn)模式認(rèn)識(shí)不足，農(nóng)民群眾依舊采用傳統(tǒng)手工方式進(jìn)行殘膜回收；其次農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，現(xiàn)有的回收機(jī)具其技術(shù)、科技含量等方面無(wú)法適應(yīng)相對(duì)復(fù)雜農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)；再次就是回收機(jī)具與農(nóng)藝也不相適應(yīng)。

4在云南推廣使用農(nóng)田殘膜撿拾（回收）機(jī)的建議

隨著云南省地膜覆蓋種植面積的不斷增大，田間的殘膜置留量也越來(lái)越多，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的破壞不斷加大。為了解決這一問(wèn)題，有必要大力推廣使用農(nóng)田殘膜撿拾（回收）機(jī)。

（1）政策方面。

大力宣傳殘膜置留田間對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)壞境的危害性，提高農(nóng)民對(duì)殘膜污染的認(rèn)識(shí)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者使用回收機(jī)械的積極性。

加大政策扶持力度和研發(fā)支持。加大殘膜回收機(jī)財(cái)政補(bǔ)貼力度和宣傳力度，提高農(nóng)民購(gòu)買(mǎi)回收機(jī)具的積極性；加大對(duì)農(nóng)機(jī)大戶(hù)的扶持，做好信息技術(shù)共享、服務(wù)等工作，促進(jìn)殘膜撿拾（回收）機(jī)械的普及和應(yīng)用，降低生產(chǎn)者的勞動(dòng)強(qiáng)度。建立健全的推廣體系，提高農(nóng)機(jī)推廣及服務(wù)能力。加強(qiáng)有關(guān)部門(mén)的合作，完善推廣網(wǎng)絡(luò)，做好推廣服務(wù)工作。

（2）技術(shù)方面。完善殘膜回收機(jī)具新技術(shù)、新理論的創(chuàng)新。在提高回收率和工作效率的同時(shí)，設(shè)計(jì)出適應(yīng)云南地形、土壤以及作物特性的殘膜回收機(jī)具，以滿(mǎn)足云南農(nóng)用殘膜回收的需要。研究回收殘膜聯(lián)合作業(yè)機(jī)具。根據(jù)我國(guó)目前情況，采用機(jī)械化清除殘膜時(shí)，要提高回收機(jī)具的使用率，減少機(jī)具下地次數(shù)減少作業(yè)成本，應(yīng)設(shè)計(jì)推廣諸如整地-收膜等聯(lián)合作業(yè)功能的復(fù)式聯(lián)合回收機(jī)械。改進(jìn)殘膜回收機(jī)撿拾膜機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。撿拾膜機(jī)構(gòu)是關(guān)系殘膜回收成功與否的關(guān)鍵。在設(shè)計(jì)撿拾膜機(jī)構(gòu)時(shí)，除解決好完整地膜與土壤、雜草的分離問(wèn)題外，還應(yīng)著重解決田間長(zhǎng)久置留的碎膜的撿拾問(wèn)題。

5結(jié)束語(yǔ)

地膜覆蓋技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益，在大量使用地膜的同時(shí)也面臨著殘膜對(duì)土壤環(huán)境污染的危害。今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)地膜的使用量將繼續(xù)保持增長(zhǎng)，而殘膜的回收僅靠人工作業(yè)，其勞動(dòng)強(qiáng)度大、回收率低、成本較高。相比之下，機(jī)械收膜成本低、回收率較高，優(yōu)勢(shì)明顯。所以設(shè)計(jì)出適應(yīng)性強(qiáng)的聯(lián)合作業(yè)殘膜回收機(jī)，并積極推廣廣泛使用具有十分重要的意義。

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