土壤殘膜回收機的研究

胡潔

摘 要：本文歸納了目前國內外殘膜回收機的發(fā)展現(xiàn)狀以及其存在的問題等方面的研究內容，概括了土壤污染、農(nóng)作物減產(chǎn)以及不同時間段殘膜回收設計等方面的觀點，闡述了當今社會“白色污染”的嚴重性以及殘膜回收農(nóng)機具性能指標的研究的需求，總結了先前眾多專家對殘膜回收機的研究成果，并列舉了實例。

關鍵詞：殘膜；殘膜回收機；土壤污染；性能指標

中圖分類號： S223.5 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）14-193-2

0 引言

地膜覆蓋技術具有保證溫度、滋潤土壤、使農(nóng)作物增產(chǎn)等優(yōu)點，自其進入我國以來，使國內農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)取得了巨大的經(jīng)濟效益，也因此被稱作農(nóng)業(yè)中的“白色革命”。隨著機械化、自動化的不斷發(fā)展，地膜覆蓋技術又一次被廣泛推廣，國內塑料薄膜的使用量也顯著增加，年用量近數(shù)萬噸且還在不斷上升。然而，巨大的經(jīng)濟利益背后，卻也帶來了不少的麻煩，使用過的地膜大部分被翻入土壤逐年累計而不能被完整回收，這不但給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的污染，同時，還會影響作物生長，降低作物產(chǎn)量。有資料顯示：土壤中殘膜連續(xù)三年沒有被清理，會使小麥產(chǎn)量下降2%～3%；玉米產(chǎn)量下降10%左右；棉花產(chǎn)量下降10%～15%。可見殘膜對作物生長農(nóng)田環(huán)境的影響十分嚴重，因此，為了減少殘膜對土地的污染，確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展，研制適宜的殘膜回收機械迫在眉睫。

1 國內外殘膜回收機發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 目前我國農(nóng)用薄膜的使用情況

自20世紀70年代開始，地膜覆蓋技術被引入國內并應用于蔬菜、瓜類的生產(chǎn)，隨后，逐步應用于棉花、花生、西瓜等經(jīng)濟作物，至今已推廣應用到玉米、小麥等多種作物的生產(chǎn)，解決了我國部分寒冷、干旱地區(qū)的增產(chǎn)問題。

目前國內地膜覆蓋種植總面積已達300萬公頃。在新疆以棉花、玉米、番茄等作物的種植為主。土壤覆蓋了地膜使有限積溫增加，農(nóng)作物生育期相對延長，使產(chǎn)量大幅度提高。同時，使各種作物的種植范圍不斷擴大，在大部分地區(qū)都適宜種植，能更有效利用各地區(qū)土地資源；地膜的覆蓋使土壤水分不易被蒸發(fā)，可促使作物根系向下生長，具有很好的抗旱作用，對于我國部分干旱地區(qū)利用有限水資源，推進農(nóng)業(yè)發(fā)展有著巨大的戰(zhàn)略意義。

1.2 殘膜對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害

農(nóng)用塑料薄膜主要由聚氯乙烯（PVC）和聚乙烯（PE）等聚乙烯烴類化合物制成的，主要被用在溫室塑料大棚和農(nóng)用地膜中。其在自然條件下很難被降解，在土壤中可存留200～400年不被分解。目前，導致農(nóng)村 “白色污染”的主要兇手就是地膜。殘膜逐年積累在土壤中，會導致農(nóng)業(yè)環(huán)境污染嚴重，農(nóng)田的生態(tài)環(huán)境被破壞，并形成阻隔層，影響農(nóng)作物根系對水分和養(yǎng)分的吸收，使種子在發(fā)芽、出苗期，出現(xiàn)爛種、爛芽等現(xiàn)象，同時，還會對農(nóng)田作業(yè)機械的作業(yè)質量和效率帶來影響。

1.3 國外殘膜回收機的發(fā)展現(xiàn)狀

殘膜回收是目前世界各地都面臨的一個棘手問題。英國采用的是懸掛式收膜機，工作時松土鏟將土壤耕松，然后再將殘膜收卷到金屬網(wǎng)或羊皮網(wǎng)上，最后，收回的膜清洗干凈后可進行二次利用。

在日本，回收殘膜要相對輕松許多，原因在于其土壤主要是火山灰土，容易疏松揭膜；另一個原因是地膜較厚、韌性較好，且覆蓋期相對較短，回收過程中可保持較大片塊。

在法國、以色列等國家已研制出可控光分解地膜，對于埋入土層內的殘膜卻難以進行分解，目前尚未得到普遍應用。

在歐美一些國家，為防止殘膜對土壤造成的污染，一是大力推廣使用高強度、耐老化的地膜；二是積極研制開發(fā)新型地膜，如可在土壤中分解且不會形成有害物質的地膜。

1.4 國內殘膜回收機的發(fā)展現(xiàn)狀

國內殘膜回收機具根據(jù)殘膜回收時間的不同可分為：苗期揭膜機具、播前殘膜回收機具、秋后殘膜回收機具等類型[3]。由于苗期揭膜機具會對幼苗造成損壞，現(xiàn)已不是重點研究對象。秋后殘膜回收機具存在因薄膜老化、作物秸稈的影響，殘膜回收難度較大的缺點。本文主要介紹幾種典型的播種前殘膜回收機具。

CMJ-5型春秋兩用密排彈齒式殘膜回收機：該機在耕地平整后，播種前回收地表殘膜，采用雙排摟齒將地表上的殘膜摟出來，其具有成本低、易推廣應用等優(yōu)點。

1M-2.6型播前地表殘膜回收機：該機主要利用摟、掃、風、收的功能，將殘膜收集起來，可將遺留在土壤中1-3cm深的殘膜、秸稈一起收集起來，能夠取代人工清潔田園，同時可解決春季勞動力拾殘膜等問題。

4MQ-1.5型吸氣式殘膜回收機：該機主要采用挑膜輪將土壤中的殘膜挑離地面至其風機吸口處，利用風機產(chǎn)生的負壓風流將殘膜吸入風機，之后吸送到集膜網(wǎng)箱中。吸氣式殘膜回收機只能回收地表上殘膜且工作環(huán)境惡劣，易將塵土一同吸入膜箱，影響機具的使用壽命。

夾持式殘膜回收機：該機具是由石河子大學機械電氣工程學院采用“夾持”原理研制的殘膜回收機，其不僅能將大小不同的殘膜碎片回收，而且還適用于不同農(nóng)作物的各個作業(yè)期。

2 目前殘膜回收存在的問題

2.1 現(xiàn)有殘膜回收機械不夠完善

從我國現(xiàn)有機型來看，苗期揭膜機應用還不廣泛，其僅用于水源較為充足的地區(qū)，對于我國北方干旱、少雨的大部分地區(qū)，不能進行大范圍推廣應用。耕層內殘膜回收機和播前耕整地殘膜回收機雖然具有結構簡單、成本低優(yōu)點，但其殘膜回收率不高；另外利用常規(guī)機具改裝的回收殘膜機成本低，但過多的依賴輔助人員，而且回收率低，勞動強度大，也不能有效解決殘膜回收。

2.2 殘膜回收機具功能單一

目前，殘膜回收機僅有回收功能，不能產(chǎn)生直接的經(jīng)濟效益，因此向農(nóng)民推廣較為困難。

2.3 殘膜回收與農(nóng)藝之間的矛盾

對于部分農(nóng)作物，在苗期揭膜會造成土壤水分蒸發(fā)過快，如棉花滴水周期會縮短3～4天，故在滴灌棉花頭水前不宜揭膜。對于秋后拾膜，農(nóng)作物回收完畢后，緊接著要進行秋耕，殘膜還未撿拾就被翻入耕層，還有些地區(qū)因農(nóng)作物收獲較晚，還未秋耕就進入了冬季，殘膜只能到來年春耕時再進行處理。

2.4 農(nóng)膜質量及規(guī)格問題

目前，我國采用的地膜普遍都是厚度非常薄、抗拉強度不高，這樣的地膜不但給前期覆膜工作帶來各種困難，同時也給后續(xù)收膜工作帶來了各種不便，使不同類型的殘膜回收機無法發(fā)揮最大的效用。

2.5 殘膜回收機造價高

我國很多科研人員投入大量的時間和精力在農(nóng)業(yè)機械化上進行研制農(nóng)機具。殘膜回收機也不是例外，但是其高額的成本使農(nóng)民只能自己手工撿拾殘膜，則造成殘膜遺留在土壤中較多，從而“白色污染”愈加嚴峻。

3 殘膜回收機的性能指標

殘膜機械化回收能否達到預期效果，關鍵在于回收機具能否與作業(yè)環(huán)境相適應。則要求殘膜回收機具既要能滿足作業(yè)的技術要求，又能為農(nóng)民取得較好的經(jīng)濟利益。因此，要在機具設計與制造過程中達到一定的性能要求，才能取得有效殘膜回收成果。

主要體現(xiàn)在能否在規(guī)定的使用條件下無故障連續(xù)工作的可靠性，機具對作業(yè)環(huán)境的適應能力，作業(yè)質量的好壞以及機具的經(jīng)濟性與安全性。

4 總結

目前國內有關殘膜回收機的設計和制造，主要集中在對傳統(tǒng)機具的借鑒和改造上，主要將當年留置地表較為完整的殘膜作為對象，但土壤中殘留多年的殘膜并未得到回收，因此，現(xiàn)有機具應用并不理想。多數(shù)的研究是局部的、個案的，有關土壤中殘留的薄膜進行回收的殘膜回收機的研究文獻較少，特別是對較小片的、不易被發(fā)現(xiàn)的殘膜回收等方面的研究缺乏，而針對清除土壤中較小片以及不易被發(fā)現(xiàn)的殘膜有很重要的意義，需要深入的探索。雖然目前國內已研制出較多收膜機具，但其中僅有少部分殘膜回收機型已經(jīng)比較成熟。但任何一種機型，都有各自的優(yōu)勢和不足，開發(fā)和研制適宜的殘膜回收機械還需付出更多的汗水和努力。

參 考 文 獻

[1] 高杰.殘膜回收機發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題[J].新疆農(nóng)機化，2007（4）：18-19.

[2] 楊希晨，劉炳，龔軍.殘膜回收機的研究現(xiàn)狀及存在問題[J].新疆農(nóng)機化，2006（5）：15-18.

[3] 李小兵.CMJ-5型春秋兩用密排彈齒式殘膜回收機.新疆農(nóng)機化，2010（2）：1-112.

[4] 閆海濤，努爾夏提·朱馬西，陳發(fā).淺析殘膜回收機性能指標及保證措施[J].新疆農(nóng)機化，2009（3）：8-9.

[5] 王志青.淺談殘膜回收機發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題[J].農(nóng)業(yè)機械，2008，（27）：25-30.