耐候型地膜及機械化回收試驗*

宋柱亭，溫浩軍，緱海嘯，趙 巖

（石河子大學，新疆 石河子 832000）

0 引言

地膜覆蓋具有提高地表溫度和濕度、抑制雜草生長、促進植物根系發(fā)育及提高農(nóng)作物抗旱性的作用，極大地提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義[1]。2020年，新疆棉花種植面積250.2萬hm2，全部采用覆膜種植。但是，由于使用過的地膜不能及時回收，在土壤中長時間積累，會嚴重污染農(nóng)業(yè)環(huán)境[2-3]。

為此，對國內(nèi)農(nóng)膜生產(chǎn)廠家的農(nóng)用地膜產(chǎn)品進行篩選，與耐候型地膜生產(chǎn)企業(yè)進行協(xié)商，決定共同開展耐候型地膜應用試驗及回收技術裝備研究。2020 年，在南北疆進行233.3 hm2的試驗示范。試驗結果表明，耐候型地膜完整性好、抗拉性強，實現(xiàn)了新型秸稈粉碎與殘膜回收聯(lián)合作業(yè)機殘膜卷收作業(yè)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

江蘇華盛材料科技集團下屬南通龍達生物新材料科技有限公司生產(chǎn)的耐候地膜，寬度2.05 m，厚度0.01 mm，每卷長度2 000 m。

1.2 試驗地點

南疆阿克蘇地區(qū)沙雅縣，133.3 hm2；北疆石河子市北泉鎮(zhèn)，100 hm2。

1.3 試驗時間

2020年3月至11月。

1.4 試驗設計

針對耐候型地膜試驗共分3部分：（1）力學性能試驗，選用4種常用穴播器進行播種，測試耐候型地膜對不同鋪膜機具的適應性；（2）地膜耐候型試驗，從鋪膜到撿膜，共8 個月，觀測耐候型地膜的完整性；（3）棉花產(chǎn)量，在同等種植條件下，對耐候型地膜與普通地膜棉花進行測產(chǎn)。

1.5 試驗設備及方法

選用4種不同穴播器（12穴、13穴、16穴、24穴）在實驗土槽對地膜的擊穿效果進行測試，播種速度為：3～5 km/h，測試選取2節(jié)，每節(jié)選取100穴；選用2 種秸稈粉碎與殘膜回收聯(lián)合作業(yè)機進行33.3 hm2殘膜回收田間作業(yè)試驗；分別將耐候型地膜和普通地膜放入實驗室氙燈老化箱中老化400 h，測量2 種地膜的拉伸強度與斷裂伸長率。

2 結果與分析

2.1 耐候型地膜對穴播器擊穿效果的影響

耐候型地膜的擊穿效果測試結果（表1）同普通地膜的穿透性相似，達到種植要求。試驗地膜同普通地膜的刺穿性方面相近，大面積播種作業(yè)性能良好，出苗率達到了85%以上。

表1 不同穴播器對耐候型地膜擊穿效果測試

表2 耐候型地膜與普通地膜力學性能比較

2.2 耐候型地膜的力學性能

耐候型地膜力學性能較好。與普通聚乙烯地膜相比，在同樣0.01 mm 的厚度下，耐候型地膜初始拉伸強度高出10%，對鋪膜機具適應性好。

耐候型地膜耐候性強。經(jīng)過6個月的使用期后耐候型地膜仍能保持膜面完整，且具有相當?shù)臋C械強度，特別適合機械回收作業(yè)。

于實驗室氙燈老化箱中老化400 h，耐候型地膜拉伸強度＞15 MPa，斷裂伸長率＞100%，而普通地膜拉伸強度＜6 MPa，斷裂伸長率＜60%，已經(jīng)不能保持足夠的機械性能來保持膜面的完整性。

2.3 耐候型地膜對棉花產(chǎn)量的影響

試驗區(qū)棉花全生育期內(nèi)，地膜保溫提墑效果良好，管理措施一致，用水、用肥與同期普通地膜覆蓋的棉花相當，長勢基本一致。每個試驗區(qū)進行13.3 hm2的測產(chǎn)，阿克蘇地區(qū)沙雅縣耐候型地膜棉花產(chǎn)量為476 kg/667 m2，普通地膜棉花產(chǎn)量為457 kg/667 m2；石河子市北泉鎮(zhèn)耐候型地膜棉花產(chǎn)量為428 kg/667 m2，普通地膜棉花產(chǎn)量為419 kg/667 m2。

2.4 耐候型地膜對殘膜回收的影響

隨動式秸稈還田與殘地膜回收聯(lián)合作業(yè)機，關鍵工作部件無動力傳遞，與地面隨動仿型，在滾動過程中即可完成起膜、上膜、清雜、脫膜、殘膜打卷等作業(yè)程序，具有負荷輕、清雜效率高、回收的殘膜完整、能自動打卷等優(yōu)點。釘齒鏈板式秸稈還田與殘地膜回收聯(lián)合作業(yè)機，可一次完成起膜、上膜、振動清雜、風力脫膜、殘膜打卷作業(yè)程序，具有起膜、上膜可靠，清雜效率高、回收的殘膜完整等優(yōu)點。

兩臺機器針對耐候型地膜作業(yè)，一次地表殘膜回收率超過90%，膜雜分離效果好，并實現(xiàn)了地膜卷收易于運輸，機器性能可靠，節(jié)約了作業(yè)時間，取得突破性進展。

3 小結

經(jīng)生產(chǎn)驗證，在0.01 mm 厚度條件下，與普通地膜相比，耐候型地膜具備良好的耐候性，保水保墑性能良好，秋后產(chǎn)量與普通地膜一致，適應現(xiàn)有棉花播種機及殘膜回收機作業(yè)要求。

新型秸稈粉碎與殘膜回收聯(lián)合作業(yè)機實現(xiàn)了殘膜卷收作業(yè)，膜雜分離效果好，回收率大于90%。