北方地區(qū)玉米地膜機(jī)械化回收模式探析

○甘肅省農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣總站 康清華 程興田

一、模式概述

由于地膜覆蓋栽培技術(shù)具有顯著的抗旱節(jié)水、增溫保墑、增產(chǎn)增收作用，該技術(shù)廣泛應(yīng)用于北方地區(qū)玉米栽培，對應(yīng)壟播、溝播、平播等不同的播種方式，鋪膜方式分為全膜覆蓋和半膜覆蓋。玉米生育期結(jié)束后形成的農(nóng)田廢舊地膜，一部分通過人工或簡易農(nóng)機(jī)具從農(nóng)田中清理出來，由于含雜率高不易循環(huán)利用，丟棄地邊溝渠或焚燒，形成二次污染，還有相當(dāng)一部分殘留農(nóng)田，造成農(nóng)業(yè)面源污染，導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量降低。近年來，根據(jù)不同的覆膜種植模式總結(jié)出了以農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合為特點(diǎn)的兩種農(nóng)田地膜機(jī)械化回收模式，即秸稈地膜分段機(jī)械回收模式、秸稈地膜聯(lián)合機(jī)械回收模式。

兩種模式雖然機(jī)械作業(yè)方式和內(nèi)容不同，但都有四個作業(yè)環(huán)節(jié)。一是秸稈處理環(huán)節(jié)，為機(jī)械化回收地膜創(chuàng)造條件；二是起膜環(huán)節(jié)，由起膜部件根據(jù)膜上覆土厚度鏟起地表土壤，形成土壤、地膜、根茬、膜上秸稈、膜下雜草的混合物；三是膜土分離環(huán)節(jié)，對第二環(huán)節(jié)混合物中的土壤通過機(jī)械破碎與分離；四是膜雜分離環(huán)節(jié)，將地膜與根茬、膜上秸稈、膜下雜草進(jìn)行分離，為再利用創(chuàng)造條件。

二、技術(shù)特點(diǎn)

1.采用了復(fù)式作業(yè)技術(shù)。對于秸稈地膜分段機(jī)械回收模式，能同時完成機(jī)械化回收地膜和15cm內(nèi)土壤松整地作業(yè)。對于秸稈地膜聯(lián)合機(jī)械回收模式，可一次完成機(jī)械化收集秸稈、回收地膜。復(fù)式作業(yè)能節(jié)本增效效果明顯。

2.采用了先進(jìn)的減阻技術(shù)。均布的尖杈式或旋齒式起膜裝置，能夠根據(jù)膜上覆土厚度，將地表一定范圍內(nèi)的地膜鏟起，并分離部分土壤，大大降低了起膜阻力。

3.采用了振動輸送技術(shù)。采用多級升運(yùn)鏈機(jī)構(gòu)，一是通過振動，脆性的土壤受撞擊載荷破碎落入地表，二是通過運(yùn)動，將地膜、根茬、膜上秸稈、膜下雜草等韌性材料傳向地膜分離機(jī)構(gòu)。

4.采用了旋轉(zhuǎn)膜雜分離技術(shù)。通過帶挑膜齒的多級卷膜軸的轉(zhuǎn)動，將地膜與根茬、膜上秸稈、膜下雜草等韌性材料分離，并纏繞在卷膜軸上。

5.采用了殘膜自卸技術(shù)。采用多級錐軸式地膜分離自卸機(jī)構(gòu)，錐軸的作用主要是方便卸膜，采用多級是為了提高回收率。作業(yè)時通過錐軸轉(zhuǎn)動，其上的挑膜齒將地膜與根茬、膜上秸稈、膜下雜草等韌性材料分離并纏繞在錐軸上，地膜纏繞一定量后，通過液壓打開錐軸脫模。

三、工藝流程

1.秸稈地膜分段機(jī)械化回收模式。該模式分秸稈回收和地膜機(jī)械回收兩個階段，作業(yè)流程如圖1。秸稈回收的目的主要是為地膜機(jī)械化回收做準(zhǔn)備，此階段分人工收割和機(jī)械收集兩種方式，秸稈機(jī)械收集的機(jī)具為具有收割、撿拾、粉碎、打包（裝袋或集箱）功能的秸稈收集機(jī)，配套動力一般為66.2kW（90馬力）以上的輪式拖拉機(jī)。地膜機(jī)械回收階段分為起膜、膜土分離、膜雜分離環(huán)節(jié)，使用的機(jī)具為具有膜土、膜雜分離功能的地膜回收機(jī)，配套動力一般不大于47.8kW（65馬力）以上的輪式拖拉機(jī)。

圖1 秸稈地膜分段機(jī)械回收模式流程圖

2.秸稈地膜聯(lián)合機(jī)械回收模式。該模式的特點(diǎn)是秸稈回收和地膜回收由聯(lián)合作業(yè)機(jī)械一次性完成，機(jī)組進(jìn)地次數(shù)少，減少了機(jī)械對土壤的碾壓，作業(yè)效率高、作業(yè)成本低，流程如圖2。秸稈地膜聯(lián)合回收的機(jī)具為具有秸稈收集、起膜、膜土分離、膜雜分離功能的秸稈地膜聯(lián)合回收機(jī)，配套動力一般為不小于88.2kW（120馬力）的輪式拖拉機(jī)。根據(jù)秸稈不同的用途，不同的秸稈地膜聯(lián)合回收機(jī)配置不同的秸稈處理裝置，該裝置除了都具有秸稈收割、撿拾、粉碎功能外，一般具有打包、裝袋、集箱、均勻拋撒、集條掩埋中的一種或一種以上功能。

圖2 秸稈地膜聯(lián)合機(jī)械回收模式模式流程圖

四、配套措施

1.充分發(fā)揮農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼等政策支持引導(dǎo)作用?！掇r(nóng)業(yè)農(nóng)村部辦公廳關(guān)于做好2021年全程機(jī)械化有關(guān)工作促進(jìn)糧食穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的通知》（農(nóng)辦機(jī)〔2021〕2號）指出，啟動實(shí)施2021—2023年新一輪農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼政策，優(yōu)先保障糧食生產(chǎn)機(jī)械購置補(bǔ)貼需求，將水稻、玉米、小麥和大豆等糧食作物生產(chǎn)所需機(jī)具全部列入補(bǔ)貼范圍，實(shí)行應(yīng)補(bǔ)盡補(bǔ)。兩個玉米農(nóng)田地膜機(jī)械化回收模式所用機(jī)具都在補(bǔ)貼范圍，推廣過程中應(yīng)引導(dǎo)農(nóng)民享受農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼政策。

2.推廣使用符合標(biāo)準(zhǔn)要求的地膜。國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB13735～2017《聚乙烯吹塑農(nóng)用地面覆蓋薄膜》規(guī)定了地膜的最小標(biāo)稱厚度、耐候性、力學(xué)性能，為了便于多茬利用和機(jī)械化回收，推廣適用符合標(biāo)準(zhǔn)要求的0.01mm以上的Ⅰ類為耐老化地膜。

3. 推廣先進(jìn)的農(nóng)藝技術(shù)。多年試驗(yàn)表明，在降雨量低于400mm的旱作區(qū)，一膜覆蓋播種兩茬或三茬玉米，綜合效益較高，殘膜仍然具有一定的強(qiáng)度，使用先進(jìn)的機(jī)械化地膜回收技術(shù)，撿凈率在90%以上。

五、適用范圍

1.秸稈地膜分段機(jī)械化回收模式。適用于小地塊的旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，播種方式為壟播或平播，玉米秸稈由人工收割或機(jī)械收集，0.01mm的地膜使用年限不超過3年，地表15cm土層內(nèi)土壤平均含水率一般為8%～20%。使用的秸稈回收機(jī)械寬度不大于1.8m，配套拖拉機(jī)功率不小于66.2kW（90馬力）；地膜撿拾機(jī)械寬度不大于1.5m，配套拖拉機(jī)功率不小于51.4kW（50馬力），機(jī)械回收深度不大于15cm。

2.秸稈地膜聯(lián)合機(jī)械回收模式。適用于地塊較大的旱作農(nóng)業(yè)區(qū)或灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)，播種方式為壟播或平播，0.01mm的地膜使用年限不超過1年，地表15cm土層內(nèi)土壤平均含水率一般為8%～20%。使用的秸稈地膜聯(lián)合機(jī)械回收寬度不大于1.2m，配套拖拉機(jī)功率不小于88.2kW（120馬力），機(jī)械回收深度不大于15cm。