殘膜機(jī)械化回收技術(shù)專利信息分析

關(guān)鍵詞：地膜污染；殘膜機(jī)械化回收；專利分析；殘膜回收機(jī)

0 引言

農(nóng)業(yè)地膜覆蓋技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)種植方面引起了革命性變化[1]。1982年我國農(nóng)用地膜使用量0.6萬t，覆蓋面積11.7萬hm2；而到2018年，這一數(shù)值已經(jīng)上升至140.9萬t、1776.47萬hm2，并且應(yīng)用地域從北方干旱、半干旱地區(qū)向南方高山、冷涼地區(qū)擴(kuò)展，現(xiàn)已推廣至全國所有省份[2]。2020年，我國農(nóng)用地膜使用量高達(dá)145萬t，覆蓋面積2000萬hm2[3]。然而，隨著地膜覆蓋時間不斷增加，土壤中殘留地膜會導(dǎo)致土壤體積質(zhì)量增加、土壤水分移動速度減緩。隨著殘留地膜的積累，農(nóng)作物的生長和發(fā)育都會受到嚴(yán)重影響[4]。

殘膜會降低土壤肥力水平，特別是有效磷、有效鉀流失。殘膜還會阻礙作物正常生長，如使棉花根系呈現(xiàn)雞爪型和叢生型等畸形[5]。如果殘膜持續(xù)積累，勢必造成農(nóng)作物產(chǎn)量降低。在新疆維吾爾自治區(qū)（簡稱新疆），農(nóng)膜使用時間已接近40年，殘留污染問題非常突出，亟待治理。因此，必須采取有效措施解決農(nóng)膜殘留問題，以保護(hù)耕地環(huán)境持續(xù)發(fā)展[6]。

殘膜回收主要包括人工撿拾和機(jī)械回收兩種方式。然而，由于人工撿拾只能清理土壤表層和裸露的殘膜，無法回收掩埋在耕層深處的殘膜；同時人工作業(yè)勞動力短缺、效率低，因此該作業(yè)方式難以解決大面積農(nóng)田中的殘膜污染問題。相比之下，機(jī)械化回收則能夠高效處理農(nóng)田表層和耕層的殘膜，因此被作為治理殘膜污染問題的有效手段[7]。

殘膜污染對土地資源、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境具有嚴(yán)重影響，本研究從技術(shù)層面深入研究殘膜回收技術(shù)與裝備的專利現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，通過分析殘膜回收裝備專利的現(xiàn)狀和失效原因，對我國殘膜機(jī)械化回收技術(shù)總體情況進(jìn)行分析并提出建議，對推動殘膜機(jī)械化回收技術(shù)進(jìn)步、減少土地殘膜污染、保護(hù)耕地資源、凈化農(nóng)田環(huán)境及促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有參考價值。

1 專利申請態(tài)勢分析

1.1 專利查詢數(shù)據(jù)庫

為了確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和完整性，采用多種檢索方式，包括關(guān)鍵詞、表格、邏輯和表達(dá)式等檢索方法。以中國專利文摘數(shù)據(jù)庫（CNABS）作為主要的中文專利檢索工具，同時也使用SOOPAT、CNIPR和佰騰網(wǎng)等國內(nèi)常用數(shù)據(jù)庫，以及外文數(shù)據(jù)庫（VEN）和IncoPat等，所涉及的專利數(shù)據(jù)截至2022年10月30日，并針對相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理和分析。

1.2 國外專利申請態(tài)勢

由圖1可知，日本、法國和韓國是國外殘膜回收裝備專利申請量排名前3位的國家。其中，日本的申請量73件，占國外申請總量的66.97%；其次是法國和韓國，其申請量分別為14和12件，占比12.84%和11.00%。日本在殘膜回收裝備專利的申請量中占據(jù)較大比例，這與日本耕地面積相對較小，使用地膜的面積較大，對于農(nóng)膜回收的需求更加迫切等因素有關(guān)。法國和韓國等國家主要通過兩種方式來解決殘留地膜的危害：一種是采用高強(qiáng)度、耐老化的地膜，其膜厚度gt;0.20mm，利用地膜自身的拉伸力實現(xiàn)地膜與土壤的分離，研究的重點是卷收機(jī)構(gòu)；另一種是積極開發(fā)研制可降解地膜，這種地膜在田間經(jīng)過一定時期會自動分解并混入土壤。盡管國外已有一些適用于覆膜時間短、可卷收的殘膜回收技術(shù)，但其應(yīng)用范圍較窄，不適用于我國的情況。我國已經(jīng)廣泛深入開展了殘膜回收技術(shù)研究，但在推廣應(yīng)用方面仍面臨一定困難[8]。

針對我國的具體情況，需要不斷探索創(chuàng)新，研發(fā)更高效、低成本的殘膜回收裝備。同時，借鑒國外相關(guān)經(jīng)驗，也有助于我國在該領(lǐng)域取得更好地發(fā)展。

1.3 國內(nèi)專利申請態(tài)勢

1.3.1 專利申請量

由圖2可知，自2013年起我國殘膜回收裝備專利申請數(shù)量穩(wěn)步上升，隨著國家對殘膜回收裝備的投入增加，我國殘膜回收裝備專利呈現(xiàn)出明顯上升趨勢。2020年后，專利申請量有所下降，原因有兩個：一是我國采取積極措施，優(yōu)化了申請結(jié)構(gòu)并提高了申請質(zhì)量；二是企業(yè)對專利價值的認(rèn)識趨于成熟[9]。隨著專利意識的提高，企業(yè)在申請專利時更加注重技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)應(yīng)用相結(jié)合，尤其是對于已有專利技術(shù)的轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化，注重技術(shù)評估和市場分析等環(huán)節(jié)。這也可能導(dǎo)致專利申請量下降，但對于專利技術(shù)轉(zhuǎn)化有利。因此急需將發(fā)展動能從要素驅(qū)動轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)新驅(qū)動，推動專利從高速增長階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段[10]。

1.3.2 專利申請地區(qū)

由圖3可知，我國殘膜回收裝備專利主要分布在新疆和甘肅省，占比分別為59%和20%，這與新疆和甘肅省的地理位置、氣候環(huán)境、種植農(nóng)藝等因素有關(guān)。

新疆位于歐亞大陸腹地，氣候干旱，是典型的干旱區(qū)綠洲灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)。在此背景下，多采用地膜覆蓋技術(shù)進(jìn)行大田種植，作物品種和種植模式復(fù)雜，即使同一作物覆膜方式也不同。目前市場上的殘膜回收設(shè)備通常只能適應(yīng)特定的工況，并且在使用過程中需要進(jìn)行頻繁的維護(hù)。由于研發(fā)難度大、成本較高，能夠同時適應(yīng)多種工況的殘膜回收設(shè)備發(fā)展相對較慢。隨著殘膜逐年增多，污染問題日趨突出[11]。

甘肅省屬于干旱和半干旱氣候區(qū)，是水資源嚴(yán)重缺乏的旱作農(nóng)業(yè)省份。甘肅省廣泛應(yīng)用地膜覆蓋抗旱栽培技術(shù)、全膜雙壟溝播栽培技術(shù)及全膜覆土穴播技術(shù)。隨著地膜使用量和使用年限增加，殘膜污染問題日益突出[12]。

甘肅省和新疆的耕作方式、土壤條件、氣候及作物種類都存在較大的差異，導(dǎo)致殘膜回收機(jī)工作過程中的工況差異性較大。農(nóng)業(yè)種植模式不同等問題都會影響殘膜回收機(jī)的工作效率和適用性。目前已有的殘膜回收機(jī)具有較大的局限性，很難同時適用于這兩個地區(qū)差異性較大的工作環(huán)境。因此殘膜回收機(jī)需要進(jìn)行改進(jìn)，以便同時適應(yīng)這兩個地區(qū)的工作環(huán)境。這就需要在設(shè)計殘膜回收機(jī)時充分考慮這兩個地區(qū)的差異性，從而確保其能夠適應(yīng)不同的耕作方式、土壤條件、氣候和作物種類。如采用可更換的部件和可調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)來改進(jìn)殘膜回收機(jī)的性能和適應(yīng)性，以滿足不同地區(qū)的需求。

1.3.3 專利權(quán)人類型

由圖4可知，我國殘膜回收裝備專利申請主體以企業(yè)和高等院校為主，這兩類主體占專利總量的比例較高，分別占37%和36%。這些高申請量的企業(yè)和高等院校的排名表明該技術(shù)具有較大的創(chuàng)新空間和經(jīng)濟(jì)效益。同時，政策扶持和購置補(bǔ)貼也是推動殘膜回收機(jī)行業(yè)快速發(fā)展的重要原因之一。政策的支持和鼓勵有助于加快技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品創(chuàng)新和推廣應(yīng)用，提高整個行業(yè)的市場競爭力和發(fā)展速度。綜合來看，未來我國殘膜回收機(jī)行業(yè)將呈現(xiàn)快速發(fā)展態(tài)勢，并有望成為全程機(jī)械化標(biāo)配農(nóng)機(jī)。

企業(yè)和高等院校在殘膜回收機(jī)械化技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新方面擁有豐富的技術(shù)資源和人才優(yōu)勢，能夠更好地推動該技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用。因此，將繼續(xù)成為推動我國殘膜回收機(jī)械化技術(shù)發(fā)展的主要力量[13]。

1.3.4 專利權(quán)人排名

由圖5可知，石河子大學(xué)、新疆農(nóng)墾科學(xué)院和張朝書分別是殘膜回收裝備專利申請量排名前3位的申請主體。這表明相較于其他地區(qū)的申請人，新疆農(nóng)墾科學(xué)院和石河子大學(xué)在該領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)勢和基礎(chǔ)。同時，也凸顯了新疆的地膜污染問題嚴(yán)重，該類設(shè)備在當(dāng)?shù)厥袌鲂枨笸⑶艺咧С至Χ却螅瑲埬せ厥占夹g(shù)的應(yīng)用時間也較為悠久。新疆農(nóng)墾科學(xué)院1993年開始在殘膜回收機(jī)領(lǐng)域進(jìn)行研究和申請專利，是該領(lǐng)域最早申請專利的機(jī)構(gòu)之一，為該領(lǐng)域的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。在專利權(quán)人排名靠前的個人中，張朝書作為一位農(nóng)民企業(yè)家和多個公司的法人代表，所獲得的眾多專利均源自所在公司的創(chuàng)新成果，因此，這些專利應(yīng)被視為這些公司的重要資產(chǎn)。這一數(shù)據(jù)展示了科研院校和公司在殘膜回收機(jī)械化技術(shù)方面具有較強(qiáng)的優(yōu)勢和基礎(chǔ)，對推廣該技術(shù)在解決地膜污染問題方面具有重要意義。

2 專利信息技術(shù)分析

2.1 國外情況

國外使用的地膜厚度gt;0.20mm，其回收原理主要是利用地膜自身的拉伸力實現(xiàn)地膜與土壤的分離[14]。由于回收后的殘膜具有較高強(qiáng)度，殘膜回收主要采用卷膜機(jī)。殘膜卷收機(jī)主要由起膜鏟和卷膜輥組成，回收后的殘膜方便處理和再次使用[15]。這種殘膜回收機(jī)操作簡便，不需要復(fù)雜的設(shè)備和技術(shù)，得到廣泛應(yīng)用。殘膜回收機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，回收后的殘膜容易進(jìn)行清洗和再次使用，有助于降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本并減少環(huán)境污染。

日本在處理殘膜方面做得相對較好。一個原因是耕地的不同，通常在土壤疏松的火山灰地上覆蓋地膜，這種土壤更容易進(jìn)行殘膜回收。另一個原因是地膜的差異。日本在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一般使用較厚、強(qiáng)度較大的地膜，其覆蓋期相對較短，在清除時可以保持較大的片塊，因此回收相對簡單。這些因素使日本能夠更加有效地處理殘膜，實現(xiàn)可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[16]。

歐美國家的地膜覆蓋一般用于蔬菜水果等經(jīng)濟(jì)作物，覆蓋周期短。為便于回收，這些國家使用的地膜較厚，一般0.02～0.05mm，可連續(xù)用2～3年?；厥盏啬r大多采用卷收式回收，設(shè)備結(jié)構(gòu)比較簡單。

國外正積極開發(fā)研制可以自動分解為無害物質(zhì)、不會對耕地土壤造成傷害的可降解新型地膜，如光可降解地膜、生物可降解地膜、光/生物降解地膜等[17]。這些新型地膜的研發(fā)和使用，有助于減少環(huán)境污染和土壤破壞。

2.2 國外代表專利機(jī)型

圖6是澳大利亞生產(chǎn)的一種新型殘膜回收機(jī)，專門用于卷收地膜。該設(shè)備對膠帶驅(qū)動振動器鏈條等部件做了重大改進(jìn)，實現(xiàn)更小的磨損和更高標(biāo)準(zhǔn)的耐久性。新型刀桿專為防止殘膜撕裂而設(shè)計，可在田間平穩(wěn)運行。使用橡膠傳送帶系統(tǒng)即使在土壤中也能提供最有效的工作方式。這款殘膜回收機(jī)操作簡單、效率高，并且成本低廉，應(yīng)用較好。然而，該設(shè)備不適用于我國使用的地膜厚度較薄、地膜拉伸強(qiáng)度低、膜面破損嚴(yán)重的情況。

2.3 國內(nèi)情況

對于專利的技術(shù)分析，主要針對有效專利進(jìn)行全面分析。目前有590件有效專利和850件無效專利。其中，導(dǎo)致無效專利的原因主要有兩點：一是研究時間跨度大，農(nóng)業(yè)技術(shù)和管理方法、種植模式及氣候等發(fā)生了明顯的變化；二是很多企業(yè)缺乏技術(shù)儲備，導(dǎo)致申請的專利難以成功應(yīng)用。

在有效專利中，有15件是外觀專利。除去這些外觀專利后，有效專利按照工作部件和整體進(jìn)行分類，其他分類方法則按照農(nóng)藝作業(yè)時間、機(jī)械作業(yè)形式和工作部件入土深度等方面進(jìn)行分析。

2.3.1 按部件和農(nóng)藝作業(yè)時間分類

收膜部件是殘膜回收機(jī)的核心組成部分，通常采用彈齒式、起膜鏟式和滾筒式等形式作為撿拾裝置，同時也有齒鏈和氣吸式等其他形式。由表1可知，收膜部件的專利占比最大達(dá)50%，分離和輸送部件的專利分別占29.31%和20.69%。這一現(xiàn)象可能原因有3個方面。一是由于收膜環(huán)節(jié)是殘膜回收機(jī)中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，申請人更容易注重對收膜部件進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，并通過專利保護(hù)確保其競爭優(yōu)勢。二是收膜技術(shù)相對成熟，市場需求量大，隨著殘膜回收行業(yè)的發(fā)展，各家企業(yè)之間的競爭也越來越激烈，為了獲得更大的市場份額和競爭優(yōu)勢，企業(yè)需要不斷提高收膜部件的性能和效率。三是收膜部件種類和形式多樣化，適用于不同類型的殘膜回收機(jī)和工作環(huán)境。專利申請人需要不斷開發(fā)新的收膜部件，以滿足不同工況需求，并通過專利保護(hù)來確保市場地位。

根據(jù)農(nóng)藝作業(yè)時間的不同，可分為苗期殘膜回收機(jī)、秋后殘膜回收機(jī)和播前殘膜回收機(jī)[18]。苗期殘膜回收機(jī)適用于在作物澆水前揭除地膜，并適合灌溉條件較好的地區(qū)。秋后殘膜回收機(jī)用于在作物收獲后、耕地前回收地膜，針對的是當(dāng)年鋪設(shè)的地膜。由于在苗期時揭膜受到限制，因此秋后是回收殘膜的最佳時期。春播前殘膜回收機(jī)用于播種前進(jìn)行殘膜回收作業(yè)，主要針對往年（破碎的）小塊殘膜進(jìn)行回收[19]。由表1可知，我國殘膜回收機(jī)械化技術(shù)專利量主要集中在秋后殘膜回收機(jī)。其主要原因有以下3點。首先，地膜覆蓋已廣泛應(yīng)用于全國各地，尤其是北方干旱、半干旱和南方的高山冷涼地區(qū)。這些地區(qū)由于灌溉條件較差，苗期殘膜回收機(jī)難以應(yīng)用。其次，在地膜投入量方面，新疆、甘肅省、寧夏回族自治區(qū)等西北地區(qū)的地膜投入量較高，而西南山地地區(qū)的地形地勢復(fù)雜多變，氣候濕潤、降水充沛、土壤肥沃程度更高，因此相對于北方干旱地區(qū)，不需要過多依賴地膜技術(shù)來提高農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量。最后，西北地區(qū)對地膜的需求量較大，同時也需要進(jìn)行相應(yīng)的殘膜回收，以減少環(huán)境污染和資源浪費，這些地區(qū)更適宜使用秋后殘膜回收機(jī)。同時，在我國北方，由于采用膜下滴灌技術(shù)的干旱地區(qū)較多，需要在作物收獲后回收殘膜，此時進(jìn)行殘膜回收不會對農(nóng)作物產(chǎn)生不利影響，因此秋后殘膜回收機(jī)的使用范圍更廣泛[20]。

2.3.2 按機(jī)具作業(yè)形式分類

按機(jī)具不同的作業(yè)形式，可分為單項作業(yè)機(jī)和聯(lián)合作業(yè)機(jī)。其中，聯(lián)合作業(yè)機(jī)包括秸稈粉碎還田殘膜回收聯(lián)合作業(yè)和整地殘膜回收聯(lián)合作業(yè)等[21]。

由圖7可知，殘膜回收機(jī)的發(fā)展趨勢是將多種作業(yè)方式結(jié)合在一起，形成聯(lián)合作業(yè)機(jī)。聯(lián)合作業(yè)機(jī)能夠同時完成兩項或多項作業(yè)，減少拖拉機(jī)下地次數(shù)，降低機(jī)具作業(yè)成本、減少機(jī)具對土壤的壓實、節(jié)省作業(yè)時間，避免單項作業(yè)機(jī)工作效率低耽誤農(nóng)時[22]。聯(lián)合作業(yè)提高了作業(yè)機(jī)具的工作效率，有效提高了勞動生產(chǎn)效率。

聯(lián)合作業(yè)機(jī)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，可靠性和穩(wěn)定性難以保證，成本也較高。因此，確保聯(lián)合作業(yè)機(jī)的可靠性和穩(wěn)定性是一個難題。需要通過完善設(shè)計和技術(shù)手段，加強(qiáng)管理和維護(hù)，不斷提高機(jī)器的可靠性和穩(wěn)定性，從而更好地滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求[23]。

2.3.3 按工作部件入土深度分類

按工作部件入土深度的不同，殘膜回收機(jī)可以分為表層殘膜回收機(jī)和耕層殘膜回收機(jī)[24]。

由圖8可知，絕大部分的殘膜回收機(jī)都是表層殘膜回收機(jī)，主要原因有兩個方面。一是表層殘膜回收機(jī)的研制較為普遍，種類較多。相比之下，耕層殘膜回收機(jī)研發(fā)難度大，種類較少。二是耕層殘膜回收機(jī)研發(fā)難度較大、技術(shù)不成熟等問題一直是制約該領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)展的重要因素之一[25]。

2.4 國內(nèi)代表專利機(jī)型

圖9是新疆農(nóng)墾科學(xué)院研制的地膜回收打捆與秸稈粉碎聯(lián)合作業(yè)機(jī)，由機(jī)架、秸稈粉碎裝置、收膜裝置、打捆裝置、傳動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和行走機(jī)構(gòu)等部件組成。

在工作過程中，秸稈粉碎甩刀在縱向上快速旋轉(zhuǎn)，對作物秸稈進(jìn)行砍切。粉碎后的秸稈在動力、慣性力和氣流的綜合作用下被拋入甩刀軸后方的攪龍槽內(nèi)。在重力和攪龍葉片的軸向推力作用下，粉碎后的秸稈被推送至風(fēng)機(jī)處。風(fēng)機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)大氣流將粉碎后的作物秸稈拋送到秸稈收集箱內(nèi)或者已經(jīng)收膜的地表。鏈耙式地膜撿拾裝置設(shè)置在機(jī)具尾部，可以撿拾秸稈粉碎后的農(nóng)田地表地膜。地膜隨彈齒運動時，攜帶的雜質(zhì)在漏雜口處掉落，被輸送至機(jī)具兩側(cè)。當(dāng)?shù)啬み\動至打捆裝置上方時，在脫膜裝置的輔助作用下，地膜掉落在打捆裝置輸送膠帶上，并在打捆腔內(nèi)形成膜捆。當(dāng)膜捆達(dá)到一定大小后，即可通過打捆前膠帶及時卸載在卸膜裝置上[26]。

該機(jī)器采用無芯打捆裝置，結(jié)構(gòu)簡單且制作成本低。秸稈粉碎裝置采用后“拋”的形式，粉碎后的棉花秸稈可以比較均勻地散布在田間，有利于農(nóng)田養(yǎng)分的均勻分布。液壓控制使操作簡單，工作效率高，適用于新疆采收后的棉田殘膜回收。

3 時效分析

在專利領(lǐng)域，失效專利并不意味著其所包含的信息完全失去價值。相反，失效專利僅指專利權(quán)及專利申請權(quán)在法律上的喪失。對于專利所包含的法律、技術(shù)和市場信息而言，失效專利僅是部分信息發(fā)生了變化，其他信息仍然具有較高的價值和應(yīng)用潛力。特別是在技術(shù)競爭和創(chuàng)新激烈的情況下，失效專利成為一種重要的信息資源，需要加以開發(fā)[27]。因此，即使專利失效，從技術(shù)角度來看，它仍然擁有較高的含金量和應(yīng)用價值。

3.1 失效專利類型

由圖10可知，殘膜回收機(jī)的失效專利總數(shù)850個，其中發(fā)明專利失效量430個，占總失效專利的50.6%；實用新型專利失效量419個，占總失效專利的49.3%；而外觀專利失效量僅1個，占總失效專利的0.1%。從失效專利的占比來看，發(fā)明專利和實用新型專利的失效量占絕大多數(shù)，這與發(fā)明專利和實用新型專利的申請量占3種專利類型申請量的絕大部分有關(guān)。

3.2 失效專利原因

由圖11可知，殘膜回收機(jī)的失效專利中，未繳納年費而導(dǎo)致專利權(quán)終止的占比最大，高達(dá)50%。這種失效通常是指已經(jīng)通過實質(zhì)審查的專利因為未繳納年費而導(dǎo)致專利權(quán)喪失[28]。分析失效原因，可能是由于維持專利權(quán)需要一定的資金投入，申請人考慮了專利質(zhì)量、價值及資金成本等多個綜合因素后，決定放棄部分專利權(quán)的保護(hù)；或者新技術(shù)研發(fā)成功或新項目完成后，開始逐步廢棄技術(shù)落后的專利。這些都是可能導(dǎo)致專利失效的原因。

由圖12可知，在未繳納年費導(dǎo)致專利權(quán)終止的機(jī)構(gòu)中，高等院校、個人、各類企業(yè)、科研單位和機(jī)關(guān)團(tuán)體分別占48%、22%、22%、6%和2%。其中，高等院校數(shù)量排名較靠前，這與其申請總量有一定關(guān)系，但主要原因是部分高校重視科研而忽略了應(yīng)用推廣，導(dǎo)致專利無法得到有效的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，在一定程度上阻礙了創(chuàng)新發(fā)展進(jìn)程。對此，企業(yè)可以進(jìn)一步挖掘失效專利，加強(qiáng)與高校的合作，最大限度地發(fā)揮相關(guān)專利的效益。相比之下，科研單位在應(yīng)用轉(zhuǎn)化方面具備更強(qiáng)的能力，尤其是在與市場和產(chǎn)業(yè)更為接近的學(xué)科領(lǐng)域，申請專利的能力也更強(qiáng)。因此，企業(yè)、高校和科研單位應(yīng)該充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，建立起完善的產(chǎn)學(xué)研用合作體系，實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研用一體化，提高科技攻關(guān)的針對性，增強(qiáng)科技成果的應(yīng)用轉(zhuǎn)化能力，從而使科技研發(fā)速度、質(zhì)量和效益全面提升，為企業(yè)的可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展提供強(qiáng)有力的科技支撐。

高等院校和企業(yè)是殘膜回收機(jī)械化領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展的主要力量，需要進(jìn)一步加強(qiáng)合作，充分發(fā)揮各自專利的經(jīng)濟(jì)效益。

4 專利申請建議

根據(jù)殘膜回收機(jī)的專利信息分析，歸納出以下專利申請策略，可以幫助專利申請者優(yōu)化專利申請，增加獲批的機(jī)會，并確保專利能夠得到充分保護(hù)。

（1）提高專利質(zhì)量，申請主體需要從源頭上加強(qiáng)對專利技術(shù)的控制。在尋找技術(shù)創(chuàng)新之路上，每個申請人都需要不斷探索。為了提升自身創(chuàng)新能力，企業(yè)應(yīng)該加大研發(fā)投入，高校應(yīng)完善激勵機(jī)制，提高自身的創(chuàng)新水平。

（2）增強(qiáng)專利申請能力，申請人應(yīng)該把握專利的總體趨勢，明確申請專利的數(shù)量、類型和目的，避免盲目申請專利。還需要掌握“專利雷區(qū)和專利空白區(qū)”，加強(qiáng)專利部署。這樣才能有效提高專利申請的成功率和專利價值，更好地保護(hù)自身知識產(chǎn)權(quán)。

（3）提高公眾的知識產(chǎn)權(quán)法律意識，需要加強(qiáng)對知識產(chǎn)權(quán)制度的宣傳和推廣。當(dāng)前，公眾對知識產(chǎn)權(quán)的理解還較為淡薄，缺乏必要的維權(quán)意識，要么不懂得如何維護(hù)自身的權(quán)益，要么在侵犯他人知識產(chǎn)權(quán)時毫不自知。未來應(yīng)該以群眾喜聞樂見的方式加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)制度的宣傳力度，提升公眾知識產(chǎn)權(quán)方面素養(yǎng)[29]。關(guān)鍵是要在宣傳方式上突破創(chuàng)新、選好宣傳內(nèi)容和渠道，在適當(dāng)?shù)臅r候和地點進(jìn)行宣傳，從而更好地普及知識產(chǎn)權(quán)相關(guān)法律法規(guī)和知識，提高公眾對知識產(chǎn)權(quán)的認(rèn)知和重視程度。

5 發(fā)展建議

對殘膜機(jī)械化回收技術(shù)專利信息分析可以看出，要使殘膜回收機(jī)更廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，需要研發(fā)作業(yè)效率高、穩(wěn)定性強(qiáng)、生產(chǎn)和作業(yè)成本低的殘膜回收機(jī)。同時，應(yīng)該結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，向信息化、集成化、智能化的方向發(fā)展。結(jié)合專利信息分析提出4點發(fā)展建議。

（1）國內(nèi)殘膜回收機(jī)作業(yè)工況更加復(fù)雜，地膜厚度和強(qiáng)度存在巨大差異[15]。因此，國外的殘膜回收機(jī)并不適用于國內(nèi)市場，需要擁有更先進(jìn)的殘膜回收機(jī)。未來，殘膜回收機(jī)械化領(lǐng)域需要加強(qiáng)對殘膜回收機(jī)的工作原理和設(shè)計理論的創(chuàng)新，開發(fā)出一系列新型殘膜收集、分離和輸送裝置，以滿足國內(nèi)復(fù)雜多變的需求。

（2）聯(lián)合作業(yè)機(jī)是未來殘膜回收機(jī)械化發(fā)展的趨勢，其主要的研究方向是莖稈粉碎殘膜回收聯(lián)合作業(yè)。聯(lián)合作業(yè)機(jī)具有省工省時、高效率和節(jié)約成本的優(yōu)點，有效解決了單項殘膜回收機(jī)回收率低和作業(yè)效率低的問題。

（3）可降解膜是避免殘膜污染的一種有效措施。我國在研制可降解膜方面也取得了相關(guān)進(jìn)展，如成功研制出了光降解地膜、生物降解地膜、光/生物雙降解地膜、液態(tài)地膜和植物纖維地膜等[30]。這些可降解膜覆蓋效果與傳統(tǒng)塑料地膜接近，降解性良好，降解產(chǎn)物無污染，無須殘膜撿拾，對耕地土壤不會造成傷害。然而，可降解地膜普遍存在生產(chǎn)成本高，力學(xué)性能、物理性能、環(huán)保性等方面還存在一定的問題。如光降解膜雖然有著和普通地膜一樣的增產(chǎn)效果，但開始裂解的時間不能滿足農(nóng)藝要求，而且埋在土壤下的地膜也不能被光分解。雙降解膜的降解時間也不能達(dá)到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求[31]。因此可降解地膜在農(nóng)業(yè)上的大面積推廣仍然受限。

（4）加強(qiáng)企業(yè)和高校協(xié)同創(chuàng)新，有助于提升企業(yè)在殘膜回收機(jī)械化發(fā)展中的競爭力。為了增強(qiáng)創(chuàng)新能力、提高創(chuàng)新速度、降低創(chuàng)新成本和創(chuàng)新風(fēng)險，企業(yè)需要與高校和科研單位共同構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研用合作體系[32]。企業(yè)應(yīng)堅定不移地將自主創(chuàng)新和科技進(jìn)步作為發(fā)展的重要推動力，通過聯(lián)合高等院校和科研院所構(gòu)建多種形式的產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)合體，有效地保持企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

6 結(jié)束語

分析了1992—2022年國內(nèi)外殘膜機(jī)械化回收技術(shù)專利申請數(shù)量變化趨勢，并對我國專利的申請數(shù)量、專利權(quán)人排名及各主要部件的專利數(shù)量進(jìn)行了全面的分析。通過分析，確定現(xiàn)有殘膜回收機(jī)專利申請的重點區(qū)域。同時對失效的專利進(jìn)行類型和失效原因分析，以及根據(jù)主要失效原因?qū)＠麢?quán)人進(jìn)行排名。在此基礎(chǔ)上，提出了具體建議，包括提高專利申請質(zhì)量、增強(qiáng)專利申請能力、提高公眾知識產(chǎn)權(quán)意識、殘膜回收機(jī)械的發(fā)展，以及加強(qiáng)企業(yè)與高校和科研單位協(xié)同創(chuàng)新，共同構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研用的合作體系。通過對殘膜機(jī)械化回收專利定量和定性分析，進(jìn)一步探索殘膜回收機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)，為相關(guān)專業(yè)人員提供一定的參考，推動其尋找更好的方法解決行業(yè)問題。