張佳+張宇濤+董黎明+張金玲

摘要：農田殘膜污染情況越來越嚴重，殘膜回收問題亟待解決。通過介紹目前國內外主要的殘膜回收方法，總結分析我國殘膜回收機械的研究現狀及存在的問題，根據我國農田殘膜的特點，提出我國殘膜回收機械的發(fā)展趨勢，以期為研究治理殘膜污染技術提供參考。

關鍵詞：殘膜；殘膜回收機；現狀；發(fā)展趨勢

中圖分類號：U418.31 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）04-0029-03

地膜覆蓋栽培技術是一項提高作物單產切實可行的技術，在國內外應用都非常廣泛。隨著該技術大面積的應用，地膜使用后若不能及時回收，就會造成殘膜污染，對土壤的土質、作物的生長環(huán)境及周邊環(huán)境造成一定的破環(huán)，嚴重時土地將不能再進行種植作業(yè)[1]。我國于20世紀80年代初期開始研究殘膜回收機械，經過多年努力，已研制出殘膜回收機160多種。然而，從整體上看， 殘膜回收機械的推廣使用還不盡如人意，需要進一步研究解決。

1 殘膜回收方法

通常將使用后失去效用的地膜稱為殘膜。根據作物的種類、種植地區(qū)和作物生長時期，將殘膜回收分為苗期殘膜回收、作物果實收獲后殘膜回收和春季播種前殘膜回收。目前，國內外回收殘膜的方法主要有以下3種[2]。

1.1 人工回收

人工回收殘膜勞動強度大，效率低，只能將地表面看得見的殘膜撿起，不能對埋藏在土壤里的殘膜進行回收。人工回收是20世紀70年代前采用的一種殘膜回收方式，由于難度較大，此方式在殘膜回收機械出現后逐漸被淘汰。

1.2 降解膜

降解膜出現較晚，是為適應社會對于環(huán)境保護的需要而產生的一種新型地膜，其主要由生物降解母料與塑料粒子母料混合生產而成，分為玉米淀汾基生物降解地膜與馬鈴薯淀汾基生物降解地膜。生物降解是利用自然界中的微生物對地膜的作用達到降解。目前，降解膜的價格較高，在今后一段時間內很難在國內進行大面積推廣。

1.3 機械化回收

由于人工回收及降解膜2種殘膜回收方法存在著很多缺點，因而國內外通常采用機械化回收方式進行殘膜回收作業(yè)。這種方法具有效率高、成本低等優(yōu)點，并且根據我國目前的科技水平和經濟條件，在很長的時間內仍然會大量使用塑料薄膜，因此，機械化殘膜回收是目前最有效的方法。

2 國內殘膜回收機械發(fā)展現狀

由于種植模式和自然條件的不同，我國使用的地膜比國外的地膜薄，強度低。目前我國殘膜回收機根據收膜部件工作原理的不同，可分為彈齒式、伸縮桿式、齒鏈式、氣力式、卷輥式和鏟式等多種形式；根據作業(yè)時期的不同，可分為作物苗期殘膜回收、作物果實收獲后殘膜回收以及春季播種前殘膜回收。殘膜回收效果較好的有以下機型[3]。

1） 農八師134團和新疆兵團農機推廣站設計的CSM-130B型齒鏈式收膜機。該機主要由起膜機構、脫模機構和集膜機構組成，在作物灌頭水之前回收地膜。作業(yè)時，由中小型拖拉機帶動，起膜機構的齒鏈將苗行中的地膜強行抓取，采用無心圓捆卷膜，卸膜方便。

2） 新疆農科院農業(yè)機械化研究所設計的MSM-3型苗期殘膜回收機[4]。該機主要由起膜輪、送膜葉輪、卷膜輥、收邊模裝置構成，與中小型拖拉機配套使用。作業(yè)時，由起膜導軌將土壤中的地膜鏟起，隨后起膜輪的輪齒將地膜穿透并將地膜向上輸送，最終將地膜整齊地卷到卷膜輥上，完成收膜作業(yè)。

3） 內蒙古商都牧機廠設計的1MC-70型地膜回收起茬機[5]。該機主要由起膜鏟、輸送帶和滾筒組成。在完成起茬的同時，將土壤中的殘膜一同鏟入旋轉滾筒，隨后進行土茬分離和膜土分離，最后將根茬和殘膜一起回收，其殘膜回收率較高，但回收后的根茬和殘膜不易分離。

4） 黑龍江省東北農業(yè)大學研制的QS-2型殘膜回收機。該機主要由機架、收膜鏈輪、纏膜輥筒、地輪和傳動系統(tǒng)構成，由中小型拖拉機牽引。作業(yè)時，由作業(yè)機地輪帶動收膜彈齒工作，結構比較簡單，殘膜回收率高。但該機有一個便于脫膜的曲線滑道，加工制造成本較高，也無法實現殘膜與雜草的分離。

5） 中國農業(yè)機械化科學院研制的殘膜回收整地聯合作業(yè)機。該機主要由機架、傳動裝置、撿膜齒桿，偏心脫膜滾筒、驅膜輪、集膜箱等部件構成，與45 kW左右的輪式拖拉機配套使用，可以進行整地和殘膜回收2項作業(yè)。該機整地效果較好，工作效率高，但殘膜回收效果并不理想。

6） 新疆農墾科學院和塔里木大學共同研制的1QZ-3900清田整地聯合作業(yè)機。該機主要由機架、傳動系統(tǒng)、起膜鏟、膜土分離裝置等裝置組成，在春季播種前，可一次性完成殘膜回收和整地2項作業(yè)。作業(yè)時，起膜鏟將土壤內深14 cm內的土壤、根茬和殘膜一同鏟起，由膜土分離裝置的振動篩將殘茬、殘膜與土壤分離并輸送到集膜箱。該機的缺點是土壤鏟耗費功率較大，與地面機械沖擊也大。

3 國內殘膜回收機械存在的主要問題

我國研究殘膜污染治理技術已有多年，國內雖然研制了許多種機型，但大多數殘膜回收機回收殘膜的效果不盡如人意，不能滿足目前農業(yè)生產上的需求。綜合來看，目前主要存在以下幾個問題[6]。

1） 我國目前采用的地膜材料為聚乙烯烴類化合物，厚度很薄，抗拉強度低，致使殘膜面積較小，大部分殘膜被埋藏在土壤中或者與作物莖稈、根茬緊密纏繞，殘膜回收作業(yè)難度很大。

2） 殘膜回收機的收膜部件還存在卡頓、殘膜纏繞等問題。由于塑料膜的粘附和靜電作用，無論是挑膜齒挑起送入集膜箱還是卷膜輥卷膜，都會引起殘膜纏繞。工作時，一旦發(fā)生纏繞，就會越纏越多，最終導致機具無法正常連續(xù)工作。為解決卸膜過程中的殘膜纏繞問題，先后出現了十余種解決方案，但在實際使用過程中多數故障率高，而且結構復雜等，因而沒有得到很好地推廣。

3） 主要工作部件的工作性能很難提高。收膜部件易受到機械沖擊，也易出現故障，關鍵零部件如殘膜挑膜機構、殘膜輸送機構、殘膜與土壤分離機構在耗能、機械性能上仍需要進行更深入地研究。

4） 殘膜回收機械的理論研究較薄弱。我國研究殘膜回收機械起步較晚，設計方法與技術相對落后，同時殘膜回收作業(yè)受季節(jié)性限制，所以一些高難的技術性問題始終得不到很好的解決。

4 國內外殘膜回收技術的發(fā)展趨勢

目前我國機械化回收殘膜主要在3個時期：作物苗期殘膜回收、作物果實收獲后殘膜回收及耕地后春季播種前殘膜回收。今后的發(fā)展趨勢是將多種作業(yè)機械結合形成聯合作業(yè)[7]，一次性可完成2項或多項作業(yè)，通過減少拖拉機的下地次數，還可減少油耗、降低機具作業(yè)成本、減少機具對土壤的壓實、節(jié)省作業(yè)時間，從而提高作業(yè)機具的工作效率，有效提高勞動生產效率。

國外一些國家在20世紀50年代初期就開始研究聯合作業(yè)機，剛開始只是耕地和整地機械的聯合，或者是整地和播種機械的聯合，作業(yè)機的結構是將2個及2個以上單一的作業(yè)部件組合，其機動性能差，體型較大。隨著大功率拖拉機的出現及免耕、少耕播種等新技術的發(fā)展，20世紀60年代初期，聯合作業(yè)機開始將多個部件或裝置形成一體。20世紀70年代后，聯合作業(yè)機開始采用驅動型工作部件，形成2種及2種以上作業(yè)的聯合作業(yè)機具，并且可以與大型拖拉機配套。

在殘膜回收方面，聯合作業(yè)機的研究方向主要是將秸稈粉碎機械、整地機械聯合起來，完成秋后的秸稈回收還田、殘膜回收以及松土等整地作業(yè)。在機械設計方面，運用虛擬樣機技術和現代機械設計方法對聯合作業(yè)機進行創(chuàng)新和改進，運用機械虛擬仿真技術取代傳統(tǒng)的田間試驗，以大大縮短機器的開發(fā)時間，降低其研究成本。

5 結語

保護農田生態(tài)環(huán)境、治理殘膜污染是種植業(yè)可持續(xù)化發(fā)展的關鍵所在。我國的殘膜回收機械仍不完善，目前我國北方農田的殘膜污染越發(fā)嚴重，因此，我們仍需在研究治理殘膜污染技術上做大量工作。

參考文獻

[1] 王獻志，盛祝梅，葉國民，等.農田農地膜殘留污染現狀及對策[J].安徽農業(yè)科學，2003，31（2）：30-31.

[2] 秦朝明，王序儉.農用地膜的回收現狀與思考[J].農牧與食品機械，1999（4）：1-2.

[3] 候書林，胡三媛，孔建銘.國內殘膜回收機研究的現狀[J].農業(yè)工程學報，2002，18（3）：186-189.

[4] 王能勇.SMJ-2型地膜回收集條機簡介[J].新疆農墾科技，1999（5）：41-42.

[5] 張德云，李亞雄.4FS-2型殘膜聯合回收機的改進設計[J].農牧與食品機械，1994（4）：23-25.

[6] 張東興.農用殘膜回收問題[J].中國農業(yè)大學學報，1998（6）：103-106.

[7] 王頻.殘膜污染治理的對策和措施[J].農業(yè)工程學報，1998，14（3）：185-188.

Abstract： Agricultural plastic film pollution has become increasingly serious， and there is an urgent need for residual film recovery operation machines. This paper describes the current domestic and foreign main residual film recovery methods， summarizes and analyzes the research status of residual film recovery machine in our country and the existing problems， and makes analysis on the development trend of remnant membrane recycling machines in China on the basis of the characteristics of China's agricultural plastic film， In order to provide reference for the study on the treatment of residual plastic contamination.

Key words： plastic film； residual film recovery machine； present situation； development trend