吳澤剛 莫有清 游安弟

(黔南州煙草公司獨山縣分公司，貴州 獨山 558200)

1 研制背景

地膜覆蓋是一項成熟的栽培技術(shù)，對農(nóng)業(yè)節(jié)水、增產(chǎn)和增效起到了重要作用，我國在1979年將此項技術(shù)引進(jìn)煙草栽培中，經(jīng)過多年的實踐，地膜覆蓋已成為我國大多數(shù)煙區(qū)優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)的主要栽培技術(shù)之一。地膜覆蓋在煙草生產(chǎn)中起著十分重要的作用。

烤煙移栽時，需要對煙地進(jìn)行起壟后再覆蓋地膜，許多煙農(nóng)在烤煙生長期內(nèi)未能將地膜清除，待烤煙采收結(jié)束后才考慮清理，但此時煙株已根深稈壯，將地膜遮蓋于地面，而且煙地內(nèi)壟溝和壟體相互連接排列，深淺不一致。常規(guī)農(nóng)業(yè)上使用的地膜回收機不適宜煙地使用。因此，研制一款適用于煙地狀況的地膜回收機械對烤煙生產(chǎn)具有十分重要的意義。

2 研制需求

2.1 機械化回收地膜的需求

根據(jù)現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求，機械化是主要特征之一，農(nóng)業(yè)機械是主要生產(chǎn)工具，在煙葉生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)都大力發(fā)展機械作業(yè)替代人工，提高工作效率，降低生產(chǎn)成本。通過調(diào)查統(tǒng)計，煙葉生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)中，只有備耕、運輸及烘烤環(huán)節(jié)中機械化程度相對較高，其他環(huán)節(jié)的機械化程度還比較低，包括地膜的清理回收仍以人工為主(人工清理回收地膜一般每畝(1hm2=15畝)耗時5～8h，平均約6.5h)，未實現(xiàn)機械化，與現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)生產(chǎn)還不相適應(yīng)。

2.2 實現(xiàn)地膜回收機械與煙地狀況相適應(yīng)的需求

現(xiàn)農(nóng)業(yè)上使用的地膜回收機主要有耙齒式和輥軸式2種，通過拖拉機牽引地膜回收機抓取地面上方地膜，向前拖行耙齒或輥軸旋轉(zhuǎn)過篩收取地膜，一是地膜先經(jīng)過拖拉機碾壓，再經(jīng)過回收機抓扯，造成大量地膜碎片撒落在煙地里，難以撿拾干凈。二是地膜回收機械在煙地上試用時，從煙地上平面作業(yè)，但煙地有壟溝，壟體上下有較大落差，地膜回收機械只能回收到壟體上表面的地膜，對壟體中下部的地膜作用不大，有較多的回收盲區(qū)，撿拾效果差。

2.3 提高機械回收地膜撿拾率的需求

根據(jù)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局《DB62/T 2622-2015農(nóng)用地膜回收技術(shù)規(guī)范》要求，地膜回收的機械的撿拾率要達(dá)到80%以上才達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。小組對國內(nèi)幾個品牌的地膜回收機械在煙草及其他農(nóng)作物上進(jìn)行地膜回收測試，統(tǒng)計地膜回收撿拾率，通過調(diào)查統(tǒng)計，烤煙地膜回收的撿拾率為39.8%，其他作物的地膜回收的撿拾率為72.6%，與規(guī)范要求還有差距，尤其是烤煙地膜回收的撿拾率差距更大。

3 研制思路

混合物中分離法是把需要的物質(zhì)從混合物分離出來的方法?？筛鶕?jù)物質(zhì)的物理和化學(xué)特性進(jìn)行別類分離。廣泛用于小分子和生物大分子混合物的分離純化，是提純物質(zhì)不可缺少的手段，獲得純凈組分的過程。

目前在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用于大面積土壤的無害化處理常使用物理分離法，其做法是針對土壤中摻雜的不利于農(nóng)作物生長的有機物、無機物或礦物質(zhì)，根據(jù)其特性一般使用人工或機械通過物理方式進(jìn)行分離。

針對煙地的實際狀況，壟溝深，溝面寬，壟間距長，且鑲嵌排列，煙地平面溝多、凸凹不平等特點，而且地膜具有剛性與韌性的特性，適用于進(jìn)行機械化物理分離，可利用機械在煙地壟溝內(nèi)行走，輸出動力予轉(zhuǎn)動輪，然后將地膜捆綁在轉(zhuǎn)動輪上，通過轉(zhuǎn)動輪旋轉(zhuǎn)環(huán)繞回收地膜。

4 課題查新

為確定是否已有相關(guān)研制成果，課題小組在國內(nèi)專利平臺及行業(yè)QC課題庫開展查新工作。通過在中國知網(wǎng)中國期刊全文數(shù)據(jù)庫、萬方數(shù)字化期刊全文數(shù)據(jù)庫、國家知識產(chǎn)權(quán)局專利檢索及分析數(shù)據(jù)庫等國內(nèi)外平臺上及國家煙草局內(nèi)網(wǎng)QC課題庫查找，并通過電話咨詢和實地考察省內(nèi)其他煙草公司，均未找到滿足需求的烤煙地膜回收機械，因此，適合開展創(chuàng)新型課題。并確定本次QC小組活動課題為：烤煙地膜回收機械的研制。

5 設(shè)定目標(biāo)及可行性分析

5.1 設(shè)定目標(biāo)值

小組經(jīng)過深入的分析和討論，將QC課題目標(biāo)設(shè)定為：目標(biāo)一，研制一款適宜煙地的地膜回收機械；目標(biāo)二，地膜回收撿拾率達(dá)85%以上。

5.2 目標(biāo)可行性分析

(1)農(nóng)業(yè)機械的應(yīng)用已經(jīng)越來越普遍，有可直接利用的設(shè)備構(gòu)件和機械加工技術(shù)，為研制奠定了基礎(chǔ)。

(2)可通過改進(jìn)技術(shù)措施，一是從壟體的側(cè)面回收地膜，可最大限度地實現(xiàn)回收地膜的覆蓋面，減少回收盲區(qū)；二是回收時盡量保持地膜的完整性，盡可能地不對地膜造成破壞，極力避免產(chǎn)生地膜碎片，便可顯著提高回收的撿拾率。

(3)小組人員素質(zhì)較高，均為大學(xué)以上學(xué)歷，經(jīng)驗豐富且富有創(chuàng)新精神，具有完成活動目標(biāo)的能力。

綜上所述：本課題條件成熟，目標(biāo)可行。

6 研制內(nèi)容

6.1 研制方案

小組成員通過查閱資料及現(xiàn)場調(diào)查，采用“頭腦風(fēng)暴法”提出各種技術(shù)方案，并用親和圖進(jìn)行整理如下：烤煙地膜回收機研制總方案分為3個備選方案，分別是方案1，從壟體平面回收地膜；方案2，從壟體側(cè)面回收地膜；方案3，攪拌式回收地膜。

經(jīng)過3個方案的分析比較和論證，方案2完全能夠滿足地膜回收撿拾率、工作效率、可實施性的要求，本小組決定將方案2作為烤煙地膜回收機械研制的最佳方案。

按照烤煙地膜回收機械研制的技術(shù)方案，小組成員依次對各組成要件的規(guī)格、構(gòu)造、材質(zhì)、形狀、功能及操作方式等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選和確認(rèn)。

6.2 機械主要構(gòu)件

(1)微耕機。①功率為6.3kW；②輪距寬40cm；③行走輪為鐵質(zhì)防滑輪。

(2)壓膜土壤清除裝置。①軸長40cm；②清理刀片為弧形，在軸上可自行調(diào)節(jié)；③刀片規(guī)格為長15cm，寬6cm，厚度0.5cm，材質(zhì)為支座負(fù)筋。④清除蓋膜土80%。

6.3 轉(zhuǎn)速控制裝置

(1)轉(zhuǎn)速比為50∶1的減速器；(2)微耕機輸出轉(zhuǎn)速與地膜回收裝置需要轉(zhuǎn)速相匹配。

6.4 地膜回收裝置

(1)按螺絲固定、活動連接及“U”形扣固定方式分別將壓膜土壤清除、轉(zhuǎn)速控制及地膜回收等裝置組合；(2)確?？茖W(xué)、有工藝和技術(shù)保障、牢固和便于維護(hù)。

6.5 組裝

(1)各功能件運行正常，故障率為零；(2)達(dá)到使用效果。

7 研制成效

(1)效果檢查?？緹煹啬せ厥諜C械組裝調(diào)試完成后，由機耕手操作烤煙地膜回收機在煙地里進(jìn)行地膜回收，記錄和統(tǒng)計地膜回收的撿拾率和工作效率。

檢測結(jié)果是烤煙地膜回收機在煙地里進(jìn)行地膜回收的撿拾率為86.6%，工作效率是之前的4.5倍(6.5/1.44=4.5)，本課題活動達(dá)到并超過了活動設(shè)定目標(biāo)值。

(2)效益分析。按每個工80元計，每畝回收地膜成本為80×6.5/8=65元；使用烤煙地膜回收機回收地膜后，效率提高4.5倍速，則回收成本為14.4元(6.5/4.5=14.4)，每畝可節(jié)約地膜回收人工費用50.6元(65-14.4=50.6)，按黔南州2019年推廣6.8萬畝地膜煙面積計算，可煙農(nóng)節(jié)省成本投入344.8萬元(50.6×6.8)。

8 結(jié)論

為鞏固取得的研制成果，采取以下措施：建立烤煙地膜回收機械技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；制定《烤煙地膜回收機械使用說明書》；制定《烤煙地膜回收機械維護(hù)保養(yǎng)規(guī)程》。

通過本次活動，每個成員都提高了質(zhì)量意識、分析問題、解決問題的能力，增強團(tuán)隊精神，掌握“創(chuàng)新型”QC小組的活動要點，圓滿實現(xiàn)了課題目標(biāo)。今后要進(jìn)一步加強學(xué)習(xí)，提高認(rèn)識，將本次QC小組活動取得的經(jīng)驗，分析問題、解決問題的能力及拼搏奉獻(xiàn)精神用于實際工作中，為煙葉生產(chǎn)的發(fā)展和科技創(chuàng)新不懈努力。