新疆地区玉米地残膜回收现状及建议_刘涛.pdf

新疆农机化2023 年第 1 期doi:10.13620/ki.issn1007-7782.2023.01.010中图分类号:S223.5文献标识码：A0引言玉米是新疆仅次于小麦的主要粮食作物之一，主要以覆膜种植为主，2021 年覆膜种植面积达 105 万hm21-2。残膜覆盖栽培技术由于具有保墒增温、缩短农作物的生长时间、抑制杂草生长和增加产量等作用，对玉米产业的发展起到了积极促进作用。但多年使用的残膜在土壤中由于未及时回收和回收不彻底，造成玉米农田生态环境污染，残膜残留在地表或耕层中，会改变耕层土壤结构，严重影响下茬作物生长3-10。传统的残膜回收主要依靠人工，费时费力。由于受收获后的玉米根茬大、留茬高等因素的制约，采用目前技术较成熟的棉田残膜回收机不能有效解决玉米地残膜回收问题，导致玉米农田残膜回收率较低。此外，回收的残膜主要采用焚烧、填埋和废弃等处理方式，不但对环境造成污染，还对我国农业的可持续发展构成威胁。1国内外残膜回收技术发展现状1.1国外技术现状与趋势上世纪50年代欧洲、美国等发达国家开始使用地膜覆盖栽培技术，经济效益提升明显，这项技术很快在全世界农业生产中推广应用。国外为防止残膜污染危害，推广使用高强度、耐老化残膜，使用的残膜厚度一般在 0.20 mm 以上，回收时残膜仍有较大强度，因此残膜清理回收装置结构相对简单。为此，美国相继研发了多种形式的残膜回收机，实现了农田残膜回收。国外将地膜覆盖技术应用于农业生产，前提是必须保证地膜的强度，同时在回收残膜的时候保证残膜的强度以利于回收，回收方式大多采用较为简单的缠绕式（图1），机具成本低，回收的残膜也便于循环使用11。图1卷收式残膜回收机在残膜利用方面，国外残膜处理方式最初为填埋，因残膜不易腐烂，导致填埋地日益减少，而后发展为焚烧发电处理，但释放出的有害气体会污染空气，造成二次污染，随后再次演变为回收再利用，通过分解残膜，回收乙烯、提炼石油制品等，或将残膜经过再生处理，制通讯作者：蒋永新修回日期：2022-10-27基金项目：新疆农机研发制造推广应用一体化项目（YTHSD2022-09）；新疆维吾尔自治区重点研发任务专项（2022B02022-4）文章编号：1007-7782（2023）01-0034-03新疆地区玉米地残膜回收现状及建议刘 涛，牛长河，蒋永新（新疆农业科学院农业机械化研究所，新疆乌鲁木齐830091）摘要：本文分析了新疆地区玉米地残膜回收现状，详细阐述了国内外残膜回收技术现状及发展趋势，并对玉米地残膜回收术发展提出建议。关键词：玉米地；残膜回收；现状；资源化利用；对策Current situation and suggestion of corn field residualfilm recycling in XinJiangLiu Tao,Niu Changhe,Jiang Yongxin（Institute of Agricultural Mechanization,Xinjiang Academy of Agricultural Sciences,Urumqi,830091,Xinjiang,china)Abstract:In this paper,the current situation of corn field residual film recycling in Xinjiang was analyzed,the current situationand development trend of residual film recycling technology at home and abroad were expounded in details,the suggestion fordevelopment ofcornfield residual film recycling technology were putforward.Key words:Cornfield;Residual film recycling;Present situation;Resource utilization;Countermeasure 残膜回收机械化 34新疆农机化2023 年第 1 期成塑料制品。1.2国内技术现状与趋势我国在 80 年代初期逐渐意识到残膜回收的重要性，农业机械科研人员相继投身于残膜回收机的研制推广中，目前各地已经研制出数十种残膜回收机械（图2），部分机型也在实际生产中大面积推广使用。目前我国耕层残膜回收主要有苗期地表残膜回收、耕后残膜回收（也可再分为耕层内残膜回收与播前整地残膜回收两种）和秋后残膜回收12，但均无法用于玉米等大根茬作物残膜回收作业中。图2国内残膜回收机随着农业机械化的发展，相关高校和科研院所也逐渐开始开展对玉米地残膜回收的研究。目前国内开展玉米地残膜回收机构研究的主要有：吉林大学农业机械化工程学院权龙哲13进行了玉米根茬收获试验平台的研究；黑龙江省畜牧机械化研究所李进14研究了玉米清膜起茬机等，但二者共同的缺点就是会破坏地表残膜，导致根茬与残膜混合，增加了残膜和根茬回收利用的难度。此外，国内残膜回收后主要以焚烧、填埋、废弃处理为主，造成了资源的极大浪费。为此，加快研究玉米残膜回收机械关键技术与装备与资源化利用新途径，全面提升新疆玉米地残膜回收作业水平和科技水平是目前的发展方向。2建议2.1有针对性地开展玉米地残膜回收机的研制根据玉米种植区土壤环境、种植模式及玉米根系特点开展玉米根茬及残膜回收关键技术与装备的研究，并将膜土分离技术作为装备设计的关键点，研制出适合、适用的玉米地残膜回收机。2.2加快残膜回收机的智能化研究目前应用的残膜回收机智能化水平普遍偏低，基本没有故障检测系统，导致作业中机具不能自动仿形、自动排杂，也不能实现工况检测和数据采集，遇见紧急情况不能提前预警，无法采取措施避免损坏。因此建议加快残膜回收机的智能研究，并融合农业智能化、信息化技术及工况监测技术，研制出一种适用于新疆玉米地的智能化高效残膜回收机。2.3开展玉米地膜杂分离技术研究机械化回收的膜杂混合物不易分离，如不进行合理处理会对环境造成二次污染，目前处理膜杂混合物的方式多为填埋和焚烧，要彻底解决残膜污染问题就应完善残膜污染治理产业链，实现废旧地膜再利用，因此建议开展废地膜与玉米根茬、秸秆分离技术研究，为资源化再利用做准备15-16。2.4开展玉米地残膜综合利用技术研究膜杂混合物分离后可作为再生资源，分离出来的废地膜可以再造粒，是滴灌带、塑料花盆等低端塑料产品的原料，我国每年进口再生聚乙烯颗粒 70 万 t，因此如能实现残膜资源化利用，不但可以解决因残膜无法合理处理而造成的环境污染问题，还能大大降低我国聚乙烯颗粒的进口量，达到双赢的目的。分离出来的秸秆和根茬还可作为沼气原料，产气率高，可替代煤和电，为农村炊事和取暖提供能源。玉米秸秆粉碎后可发酵作为基质用于生产食用菌，还能用来造纸、做板材等。2.5加大玉米地残膜回收机推广力度根据玉米种植区特点推广适用的玉米地残膜回收机，并在推广示范过程中逐步形成一套玉米地残膜回收机械化标准作业规范。参考文献：1梁荣庆,陈学庚,张炳成，等.新疆棉田残膜回收方式及资源化再利用现状问题与对策J.农业工程学报，2019，35（16）：1-13.2田多林，王吉奎.北疆地区残膜回收现状与对策J.农业科技与装备，2016（2）：71-73.3丁云鹏，潘文辉，龙美，等.地膜厚度与揭膜时间对旱作农田春玉米生长及残膜回收的影响J.山西农业科学，2022，50（8）：b QSM-2苗期棉花残膜回收机a 苗期残膜回收机c 搂集式残膜回收机d 残膜回收与茎秆粉碎联合作业机e 玉米根茬收获试验平台f 玉米根茬起铺机 残膜回收机械化 35新疆农机化2023 年第 1 期（上接第 13 页）y?=108.56-0.79x（3）表2田间试验重要指标计算值由试验数据分析可知，土壤含水率对明薯率有影响且存在线性关系。3.3试验结果经试验分析，土壤含水率平均值为 14.26%，平均明薯率为 97.3%，平均伤薯率为 2.48%，平均漏薯率为2.67%，满足马铃薯机械化收获的要求14。从试验数据的测定和计算可知，土壤含水率对明薯率影响较为显著，且存在线性关系。4结论（1）田间试验结果表明，该机挖掘深度为 230 mm，挖掘铲的最大倾角为29，分离筛的线速度为1.46 m/s。测得土壤含水率平均值为 14.26%，平均明薯率为97.3%，平均伤薯率为2.48%，平均漏薯率为2.67%。数据表明，明薯率96.44%，漏薯率2.4%，伤薯率2.08%，挖掘平稳，分离效果好，满足马铃薯的收获要求。（2）在试验指标的测定中发现，土壤含水率对明薯率影响较为显著，且存在线性关系。参考文献：1李涛，康璟，孙伟，等.4U-1000型马铃薯挖掘机的设计与试验J.甘肃农业大学学报，2013，48（03）：151-155.2王建波，樊啟洲，田延庆，等.马铃薯挖掘机关键部件的研究现状与展望J.农机化研究，2011，33（01）：244-248.3韩杰，吕金庆，高靖华，等.振动式挖掘部件的设计J.农机化研究，2004（03）：118-119.4邱立春，李宝筏.自激振动深松机减阻试验研究J.农业工程学报，2000（06）：72-76.5陈致水，张燕，梁栋，等.振动筛式马铃薯收获机的设计J.农机化研究，2012，34（04）：84-87.6石林榕，吴建民，赵武云，等.圆盘栅式马铃薯挖掘机的研制与试验J.农业工程学报，2012，28（24）：15-21.7刘俊峰，杨欣，马跃进，等.4U-1A型马铃薯收获机的设计J.农业机械学报，2004（02）：181-183+186.8刘宝，张东兴，李晶.MZPH-820型单行马铃薯收获机设计J.农业机械学报，2009，40（05）：81-86.9文学洙，廉哲满.振动式挖掘机的设计与试验J.农业机械学报，2006（10）：77-82.10吴建民，李辉，孙伟，等.拨指轮式马铃薯挖掘机试验J.农业工程学报，2011，27（07）：173-177.11濮良贵 纪名刚.机械设计M.北京：高等教育出版社，2005，165-184.12李宝筏.农业机械学M.北京：中国农业出版社，2003.13袁志发，周静芋.试验设计与分析.北京：高等教育出版社，2000.14 NY/T648-2002，马铃薯收获机质量评价技术规范S.1096-1104.4刘小龙，赵武云，张华，等.甘肃地区玉米典型种植模式下机械化残膜回收技术研究J.内蒙古科技与经济，2021（16）：83-84.5刘飞，林震，张涛，等.玉米根茬残膜回收机的离散元模拟及性能试验J.农机化研究，2020，42（12）：156-160.6李朝辉，杨术明，丁文捷，等.玉米地残膜回收机的原理改进及试验分析J.农机化研究，2020，42（7）：99-104+110.7王玉柱，白相萍，郭晓晴，等.玉米起茬残膜回收机结构设计与性能试验J.中国农机化学报，2019，40（10）：4-8.8韩心宇，刘鹏霞，王赟，等.甘肃玉米铺膜种植区残膜回收机械化技术适应性分析J.中国农机化学报，2019，40（5）：36-40.9戴飞，赵武云，张锋伟，等.玉米全膜双垄沟残膜回收机作业性能优化与试验J.农业工程学报，2016，32（18）：50-60.10张佳喜.玉米地膜回收关键技术理论分析与试验研究D.中国农业大学，2016.11张帅，闫小丽，杜荣飞，等.残膜卷拾机的设计与试验J.农机化研究，2022，44（1）：112-116+123.12张佳喜，谢建华，薛党勤，等.国内外地膜应用及回收装备的发展现状J.农机化研究，2013，35（12）：237240.13权龙哲.玉米根茬收获模式及采收机理D.吉林大学，2012.14李进.玉米清膜起茬机的研究.黑龙江省，黑龙江省畜牧机械化研究所，2015-06-30.15石鑫，杨豫新，牛长河.关于农田废旧地膜机械化回收及综合利用的建议J.新疆农机化,2022（1）：40-42.16石鑫，杨豫新，牛长河.新疆农田残膜回收及资源化再利用现状与对策J.新疆农机化，2021（6）：34-35+45.xi2187.69193.21210.25237.16222.01201.64193.21204.49196.00190.442036.10i12345678910 xi13.713.914.515.414.914.213.914.314.013.8142.6xiyi1342.601356.641406.501485.181444.701379.101358.591387.861361.921348.9513872.04yi98.0097.6097.0096.4496.9697.1297.7497.0597.2897.75972.94yi29604.009525.769409.009300.679401.249432.299553.119418.709463.409604.0085108.17 残膜回收机械化 36