农田残膜捡拾回收机发展现状及其在云南农业生产中的应用

华英杰等

摘要地膜覆盖技术对农业增产具有良好的经济效益、社会效益，但同时农田残膜的回收成为了棘手的问题。笔者分析了国内外农田残膜回收机的发展现状，指出在云南农业生产中使用残膜回收机的不适应性，并提出了在云南推广使用残膜回收机械的建议。

关键词残膜回收机；发展现状； 不适应性；云南

中图分类号S226.9文献标识码

A文章编号0517-6611（2014）06-01895-03

Abstract Film mulching technology has good economic benefits and social benefits in agricultural production. However， the agricultural plastic film recycling has become a thorny problem at the same time. This paper introduces the development status of domestic and foreign agricultural plastic film recycling machine， points out the development trend of residual film recovery machine and its inadaptation to agricultural production in Yunnan province， and finally makes some recommendations for promoting the use of the recycling machine.

Key words Film collector； Present situation； Inadaptability； Yunnan

地膜覆蓋技术自20世纪50年代应用于农业生产以来，因其可提高土壤温度、保持土壤水分、改善土壤环境和提高粮食产量而在全世界得到了迅速、广泛的推广应用。我国于20世纪70年代初开始试验、推广地膜覆盖技术。40多年来，随着一系列地膜技术的推广，应用覆膜技术种植的作物已从最初的蔬菜、棉花等少数几个品种扩大到了玉米、烟草、果林苗木以及花卉等数十种，覆膜种植面积不断扩大，薄膜使用量也随之不断增加。据中国塑协统计，截止到2012年，我国地膜年产量达400×104 t左右，累计推广面积达23 333.33×104hm2。覆膜种植已成为我国农业生产中最重要的种植技术手段之一。

但随着地膜使用量的增大，残留地膜也越来越多，残膜捡拾成了非常棘手的问题。由于残膜在土壤中不易降解，若不及时回收，一方面会形成“白色污染”，另一方面会对土壤造成污染和损害，从而影响作物生长发育。目前，残膜捡拾有人工和机械2种方式，人工捡拾劳动强度大、费时且效率低；相对于人工捡拾，使用机械对残膜进行回收时，可克服人工捡拾的不足，能提高劳动生产率和残膜拾净率，是残膜回收的有效方法。受经济条件以及现有残膜捡拾机适应性差等因素影响，目前，我国大部分地区的残膜捡拾仍以人工方式为主，但从今后的发展来看，机械化捡拾是我国农田残膜回收的必然趋势。

1农田残膜捡拾（回收）机的发展现状

1.1国外残膜捡拾（回收）机发展现状自20世纪60年代起，农业现代化程度较高的日本、美国等国家对残膜回收问题进行了研究，并研制出不同类型的回收机具。英国主要采用悬挂式回收机。工作时，铲齿将压膜土耕松，将薄膜回收到金属网上，回收后的薄膜经清洗干净后备用；日本使用的地膜强度较大、且其覆盖周期短、加上土壤较为松软且易揭膜，因此日本对残膜回收处理的效果较好；法国主要使用卷筒式回收机，将回收的地膜卷在卷膜筒上，已备后用[5]。

国外所用的农用地膜厚度大约在0.01～0.05 mm左右，其抗拉强度大、不易破碎、易回收且可重复使用。此外，发达国家从环保角度出发，开始研发推广新型覆盖地膜，如生物降解地膜、光降解地膜、光学/生物双降解地膜等。降解地膜使用后经一段时间会自动分解，形成无害物质融入土壤中，但由于价格等因素的原因，目前尚未大面积推广使用。从今后地膜回收的生态效益来看，应积极推广使用可降解地膜。

1.2国内残膜捡拾（回收）机发展现状

我国地膜的使用情况与国外有所不同。我国农用地膜普遍较薄，地膜厚度大约在0.005～0.008 mm左右，抗拉强度较低、易氧化且不易回收；另外，由于覆盖周期长，地膜老化严重，易呈碎块状；并且新旧地膜并存现象较为严重。

我国农田残膜主要以碎片的形式分布于土壤浅层，并随年限的增长而逐渐下移；据调查，残膜置留在0～10 cm耕层处的占71.8%，10～20 cm耕层占22%，20～30 cm处占6.3%。受耕作和覆膜等因素的影响，残膜碎片多呈水平、倾斜、块状等多种形态存在，由于农田残膜置留的特性，使得地膜回收机呈现多样性。我国的地膜回收机于1982年开始研发，现已研制发展了几十种机型，但目前理论尚不完善，且与国外农业较发达的国家相比，技术相对落后。下面对我国研发的各类地膜回收机作简要介绍。

1.2.1按农艺要求和回收时间不同分类。

（1）苗期残膜回收机。苗期残膜回收机主要用于作物的苗期揭膜回收，由于覆盖时间较短且在浇头水前，地膜老化轻微，相对比较完整，另外地膜上的土壤较少，有利于地膜的回收，回收后有利于开展中耕作业。虽然此时地膜回收率高，但由于受到水源灌溉等条件的约束，应用相对较少。苗期残膜回收机的代表机型有MSM3、CSM130B等。

（2）秋后残膜回收机。

秋后残膜回收机是在作物收获后进行残膜回收；此类回收机适于干旱地区推广使用。作物收获后，此时地膜完整性较差、破坏较为严重，加上秸秆等因素限制，容易造成捡拾部件的损坏，加大了回收难度。收后残膜回收机种类较多，代表机型有QSM2、1MC70、QS2以及4FS2联合回收机等。

（3）耕后播种前残膜回收机。

耕后播种前残膜回收通常在作物收获、土地翻耕以后，未播种前进行。此残膜回收机具常和整地作业同时进行，节约农时，效率较高，也有利于地膜回收，代表机型有4MQ1.5、4SZ3.0、1QMZ3.0等。

1.2.2按原理分类。按原理可分为齿式残膜捡拾机、刮板式残膜捡拾机、旋耕筛网式残膜捡拾机。

（1）齿式残膜捡拾机。

①耙齿式残膜捡拾机。其结构由机架、动力传动机构、起膜机构、捡膜机构等各部分组成。其主要机构是一组位于同一平面上的耙齿，一般没有残膜的收集装置。工作时，残膜被耙搂集一起，并由人工处理，随意放置地头或焚烧。此类捡拾机容易被残膜、残茬、土壤所堵塞，堵塞后耙齿工作深度降低，严重时机具会架空从而失去残膜捡拾功能。该机作业效率较低、排堵频率高、容易撕膜，故适用于地表面残茬、杂草较少、土壤坚实度不大且平作或小垄种植作物的残膜捡拾。②伸缩弹齿式残膜捡拾机。该型机具的主要工作部件为滚筒和具有伸缩功能的直弹齿或弧形弹齿，弹齿分4组，呈放射状沿滚筒圆周方向均布，每组又沿轴向直线均匀分布。滚筒起到限深、牵引膜和脱膜的作用，表面的孔还起到弹齿导轨的作用。工作时，由动力输出轴驱动捡膜滚筒及其内部的偏心机构带动弹齿沿滚筒表面的孔作伸缩往复运动，从而达到挑膜、运膜和脱膜的功能，从弹齿上卸下的残膜又自动收集进入集膜箱，但是会有挂膜的现象。与耙齿式相比，伸缩弹齿式残膜捡拾机具有作业效率高，工作阻力小，对残膜的破损小，捡拾率高，缠膜率低，不易堵塞等优点。但该机型不适于表面覆土太多太厚，杂草、残茬较多，土壤坚实度大、含水率高的场合。③

刮板式残膜捡拾机。

刮板式残膜捡拾机的核心工作部件是装在同一轴上的刮板，刮板在动力输出轴的驱动下，以恒定的速度旋转，剥离地表的残膜，残膜在刮板翻转时产生的风力作用下，被吹离地表，并在刮板的带动下进入残膜收集装置，达到残膜捡拾的目的。刮板式捡拾机还对地表残茬具有收割作用，剪切后地表较为平整，残茬存留量少，具有清理地表的作用，并且起膜深度小，一致性好，缠膜率小，对残膜的再次破损程度小。此捡拾机械对地膜覆盖周期短、地膜破损小、老化程度小、表面覆土少和平作种植作物的残膜捡拾效果较好。但在残膜破损严重和地表不平整、覆土深度大和植被密度大时，残膜捡拾率会大大降低。④旋耕筛网式残膜捡拾机。

旋耕筛网式残膜捡拾机主要由旋耕部件、往复式振动筛网、限深机构、悬挂机构和机架等组成。捡拾机工作时，机具前部的旋耕部分先将地表残膜及膜下土层切碎并混合，然后由后部的起膜铲将残膜碎土混合体运送到往复振动的筛网表面，由筛网将碎土分离，最后将停留在筛网表面上的残膜进行收集以达到残膜捡拾的目的。旋耕刀入土深度大，对土壤、残茬切碎左右强，该机型具有较高的残膜捡拾率，但结构复杂，残膜容易缠绕在旋耕刀柄上，造成旋耕刀入土困难，甚至工作失效。因此该机型清理工作量较大，生产率较低，适用于土壤坚实大、含水率低的场合。

此外，按照功能还可划分为：单项残膜回收机和联合残膜作业机。

2农田残膜捡拾（回收）机的研究发展趋势

目前，残膜回收机的研究发展趋势主要有以下几个方面：

（1）系列化。充分考虑不同物品种的残膜回收特性，发展适合于不同作物，不同土壤和不同地区的残膜捡拾机，扩大残膜回收机具的作业适应性，以形成系列产品，满足用户需要。

（2）进一步提高工作效率和捡拾率。目前工作效率和捡拾率的评价均是针对特定机型和现场环境而定的，如目前得到一定应用多半为沙壤，旱作地区。因此一般是在保证捡拾率的基础上，尽量提高生产效率。

（3）大力发展联合作业机具。为减少农机机具下地次数、降低作业成本，应极力研发联合作业机具，如收膜中耕复合作业机具，在苗期地膜回收后开展中耕作业；收膜整地联合作业机具，在作物收获后开展农田整地作业为下次播种做好前期工作。

3残膜捡拾（回收）机在云南农业生产中的不适应性

由于地膜对农业增产有一定效果，农用地膜在云南也得到了广泛的推广和应用。据云南省农业厅统计，2010年全省粮食作物地膜覆盖栽培面积为78.91×104 hm2；2011年为100.62×104 hm2；截止到2012年，全省粮食作物地膜覆盖栽培面积已达到117.92×104 hm2。在地膜使用量增加的同时，田间残膜的数量也在逐年增加。而该地区的残膜回收仍以人工捡拾为主，机械化回收则基本没有应用，这就增加了农户的劳动强度和残膜回收成本。

目前残膜捡拾（回收）机在我国已有一定的生产和应用，主要集中在北方旱作地区，以耙齿式和伸缩弹齿式居多，也产生了一定的社会效益、经济效益和生态效益，但尚未得到大面积的推广。殘膜捡拾（回收）机在云南省则使用极少，这主要是由于国内现有回收机对云南的地形、地貌、土壤条件以及某些作物的覆膜种植方式仍存在不适应的地方。

（1）云南为多山省份，丘陵、坝区、高原相间分布，地貌之间条件差异很大，类型复杂，绝大多数耕地为坡地、半坡地，地形条件对机具行走装置平衡稳定性的要求较高。此区域特点极大限制了回收机具在云南农业生产过程中的适用性；

（2）由于云南多山特征，地势和纬度变化的复合，造成成土过程和土壤类型多样化，其中红土壤占到50%左右。而这些土壤属粘性土，有极大的塑性，其对起膜部件的工作阻力较大，而且土壤容易粘附在工作部件上，造成堵塞。此外，重粘土也对膜土分离造成了困难；

（3）云南烟叶等作物采用的垄作沟灌覆膜种植，而国内现有回收机对平作覆膜地的捡膜效果较好，捡膜率较高，对垄作沟灌覆膜地的捡膜效果则不理想，甚至不起作用；

（4）对厚度较薄的膜、老化膜以及土壤中碎膜的捡拾效果不理想；

（5）农业生产者对现代化生产模式认识不足，农民群众依旧采用传统手工方式进行残膜回收；其次农业结构相对复杂，现有的回收机具其技术、科技含量等方面无法适应相对复杂农业结构；再次就是回收机具与农艺也不相适应。

4在云南推广使用农田残膜捡拾（回收）机的建议

随着云南省地膜覆盖种植面积的不断增大，田间的残膜置留量也越来越多，对农业生产环境和生态环境的破坏不断加大。为了解决这一问题，有必要大力推广使用农田残膜捡拾（回收）机。

（1）政策方面。

大力宣传残膜置留田间对农业生产和生态坏境的危害性，提高农民对残膜污染的认识，提高农业生产者使用回收机械的积极性。

加大政策扶持力度和研发支持。加大残膜回收机财政补贴力度和宣传力度，提高农民购买回收机具的积极性；加大对农机大户的扶持，做好信息技术共享、服务等工作，促进残膜捡拾（回收）机械的普及和应用，降低生产者的劳动强度。建立健全的推广体系，提高农机推广及服务能力。加强有关部门的合作，完善推广网络，做好推广服务工作。

（2）技术方面。完善残膜回收机具新技术、新理论的创新。在提高回收率和工作效率的同时，设计出适应云南地形、土壤以及作物特性的残膜回收机具，以满足云南农用残膜回收的需要。研究回收残膜联合作业机具。根据我国目前情况，采用机械化清除残膜时，要提高回收机具的使用率，减少机具下地次数减少作业成本，应设计推广诸如整地-收膜等联合作业功能的复式联合回收机械。改进残膜回收机捡拾膜机构的设计。捡拾膜机构是关系残膜回收成功与否的关键。在设计捡拾膜机构时，除解决好完整地膜与土壤、杂草的分离问题外，还应着重解决田间长久置留的碎膜的捡拾问题。

5结束语

地膜覆盖技术对农业生产具有显著的经济效益、社会效益和生态效益，在大量使用地膜的同时也面临着残膜对土壤环境污染的危害。今后相当长时间内地膜的使用量将继续保持增长，而残膜的回收仅靠人工作业，其劳动强度大、回收率低、成本较高。相比之下，机械收膜成本低、回收率较高，优势明显。所以设计出适应性强的联合作业残膜回收机，并积极推广广泛使用具有十分重要的意义。

参考文献

[1]

王福义.农用残地膜回收机械发展概述[J].农业科技与装备，2012，219（9）：44-45.

[2] 高德梅.残膜回收机械化现状及存在的问题[J].新疆农机化，2012（3）：17-19.

[3] 常立荣，裴泽莲，曹磊.残膜回收机研究发展初探[J].农业科技与装备，2013，224（2）：37-38.

[4] 谢建华，侯书林，刘英超.残膜清理回收机具的研究现状及存在的问题[J].中国农机化，2012，243（5）：41-44.

[5] 侯书林，胡三媛，孔建铭，等.国内残膜回收机研究的现状[J].农业工程学报，2002，18（3）：186-190.

[6] 王帅.我国残膜回收机具发展现状及趋势[J].农业科技与装备，2012，220（10）：80-81.

[7] 沙吾列·居马汉.有关残膜回收技术的分析探讨[J].农村牧区机械化，2012，100（3）：23-24.

[8] LAMOUNT W J.Plastic mulches far the production of vegetable crops[J].Hort Technol，1993.3（1）：6-19.

[9] 卢博友，杨青，薛少平，等.弹齿滚筒式残膜捡拾机构捡拾性能分析[J].西北农業大学学报，2000（5）：50-54.

[10] 曹肆林，王序检，刘云，等.残膜回收机械化技术的专利分析研究 [J].中国农机化，2009，224（4）：48-50.

[11] 张东兴.农用残膜的回收问题[J].中国农业大学学报，1998（6）：103-106.

[12] 杨晓涛.农膜污染的防治对策[J].农业环境与发展，2000（1）：28-29.

[13] 秦朝民，王序俭，周亚立.农用地膜回收的现状与思考[J].农机与食品机械，1999（4）：1-2.

[14] 侯树林，张惠友，那明君，等.关于残膜回收机械化几个问题的思考[J].农机化研究，1998（1）：35-36.

[15] 王频，徐良庆.残膜回收机械的研究及其应用[J].新疆农机化，1997（3）：31-34.