中国残膜回收机研究现状*

颛孙玉琦 ， 汪益林 ， 蔡佳奇 ， 何 淼 ， 张 洋 ， 林夏梅

（佳木斯大学机械工程学院，黑龙江 佳木斯 154007）

地膜覆盖技术在北方干旱以及半干旱地区作物种植区被广泛应用，其具有抑制杂草生长、提高田间土壤温度以及减缓土壤水分蒸发速度等优点。但使用过的地膜，是否被合理有效地进行集中回收或正确处理，关系到中国农业可持续发展的问题。如果地膜得不到有效清理回收而残留在土壤中，会影响作物的出苗率和水分吸收率，造成农田白色污染[1]。人工回收农田中的残膜费时费力，因此，对残膜的回收进行机械化作业显得尤为重要[2]。

1 中国残膜回收机械

中国农用地膜厚度在0.007 mm左右，其耐用度以及抗破损能力与国外地膜相比性能较差，导致国内外残膜回收机的关键部件在结构形式上存在较大差异。目前，中国常见的残膜回收机主要机型如下：

1）河北顶呱呱机械制造有限公司的李挺等研发的ICMJ-2.1A型残膜回收机与秸秆粉碎联合作业机，主要由秸秆粉碎装置、捡拾及脱膜等装置组成，将秸秆粉碎并均匀地抛撒回土壤中，同时做到清理地膜表面杂物，使地膜捡拾、清理效率更高。但该机器结构过于复杂，成本高，不便于维修[3]。

2）石河子大学温浩军等设计了一种二阶链板式秸秆粉碎地膜回收联合机，如图1所示。该机主要由捡拾清杂装置、粉碎装置、运输装置等组成。膜杂分离率高，可将秸秆粉碎还田，可将回收的残膜打卷、压缩，并将回收的膜卷在指定地点卸下，便于回收清理，但其只适用类型为秸秆类作物的地膜回收[4]。

图1 二阶链板式秸秆粉碎地膜回收联合作业机

3）新疆农业大学靳伟等研制的弹齿式残膜回收机，运用气压、液压两种清膜机构，操作简单，节省人力，残膜回收效率高，经捡拾过残膜的土地相对于其他机器作业后更加平整，便于后续作业。该机器机构与机构间弯折弧度经由科学计算，保证机器的耐磨性以及机器的强度与弹性[5]。

4）新疆农业大学董秋鹏等设计的滚筒式残膜回收机，主要由翻转膜箱、挑膜滚筒以及粉碎部件等装置构成，先进行棉秆粉碎，粉碎后经过输送罩还田，松土齿松软土壤，降低了挑膜齿的磨损，由脱膜机构将残膜从挑膜齿上清除，送到翻转膜箱中，完成作业[6]。

5）新疆农业大学谢建华等设计的导向链耙式地表残膜回收机，主要由脱膜装置、推膜机构、单轴排杂装置等组成，当机器行走至指定位置后，将地膜进行转动卸下，采用机械与液压搭配的工作方式来避免长距离行走导致的地膜缠绕现象[7]。

6）塔里木大学马雪亭等设计的南疆棉花地残膜回收机，是一种可回收一定耕层的残膜回收机，不仅可回收地表残膜，也可回收残留在耕层中的残膜，回收能力强，可将不同耕层残留残膜一并回收，但该机器的回收率相比与其他类型机器较低，且只适用于砂土环境[8]。

7）甘肃农业大学王久鑫等设计的玉米全膜双垄沟残膜回收机，该机主要由起膜装置、偏心伸缩弹齿挑膜滚筒、残膜回收装置等装置组成。其作业时先进行拢膜再进行残膜回收，提高残膜回收率，采用偏心伸缩弹齿挑膜滚筒与具有自动仿形功能的起膜齿相配合完成起膜和输膜作业，该机器存在起膜能力差、易使机器被缠绕堵塞以及卸膜难度较大等问题[9]。

8）昆明理工大学王海翼等研制了一种用于残膜回收机上的抛膜钉齿式残膜弧形起膜捡拾装置。该装置由起膜杆齿、滚筒、弧形钉齿等组成，进行松土起膜，回收的地膜完整性好，减少残膜在土壤中的残留，残膜回收率较高，解决了一般残膜回收机漏捡率高等问题，并且采取起膜杆齿中间宽松间隔式排布的方式，来解决地表凹凸不平导致的机器无法正常运转的问题[10]。

9）新疆生产建设兵团兴新职业技术学院朱承科等设计的锯齿滚扎式残膜回收机，如图2所示。该机主要由锯齿扎膜机构和脱模机构等部件组成，通过拖拉机悬挂行进，适合平坦的地形，可以同时完成扎起残膜、收集残膜以及平整土壤等作业，可靠性高，含杂率较低，残膜回收效果好[11]。

图2 锯齿滚扎式残膜回收机示意图

10）石河子大学王昭宇等设计的随动式残膜回收机。该机起膜捡拾机构主要由加压弹簧和液压油管等组成，起膜轮通过支撑板与机架相连，支撑板上连接加压弹簧。其作业时，先进行松土，将地膜从土壤中挑起，实现膜土分离。卷膜装置卷收地膜，将回收的地膜打卷，捡拾后，将地膜翻转，膜面上杂质落入捡拾装置中，排出机外，残膜回收完整率、排杂率高[12]。

11）山东省农业机械科学研究院许宁等设计的气吸式残膜回收除杂一体机，如图3所示。该机器主要由秸秆粉碎还田装置、吸膜除杂装置、集膜装置等组成，具有多功能一体化的优势。在回收残膜的同时实现粉碎秸秆并还田的功能，不仅减少了机器作业对于土壤的压实作用，有利于土壤保水保墒，并且还田的秸秆避免了燃烧污染大气环境，还对土壤增加肥力有着显著的效果[13]。

图3 气吸式残膜回收除杂一体机示意图

12）甘肃省农用动力机械工程技术研究中心的刘晓丽等研制出一种旋齿式废膜回收机。该机主要由旋轮线旋齿式挑膜机构、收缩式绕辊卷膜机构等装置组成。机器在防止残膜缠绕方面具有优势，且机器故障率低，能快速卸膜，回收残膜完整度好，可进行回收二次利用[14]。

2 残膜回收机存在的问题

1）残膜回收机功能单一，进地次数多，对于土壤不断压实，不利于土壤保水保墒，苗期揭膜技术不完备，不利于作物继续生长。

2）使用机械清理残膜应考虑作业成本问题，部分残膜回收机成本过高、能源消耗大、机具稳定性差以及使用不便等问题比较突出。

3）残膜回收机在不同地区、气候，不同农作物以及农田土壤环境中使用效果不同，存在适应性低等问题[15]。

3 结论

要想解决中国农田残膜回收问题，需要解决农民对于机械化的认同使用问题，发展多功能一体化的适应性强、稳定性强的残膜回收机，研发出生产成本低、作业成本低的耐用型残膜回收机。同时，应用互联网技术，发展云端控制系统，使残膜回收机更加智能化、自动化。

1）在技术方面，不局限于单机器作业，加强对多功能一体化的残膜回收机的研发，注重机器的多适应性，如农田土壤环境、气候、作物、地形等要素，并在土壤保水保墒方面作出一定的贡献。

2）降低残膜回收机生产成本以及作业成本，增强机器稳定性以及耐用性，使机器更易操作，更便于使用。

3）应用互联网技术，使残膜回收机更加智能化，自动控制残膜回收机行进速度、间隔等，通过云端控制实现完整作业。