棉花秸秆粉碎还田与残膜回收机械在库尔勒市的推广应用

新疆巴州库尔勒市农业机械化技术推广站 孙韵环

引言

本文首先从农业种植、地膜使用、地膜残留及治理的现状三方面对目前库尔勒市地膜治理的现状进行了梳理分析，并介绍了全市的机械拥有量和作业情况，然后对棉花秸秆粉碎还田和残膜回收机械在库尔勒市的推广应用和发展情况进行了介绍，并从经济效益和社会效益上做出了分析，同时还指出了目前存在的不足，并对今后的发展提出了自己的一些看法和合理化建议，希望可以对农业技术的推广和应用有所帮助。

1 地膜污染治理现状情况

1.1 农业种植情况

2020 年全市各类农作物种植面积118.13 万亩，其中小麦1.34 万亩，籽粒玉米0.78 万亩，棉花88.32 万亩，其他农作物27.69 万亩。小麦平均单产319.8 千克/亩，棉花平均单产377.7 千克/亩。

2021 年全市各类农作物种植面积122.72 万亩，其中小麦0.99 万亩，籽粒玉米4.85 万亩，青贮玉米6.28万亩，棉花87.61 万亩，其他作物共种植26.52 万亩。小麦平均单产364 千克/亩，棉花平均单产367.5 千克/亩。

1.2 地膜使用情况

库尔勒市从1982 年开始引进试验示范棉花地膜栽培，1984 年大面积推广应用，棉花单产大幅度提高。1992 年以前主要使用窄膜栽培，地膜亩用量约2.5～3.5千克，1993～2004 年使用宽膜栽培，亩用量约3.5～4.5千克。2007 年至今采用双膜覆盖技术，亩用地膜增加到5～8.5 千克。2018 年全市农田地膜覆盖面积80 余万亩，农田地膜使用量4000 余吨。为改善农业生态环境，建设资源节约型、环境友好型农业产业体系，库尔勒市委、市人民政府高度重视，按照“减量化、资源化、再利用”的循环经济理念，从2012 年开始，依托清洁生产示范（地膜回收利用）和自治区废旧地膜综合治理项目，深入开展农田“白色污染”治理工作，引进残膜回收机械300 余台，建成规模型地膜回收加工厂1 个，分片布局回收点13 个，通过降低地膜使用量、人工捡拾、机械回收等工作，逐步降低土壤地膜残留量，保障农业生产稳定发展。构建政府主导、市场主体、社会组织和农户共同参与的地膜回收多元化体系，可使农田当季地膜回收率达到82%以上。

1.3 农田地膜残留及治理情况

80 年代采用无膜种棉，产量低（每亩200kg 左右）但没有白色污染。为了进一步提高棉花产量，农民运用地膜棉种植棉花，1982～1992 年推广运用窄膜（65cm）种植栽培，棉花产量有所提高（每亩300kg 左右），地膜用量2.5kg/亩，当时没有对地膜残留污染引起重视，农民连续不断地用膜种植，没有捡拾残膜的意识，相关部门也没有对地膜残留进行监测。1993 年至2004 年采用宽膜（125cm）种植棉，每亩用薄膜 3.5kg 左右，2005 年至今推广运用较宽膜（205cm），每亩用薄膜5kg 左右，为了防止风沙，2007 年以来种棉地区的部分农户采用双膜覆盖种植，棉花产量进一步提高（每亩400～450kg左右），每亩用膜增加到8.5kg 左右。经过近40 年的用膜种植，白色污染相当严重，甚至影响到种子的正常发芽。起初只是农民手工拔杆、拾膜、焚烧，或者采用简单的齿式收膜机械，捡拾率在30%左右；后来采用秸秆粉碎还田机先将棉杆进行粉碎，再用残膜回收机械收集成堆后进行焚烧，这不但增加了作业成本还造成了空气污染, 捡拾率在42%左右；或者采用拔杆起膜机拔杆、起膜，机械再次收集成堆进行焚烧，捡拾率在51%左右；近几年秸秆粉碎还田与残膜回收一体化机械得到广泛运用和推广，捡拾率可达80%～90%，这样不但提高了工作效率，还将残膜进行打捆回收再利用，对农户每亩进行10 元补助，提高了农民回收残膜的积极性。经过多年的不断治理和监测，库尔勒市棉花主产区的地膜残留量逐年减少。2000 年通过对普惠地区等棉花主产区进行监测，地膜平均残留量为13.8kg/ 亩。2010 年对普惠地区和包头湖农场等棉花主产区进行监测，地膜平均留残量为12.9kg/亩；2020 年通过对普惠地区、哈拉玉宫乡等棉花主产区进行监测，地膜平均残留量为10.26 kg/亩。

2 机械拥有量及作业情况

全市拥有秸秆粉碎还田机185 台，主要以河北圣和农业机械有限公司生产的1JQ-165、1JQ-200 秸秆还田机为主，每小时可粉碎12～18 亩；残膜回收机械80台（含拔杆起膜机），主要以昌吉市金世通农机制造有限公司生产的4MBQ-1.45 型残膜回收机械为主，每小时可回收8～10 亩；拔杆起膜机主要以新疆石河子澳昌机械厂生产的4JH-1.21.6 为主，每小时可拔6～7 亩；秸秆粉碎还田与残膜回收联合作业机械26 台，主要以石河子光大农机有限公司生产的1CMJ-2.0 型和新疆农业工学院农业工程公司生产的4JSM-2.1 型机械为主。每小时可作业15～20 亩。

依托农机购置补贴政策对秸秆粉碎还田机和残膜回收机械进行了补贴，同时利用秸秆还田和残膜回收项目，对全市棉花进行秸秆还田和残膜回收，2020 年秸秆还田项目674 万元，残膜回收项目368.02 万元，作业面积75.6 万亩。2021 年残膜回收项目319.48 万元，目前已完成68.8 万亩。

3 棉花秸秆粉碎还田与残膜回收机械在库尔勒市的推广运用发展情况

库尔勒市棉花秸秆及残膜回收刚开始由手工拔杆、人工捡拾薄膜、拔杆起膜机将棉杆和残膜拔起，机械或人工进行收拢，对秸秆和残膜进行焚烧，这样不但浪费人力，还增加了成本，且捡拾不干净，焚烧秸秆和残膜对空气造成了严重污染。为了节省劳力、降低生产成本、不误农时，采用秸秆粉碎还田和残膜回收两项作业一次完成的联合作业是最佳方案。由于这两项功能的部件重量超过了拖拉机的悬挂能力，所以采用牵引式。经过多年的不断实验示范，更新换代，该类机型具有作业效率高、捡拾残膜于净等优点，受到了广大农民朋友的欢迎。下面以新疆农业工学院农业工程公司生产的4JSM-1800 型棉花秸秆粉碎还田与残膜回收联合作业机械为例，阐述该类机型在库尔勒市的试验及推广运用情况。

3.1 机械结构性能

该机由安装在机架上的牵引架、边膜铲、水平刀盘式秸秆粉碎还田机、摆动式挑膜齿的残膜清理滚筒、梳齿式松土齿、残膜脱送装置、膜箱、行走系统和传动系统构成。采用上述结构设计的棉花秸秆还田及残膜回收机具具有秸秆粉碎还田、松土、挑膜、送膜集堆等功能，一次作业可完成秸秆还田和残膜回收两项作业，工作效率高、收膜率高、使用方便可靠。采用抽拉式行走轮轴适应多种轮距的可调性要求，可满足库尔勒市棉花种植多种模式；采用整体滚筒叶片送膜滚筒输送残膜，具有结构简单、工作可靠等特点。

3.2 工作原理

边膜铲深入膜边，将边膜上覆压土层疏松，水平刀盘式棉花秸秆粉碎还田机将一个作业幅宽上的秸秆粉碎，向机具水平两侧抛出；梳齿式松土齿将残膜下的土层疏松，便于挑膜齿工作；挑膜齿从残膜下将残膜挑起，输送到脱膜位置，挑膜齿缩回到滚筒内；脱送膜轮从滚筒上将残膜脱下，输送到膜箱；膜箱装满后，机具停止工作，将膜箱底部箱板打开，残膜倾倒并集堆。

3.3 机具完成情况

早在2003 年前就设计了第一、二轮样机，并在库尔市包头湖农场和普惠农场进行机具性能和适应性试验，结果发现，机具工作时可以将残膜从土层中梳理出来，聚积在滚筒前。第三轮样机试制试验发现主要问题是挑膜齿在工作时碰到大石块发生变形无法更换，只能割除；捡拾的残膜长，易缠绕在橡胶脱膜板上不能及时将残膜送入膜箱。第四轮样机试制试验主要改进是：将橡胶板齿链式脱送膜原理改为叶轮式送膜；除挑膜齿暂时无法更换外，机具性能已基本达到规定要求。第五轮样机改进试制试验主要改进是：将挑膜齿设计为可更换式，便于维修，同进各零部件严格按设计材料制作、热处理。该机已能满足工作要求，并在库尔勒市推广运用。通过不断地探索研究，新疆农业工学院农业工程公司生产的4JSM-2.1 型机具能够进行秸秆粉碎还田与残膜回收联合作业，还具有将回收的残膜打包的功能，并纳入了国家补贴机具目录。

3.4 棉花种植模式及要求

库尔勒市棉花种植模式多样，常见的有20+30+20+60、30+45+30+60，近几年主要以机采棉模式，采用66+10（单位：cm）。轮距设计可满足自身装车运输、机组地块转移和田间作业三种状态，不仅可满足当前棉花主要不同栽培模式，而且还可满足自身装车运输、机组地块的棉花种植模式。具体结构采用管轴抽拉式，定位销定位，调整方便准确、可靠。

4 经济和社会效益分析

4.1 经济效益分析

秸秆粉碎还田每亩收费15 元，每亩用柴油1kg；残膜回收每亩收费30 元，用柴油0.7kg；两项作业分别进行，多一个人工，一个人工500 元/ 天，一天工作8 小时，1 小时作业12 亩，亩人工费5.2 元。以上两项每亩作业纯收入是27.9 元（15 元-1×7 元+30 元-0.7×7元-5.2 元=27.9 元）。秸秆粉碎还田及残膜回收联合作业机可同时完成秸秆粉碎还田及残膜回收两项作业，每亩收费45 元，用柴油1.5kg，每亩纯收入34.5 元（45-1.5×7 元=34.5 元）。联合作业相比之下每亩可增加收入（节药成本）6.6 元（34.5 元 -27.9 元 =6.6 元）。库尔勒市2021 年有60 万亩棉花采用秸秆粉碎还田与残膜回收联合作业，可增加收入（节约成本）共计396 万元。（以上1kg 柴油按当前市场价7 元计算）。

4.2 社会效益分析

秸秆粉碎还田增加了土壤肥力，减少了焚烧造成的大气污染；残膜回收清理减少了土壤和农田环境的残膜污染，有利于种子发芽，对于保证农业可持续发展具有重要意义；秸秆处理与残膜回收作业时间也是棉花采收或春季播种最繁忙、人力缺乏的季节，库尔勒市棉花种植面积大，如果作业不完可能会影响正常生产；秸秆处理与残膜回收劳动强度大，劳动条件差，采用机械化粉碎与回收技术只用少量人员配合机具便可完成，同时劳动强度和劳动条件得到很大改善；机械化回收率高，作业时间短，两项作业一次完成有利于抢农时，可以保证其他作业的顺利开展；地膜覆盖栽培技术的使用对于增加农民收入、保证市场供应、保护土地不受污染都具有现实意义，符合国家可持续发展方向。

5 保养注意事项

（1）检修、调整、保养、维修机器前，切断输出轴动力，关闭引擎并拔出点火钥匙。

（2）检查螺栓螺母是否紧固，如有松动立即拧紧。

（3）如果需要抬高机器进行保养，则一定将其支撑稳固。

（4）按规定加注黄油等润滑油。

（5）检修电路系统前确保切断电源。

（6）定期检查防护装置，尤其是那些易于磨损的装置。如有损坏，立即更换。

6 存在的问题及解决方法

随着农机购置补贴政策的支持及碎小土地流转整合，库尔勒市棉花全程机械化已实现，在农机专业合作社、农机大户的带动下，近几年棉花秸秆粉碎还田与残膜回收联合作业机械得到了大力推广运用，但在使用过程中也存在一系列问题，下面以新疆农业工学院农业工程公司生产的4JSM-2.1 型机械为例，探讨在使用过程中存在的问题及解决方法。

（1）挑膜齿是固定齿，遇有石头或地冻容易损坏齿，建议设计成弹性齿进行仿型较好。

（2）风机风道太窄，薄膜和棉杆分离时分不开，容易堵塞，建议加宽风道，由原来的7cm 改为8cm 即可。

（3）仿型轮是圆珠轴承且比较单薄，容易损坏，建议换成滚珠轴承，同时加大轴承，内径由4cm 加大为7cm，外径由7cm 加大为10cm。

（4）轴承黄油供应不足，每4 小时打一次黄油，且每次需要半小时，建议将轴承密封壳改成黄油碗，保证黄油供应。

（5）膜箱高度不够（70cm），容易造成缷膜时拉坏卸膜箱，建议将缷膜箱高度改为130cm 或改成翻板式的缷膜箱。

7 今后的发展方向

（1）联合作业机械更新换代太快（2 年），成本太高，技术成熟后要抓好质量关，减少损坏和人工维修等成本。

（2）目前机械捡拾率达70%-80%，需要不断更新技术，提高机具质量，争取达到90%以上。

（3）除中央农机购置补贴外，建议有关部门拿出配套资金给农机大户或农机专业合作社，鼓励他们从事秸秆粉碎还田和残膜回收作业工作，充分调动他们的积极性。