我国秋后残膜捡拾机的研究现状与发展

我国秋后残膜捡拾机的研究现状与发展
王波;杨华;潘强;赵成龙;孙姣
【摘要】介绍了国内地膜使用的现状、地膜对农业的效益及残膜的危害.阐述了我国地膜捡拾机的研究现状.针对几种不同类型的捡拾机的结构、性能、和特点进行了介绍分析.提出了现今已有的地膜捡拾机存在的问题,指出了我国地膜捡拾机今后的研究发展方向.
【期刊名称】《青海农技推广》
【年(卷),期】2018(000)004
【总页数】4页(P51-53,59)
【关键词】残膜;综述;残膜捡拾机
【作者】王波;杨华;潘强;赵成龙;孙姣
【作者单位】兰州兰石能源装备工程研究院,甘肃兰州730314;兰州兰石能源装备工程研究院,甘肃兰州730314;兰州兰石能源装备工程研究院,甘肃兰州730314;兰州兰石能源装备工程研究院,甘肃兰州730314;兰州兰石能源装备工程研究院,甘肃兰州730314
【正文语种】中文
【中图分类】S6
1 引言
地膜覆盖技术自上世界引入我国，地膜覆盖种植技术增温、保墒，促进作物根系在
土壤中深扎，也是一项抗旱措施，对于我国西北旱区农业有着重要的战略意义[1-2]。

目前地膜种植技术已经推广到了40多种农作物。

据统计，1986年我国地膜
覆盖种植面积己跃居世界第一位，1994年发展到530多万hm2[3]。

到2010年
全国覆膜栽培面积达1000万hm2[4]。

据实验统计，与露地种植比较，覆膜种植可使多种农作物早熟5～10d，在北方地温可提高2～4℃，膜内土壤水分耗散速度比膜外低0.9mm/d，并可增加耕层土
壤水分1%～4%，在干旱地区覆盖地膜后全生产期可节约用水150～220mm，农作物一般增产30%～50%。

[5]
2 地膜对农业生产的危害
地膜覆盖种植技术增温、保墒，给我国的农业生产带来了巨大的经济效益。

但是，地膜覆盖不能即时清理时也给农业生产造成很大的负面影响。

我国地膜是主要是高分子聚乙烯类材料，在自然条件下难以降解，在土壤中可存在时间久。

据农业部门专项调查，每年残存于土壤中的地膜至少占总供应量的10%左右。

残膜长期存在
土壤中破坏土壤生态体系，形成阻隔带，影响作物根系的发育和均匀分布，阻碍作物对水分和养分的运输和吸收，影响种子发芽和出苗，造成烂种、坏芽，使幼苗黄瘦甚至死亡，影响农作物的发育、生长[6-14]。

残膜的存在严重造成作物减产，连续覆膜3～5年的土壤，使小麦减产9.0～16.0%，玉米减产10%，蔬菜减产
14.6～59.2%，大豆减产9.0%。

[15]
地膜的回收显得尤为重要，而人工回收费时费力，有必要研制机械化的地膜回收机。

国内开展地膜回收机研究始于20世纪80年代由于国内地膜厚度为0.006～
0.008mm秋收后，地表残茬多，地膜破损严重，回收难度大。

因此加大了机械回收装备的研发难度，国内地膜回收主要有苗期回收和秋后回收。

苗期回收由于地膜强度较高，较易回收。

但是秋后残膜回收，由于残膜铺放时间长，老化严重。

秋后残膜回收机的研发难度更大。

这里主要介绍用于秋后的地膜回收机。

国内残膜回收
机主要型式有伸缩弹齿、地膜回收起茬筛土式、滚轮缠绕式、滚筒输送带式、搂膜集条式和气吹式等。

主要针对这些类型的结构、性能进行简单介绍。

3 研究现状
3.1 伸缩弹齿式地膜捡拾机
典型代表是由甘肃农技推广站研制的1FMJ-1000型残膜捡拾机[16]。

结构如图1所示，该机具通过悬挂架3与拖拉机挂接，整个机器的动力主要来源于地轮。

在拖拉机的牵引下机具前进，弧形起膜器7进入土壤将残膜从地表揭起，并壅积在起膜器的起膜齿间隙中。

地轮1在行走过程中通过链传动带动捡拾器6转动，捡拾器6的伸缩齿从滚筒下方伸出将壅积在弧形起膜器7下方的残膜挑起，挑起的残膜随伸缩齿向上运动，伸缩式在最高点将回缩到滚筒内，残膜将滞留在捡拾器6的滚筒上。

通过捡拾器6左端的齿轮换向机构，换向后由链传动带动拨膜机构5旋转，拨膜机构5带动刮膜板将滞留在捡拾器6滚筒上的残膜刮入集膜箱4.集膜箱4装满后可以升起机具，打开集膜箱4底部的扣锁，进行卸膜。

二次捡拾耙8在作业过程中搂集捡拾器6所漏捡的残膜，整机在地头转弯时由人工手动清理其搂集的残膜。

机具在使用过程中发现在根茬较大的地块中容易将根茬夹持在弧形起膜齿和捡拾滚筒间，此时机具将被迫停止作业，必须将根茬清除才能作业。

另外在垄较大和垄沟茬，阻力较大，较深的地方漏拾现象比较严重。

图1 1FMJ-1000型残膜捡拾机结构
图2 1MC-70型地膜回收起茬机结构图
3.2 地膜回收起茬筛土式
地膜回收起茬式典型样机是1MC-70型地膜回收起茬机[17]。

1MC-70型地膜回收起茬机结构如图2所示。

其工作原理是拖拉机输出轴通过联轴器带动动力传动系统1，带动输送链5转动。

同时两把铲刀将埋在土壤中的地膜及根茬连同土壤一
并铲起，由输送链5将地膜、土块、残茬一并送入分离滚筒6中，在分离滚筒6
的离心力作用下，土块逐渐破碎，由分离滚筒的筛眼中甩出，残膜和根茬则一起沿分离滚筒进入集膜茬箱中。

当集膜茬箱装满时，由驾驶员操作卸料装置将膜、茬卸放成堆其中的一个问题。

机具在工作过程中由于要将膜、土、根茬一并铲起，消耗动力大，常用的13.2KW、14.7KW拖拉机带动费力，机具的起膜、起茬阻力较大。

3.3 滚轮缠绕式残膜回收机
图3为滚轮缠绕式地膜捡拾机的结构简图。

其工作原理是在拖拉机的牵引下，松
土铲2将压在边膜上的土壤铲起后，滚轮5开始拾膜作业，膜被缠在了滚轮5上，当滚轮5运动到上端时，地膜被拉紧，此时割刀7会将地膜切断，使其分别位于
左右两个滚轮上。

为了及时清除拾膜过程中带起的杂物，机构中设置拨土器，进行拨土清杂[18]。

当残膜缠满滚轮后(在田间可行驶200～500m)，停机用吊挂杆3
将滚轮吊起脱离地面，将残膜在滚轮上沿轴向割断，顺时针方向将残膜拉下。

卸下的残膜成条状便于后期处理[19]。

图3 滚轮缠绕残膜回收机结构示意图
该机具在一定的程度上解决了大根茬作物的收膜困难问题，但大根茬作物捡拾率较低.而且机具未能实现机械化作业，缠在滚轮上的地膜必须人工去除，费时费力，
效率较低。

3.4 滚筒输送带型地膜捡拾机
IMS-П型地膜回收机[20]如图4所示，IMS-П型地膜回收机由拖拉牵引机架，带动胶带和滚筒转动，滚筒挑起的残膜，由滚筒挑膜齿带动向上运动，当运动到上端时，残膜落到胶带上。

由胶带向前输送到第二级横向输送带上，沿着横向输送带从一侧被输出，到达边缘时，被抛入集膜筐，完成收膜工作。

工作路线可概括为作物收获—松土斗起膜斗扶膜—集膜—卸膜。

该机具主要由集膜筐、输送带、滚筒以
及机架等组成。

图4 IMS-П型地膜回收机
IMS-П型地膜回收机，主要特点增加了侧输出机构，可提高工作效率及工作的可靠性能很好地解决膜、土分离问题卸膜时间短。

该机具利用滚筒挑膜齿起膜，由于地膜的强度低，易被撕碎，起膜效果不好。

3.5 搂膜集条式
典型样机是指盘式搂膜机。

指盘搂草机工作时挂接在拖拉机上，主要工作部件是左指盘2和右指盘5。

指盘带有搂齿，机具前进时带动指盘上的搂齿旋转，搂齿将残膜集成条状铺放在田间。

图5 指盘式搂膜机
机具运用搂草机的原理，作业幅宽可以很大。

搂齿为长弹簧钢齿，梳集作用好，仿形性能强。

该机具有结构简单、操作方便、使用可靠及动力配套性能好等特点，缺点是弹簧钢齿易挂膜，易扬起地膜。

3.6 气吹式秋后残膜回收机
气吹式秋后残膜回收机如图6所示。

该机具在前进中起膜铲4会将压在土壤里的地膜挑起，再由切膜辊5将地膜切成约13cm～20cm的残膜块，由捡膜辊7上的拾膜辊齿入土并向前运动，地表的膜被搂着向前运动，当捡膜辊齿转出地表时，由略向前弯的齿尖将残膜块挑起，挑的膜块在风机8产生的气流作用下，通过风道6将残膜吹至集膜袋[21]。

图6 气吹式秋后残膜回收机结构
该机的主要特点是:整机适应性强，与其他机型相比整机的残膜回收性能不受地膜破损程度的影响，工作部件缠膜基本无缠膜缠膜现象，收集到集膜袋内的残膜不存在二次染污，且便于运输。

机具捡膜辊转速不应太低，当转速低于临界转速
38r/min，会造成漏捡。

4 残膜回收机今后发展趋势
(1)综合以上机具的问题，可以看出地膜回收应该综合考虑农艺与农具的配合。

(2)对于根茬地，根茬易挂接地膜，应该设置一定的起茬机构，提高捡拾率。

残膜
回收的工艺应为：起根茬—边膜处理—捡拾地膜—回收地膜—卸膜。

(3)由于我国地膜较薄以及其他原因，残膜回收时残膜破损严重，所以在强化上述
地膜回收机的基础上，也要国家出台相应政策使用强度较好、较厚的地膜，并努力实现其二次利用。

(4)我们现阶段的大部分地膜捡拾机具只能实现半机械化作业，即需要人工进行大
量的后续处理(收集，卸膜等)。

这样势必降低了作业效率。

在今后发展中应尽量在机械作业中降低人工作业量，提高机械化作业效率。

(5)地膜捡拾的目的在于保护农业生态环境，因此地膜的回收利用就显得相当重要，在今后研发的地膜捡拾机应充分考虑地膜的回收利用，即必须使地膜和残茬等能够分离，以实现地膜的循环利用，使我国农业走上可持续发展。

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