农膜材料回收设计方案

农膜材料回收设计方案

1 绪论

地膜覆盖技术自20世纪70年代引入我国以来，以其保温，保土，增产等显著特点，给农业生产带来了巨大的经济效益，称作为农业中的“白色革命”。但是地膜覆盖技术在带来显著经济利益的同时，也使土地遭受到严重的白色污染，已成为当前维护农业生态环境，促进农业可持续发展所亟待解决的问题。

1.1 背景及发展趋势

农膜材料的主要成分是高分子化合物，在自然条件下，这些高聚物难以分解，如果不进行残膜回收，土壤中的残膜会逐年积累，若长期滞留地里，会影响土壤的透气性，阻碍土壤水肥的运移，影响农作物根系的生长发育，导致农作物减产。农膜碎片（残膜）进入土壤后，会严重改变土壤的物理性质，影响土壤的透气性，阻碍农作物根系吸收水分和根系的生长，导致农作物减产。此外，塑料农膜生产过程中添加的增塑剂能在土壤中挥发，对农作物特别是蔬菜作物产生毒性，破坏叶绿素的合成，导致作物生产缓慢或黄化死亡而减产。连续覆膜的时间越长，残留量越大，对农作物产量影响越大。连续使用15年以上，耕地将颗粒无收。

早期的残膜回收主要是靠人工拣拾来实现。传统的人工收膜方式费时费力，要经过镐头起茬，用扒子搂膜搂，集垄，清除等多道工序，劳动强度大，残膜回收率低。残膜机械化回收技术是今年来针对覆膜栽培技术而发展起来的一项配套技术。机械回收残膜可一次完成多项作业，提高劳动生产率和残膜回收率；减少残膜对土壤结构，作物生长发育所造成的不良影响；提高作物单产水平，保护生态环境，降低作业成本，增加农民收入，为国家治理了农田“白色污染”。采用残膜联合回收技术，残膜回收率达到80%以上，提高土地利用率3%以上，使作物增产3%以上，将极大的提高土地和水的利用率，减少白色污染，为环境建

设提供水资源和资金人力保障，改善生态环境，维持环境生态平衡和可持续发展，具有良好的生态和社会效益。[3]

1.2 国内外发展现状

（1）国外残膜回收机发展现状

残膜回收是世界各国都面临的一个棘手问题。英国和前苏联采用悬挂式收膜机，工作时松土铲将压膜土耕松，然后将薄膜收卷到羊皮网或金属网上。收下的膜清洗干净卷净备用。日本对残膜的回收处理相对好一些，主要原因一是日本覆盖地膜的土壤主要是火山灰土，土壤疏松易揭膜；二是地膜较厚、强度大，覆盖期相对较短，回收时可保持较大片块。欧美等国家为解决残膜造成的危害，一方面推广使用高强度、耐老化地膜；另一方面积极开发研制新型地膜，如可降解地膜等，残膜经一定时期而自动分解，形成无害物质而混入土壤中，但其价格偏高或其它原因，目前还不能推广应用于大田作物，仅在经济价值较高的蔬菜等作物中应用。在以色列、法国等国家已研制和推广可控光降解地膜，但此方法对于埋入土层内的残膜难以光解释，目前尚未得到普遍应用。

（2）国内残膜回收机发展现状[1]

国内残膜回收机具按照残膜回收时间分为：苗期揭膜机械、秋后残膜回收机械、播前残膜回收机械等类型。

1.2.1 苗期揭膜机械

苗期揭膜是在浇头水前揭去地膜，此时揭膜容易，且有利于中耕除草施肥和灌溉，适用于灌溉条件较好的地区。但在头水前揭膜应注意几个问题：一是揭膜后必须及时灌水，否则由于水分蒸发量大造成干旱，影响作物正常生长甚至导致作物枯萎；二是揭膜时必须配合人工除草或喷洒除草剂抑制杂草生长。苗期残膜回收机其代表机械有以下几种：

(1)4TSM-4型悬挂式收膜机：该机是头水前揭膜机的代表机型。其结构简单、使用调整方便、工作可靠，残膜回收率较高。

(2)MSM-3型苗期残膜回收机：该机具是由新疆农业科学院农机化所研制。它与小型或中型轮式拖拉机配套使用，采用卷膜辊主动收集废膜，装卸灵活使用可靠。

(3)CSM一130B型齿链式悬挂收膜机：由新疆兵团农机推广站和134团研制。该机与中型拖拉机配套使用苗期作业时可同步将地膜揭起并打成卷。它采用的无心圆捆卷膜新颖实用。

1.2.2 秋后残膜回收机械

干旱地区或采用膜下滴灌的地区不宜苗期揭膜，需要在作物收获后回收残膜。由于机械或人为作用地膜破损比较严重，地膜上有1～5cm的土层，造成膜下土壤板结，易造成捡拾机构的损坏，棉秆阻碍残膜的捡拾，这些都加大了秋后机械回收残膜的难度。

（1）1SM-Ⅱ型地膜回收机：该机由中国农业大学开发，针对我国多数地区实际使用的是超薄地膜（0.005mm以下地膜）、且在作物收获后再收膜的现状，在总结分析国内外现有残膜回收机存在的问题基础上，研制出的适于我国实际条件的残膜回收机。采用滚筒加伸缩齿杆式收膜机构，皮带式卸膜机构。该机不需要动力输出轴驱动，动

力消耗少，该机器具有广泛的适应性。既可用于大田作物（如玉米、棉花等），亦可用于保护地（如蔬菜、瓜类等）铺膜作物收获后遗留在田间的残膜回收。具有机具结构简单、使用方便、工作可靠、地膜回收率高等特点。

（2）4JSM-1800棉杆还田及残膜回收联合作业机：由新疆农科院农机化所研

制。该机由茎秆粉碎机和地膜回收机两部分组成，能一次完成茎秆粉碎和地膜回收两项作业，在回收棉田中残留地膜的同时，可将棉秆粉碎还田，并均匀地洒落在田间，残膜被机械回收后堆在田问，便于运走。但结构复杂，价格偏高。

（3）4MBQX-1.5(3.0)型棉花拔秆清膜旋耕机：由新疆吉州农机化技术推广站研制。该机集棉花拔秆机、残膜清除回收机和旋耕机于一体，棉秆拔净率达95％以上，残膜回收率达85％以上，棉秆堆放距离12～15m，具有整机结构简单紧凑、工作性能可靠、生产率高、适应性较强等优点，但收集后的棉杆与膜混合在一起，难以再利用，且运输量大，因此农民将其焚烧，造成环境污染。

（4）IMC系列地膜回收起茬机：由内蒙古农机研究所开发。该机与中、大型拖拉机配套，工作幅宽70、150cm，起膜深度为8cm，残膜拾净率90%，根茬起

净率95%，生产率3～10亩/小时，使用可靠性好。该机采用铲、掘、筛、分的工作原理，完成残膜和根茬的回收集堆，是覆膜种植玉米地收残膜、起根茬的理想作业机具。在内蒙地区得到大面积应用。

（5）大马力粉秆搂膜机：由新疆生产建设兵团研制。继研制出用于秋耕茎秆粉碎、残膜回收工作粉秆搂膜一体机后，一台比原机械功能更全、技术含量更高、工作效率更好的大马力粉秆搂膜多功能一体机。该机在原来机子结构的基础上，又增加了一层粉秆搂膜器，并在机子两侧分别设计了一个侧搂装置，这样不仅解决了地膜两边搂膜不彻底的问题，而且还提高了工作效率，使粉秆搂膜工效提高

了一倍，残膜回收率从80%提高到93%以上。目前此项技术已经向国家专利局申报了专利。

1.2.3 播前残膜回收机械

播前残膜回收因开春时气候多变，机力紧张，时间短，此时回收残膜也具有一定难度。

（1）1SM5-5型密排弹齿式残膜回收机：由新疆阿克苏研制。该机在整地后播种前回收地表残膜。它的工作原理主要是采用双排搂齿将地表上的残膜搂出来。该机成本造价低，适合推广应用。

（2）4MQ一1．5型吸气式残膜回收机：工作时挑膜轮将残膜挑离地面至风

机吸口处，由风机产生负压风流将膜吸入风机，再吸送到集膜网箱中，仍属于原理概念机型。吸气式残膜回收机只能回收地表残膜且工作环境恶劣，易将尘土一同吸人膜箱。

（3）1M-2.6型播前地表残膜回收机：由200型15KW以上动力的小四轮半悬挂，主要适用于春季播前耙耱保墒后待播的地表面上残膜回收的条田，可将大田作物遗留在地表1-3cm深土壤上的残膜、秸秆一起收集起来，可以取代人工清洁田园，解决春季劳动力拾残膜问题。它的工作原理主要利用搂、扫、风、收的功能，将残膜收集起来。

1.3 课题的作用与意义