機(jī)械化殘膜回收技術(shù)取得新突破

一種用于棉花收獲后秸稈切碎還田和殘膜回收的聯(lián)合作業(yè)機(jī)具研制成功，該機(jī)作業(yè)效率高，能耗小，在作業(yè)速度為5～5.5 千米/小時(shí)時(shí)，殘膜回收率大于90%，作業(yè)后秸稈和殘膜分離，回收的殘膜含雜少，便于再利用。

此研究報(bào)告刊登于《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》2011年第7期，題為“SMS-1500型秸稈粉碎與殘膜回收機(jī)的設(shè)計(jì)”，第一作者為石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院王吉奎副教授。該研究為國(guó)家自然基金資助項(xiàng)目。

地膜覆蓋栽培技術(shù)具有提高地溫、防止幼苗凍害、抗旱保墑、抑止雜草生長(zhǎng)和延長(zhǎng)作物生長(zhǎng)期等作用，從而可以大幅度地提高作物品質(zhì)和產(chǎn)量，該技術(shù)自上世紀(jì)70年代末引入我國(guó)，立即受到廣大農(nóng)民的歡迎，在我國(guó)的新疆、山東、山西、內(nèi)蒙古、黑龍江、陜西、甘肅等寒冷、干旱、半干旱及鹽堿地地區(qū)，地膜覆蓋栽培技術(shù)均有大量應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)地膜覆蓋面積已超過1200 萬公頃，成為世界上最大的地膜覆蓋國(guó)。

在我國(guó)，地膜覆蓋栽培技術(shù)在給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也給農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的 “白色污染”。農(nóng)用地膜主要是聚乙烯烴類有機(jī)高分子化合物，在自然條件下極難降解，在土壤中可存在200～400年。目前我國(guó)農(nóng)用地表覆蓋地膜幾乎都是聚乙烯烴類塑料薄膜，其厚度一般在0.006～0.008毫米之間，這種地膜使用后由于日照風(fēng)化而容易破碎，且通常與作物根莖、殘茬和土壤混雜在一起，回收比較困難。我國(guó)每年地膜使用量為80～100萬噸，據(jù)農(nóng)業(yè)部門專項(xiàng)調(diào)查，每年殘存在田間的殘膜至少占總供應(yīng)量的10%，現(xiàn)累積存量已在百萬噸左右。殘膜通透性差，在耕作土層殘膜會(huì)形成阻隔層，使土壤中的水分上下移動(dòng)速度減慢，影響土壤微生物的數(shù)量、種類、分布以及土壤養(yǎng)分的有效性，影響農(nóng)作物根系的生長(zhǎng)發(fā)育，易造成爛種、爛芽，幼苗枯黃，甚至死亡。

目前，治理殘膜污染的方法以殘膜回收為主，而人工撿拾勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，機(jī)械化回收可克服人工撿拾的弊端，是治理殘膜污染的發(fā)展方向。自地膜覆蓋技術(shù)使用后不久，我國(guó)農(nóng)機(jī)科研人員就開展對(duì)殘膜回收技術(shù)的研究，經(jīng)過多年的努力已研制出多種類型的殘膜回收機(jī)。但受殘膜特性及田間作業(yè)環(huán)境的影響，現(xiàn)有殘膜回收技術(shù)未能有效解決殘膜回收問題。

作物收獲后當(dāng)年使用的地膜的強(qiáng)度相對(duì)較高，且在地表連成一片，便于機(jī)械回收，但秋后田間大量直立的秸稈對(duì)殘膜回收影響較大，另外，若機(jī)收起的殘膜含秸稈等雜物太多不僅影響作業(yè)效率，而且不便殘膜回收再利用。

SMS-1500型秸稈粉碎與殘膜回收機(jī)作業(yè)時(shí)現(xiàn)將棉秸稈用剪切方式切碎還田并與待收殘膜分離，然后再用新型后置鏈齒耙將殘膜收起。作者介紹了整機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，對(duì)主要工作部件做了設(shè)計(jì)，確定秸稈粉碎和殘膜回收裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)，分析秸稈切碎和殘膜回收過程，得出圓盤鋸片切碎秸稈的條件。最后試驗(yàn)結(jié)果表明：該機(jī)秸稈剪切粉碎能耗小，作業(yè)后膜桿分離，后置鏈齒耙式殘膜回收裝置可將殘膜自下而上成片揭起，殘膜破碎小，收起的殘膜含雜少，大容積殘膜箱可減少卸膜次數(shù)，提高作業(yè)效率，回收后的殘膜便于集中堆放。

SMS-1500型秸稈粉碎與殘膜回收機(jī)的研制對(duì)于治理田間“白色污染”，保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，保持農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。