棉花秸稈粉碎還田與殘膜回收機械在庫爾勒市的推廣應用

新疆巴州庫爾勒市農業機械化技術推廣站 孫韻環

引言

本文首先從農業種植、地膜使用、地膜殘留及治理的現狀三方面對目前庫爾勒市地膜治理的現狀進行了梳理分析，并介紹了全市的機械擁有量和作業情況，然后對棉花秸稈粉碎還田和殘膜回收機械在庫爾勒市的推廣應用和發展情況進行了介紹，并從經濟效益和社會效益上做出了分析，同時還指出了目前存在的不足，并對今后的發展提出了自己的一些看法和合理化建議，希望可以對農業技術的推廣和應用有所幫助。

1 地膜污染治理現狀情況

1.1 農業種植情況

2020 年全市各類農作物種植面積118.13 萬畝，其中小麥1.34 萬畝，籽粒玉米0.78 萬畝，棉花88.32 萬畝，其他農作物27.69 萬畝。小麥平均單產319.8 千克/畝，棉花平均單產377.7 千克/畝。

2021 年全市各類農作物種植面積122.72 萬畝，其中小麥0.99 萬畝，籽粒玉米4.85 萬畝，青貯玉米6.28萬畝，棉花87.61 萬畝，其他作物共種植26.52 萬畝。小麥平均單產364 千克/畝，棉花平均單產367.5 千克/畝。

1.2 地膜使用情況

庫爾勒市從1982 年開始引進試驗示范棉花地膜栽培，1984 年大面積推廣應用，棉花單產大幅度提高。1992 年以前主要使用窄膜栽培，地膜畝用量約2.5～3.5千克，1993～2004 年使用寬膜栽培，畝用量約3.5～4.5千克。2007 年至今采用雙膜覆蓋技術，畝用地膜增加到5～8.5 千克。2018 年全市農田地膜覆蓋面積80 余萬畝，農田地膜使用量4000 余噸。為改善農業生態環境，建設資源節約型、環境友好型農業產業體系，庫爾勒市委、市人民政府高度重視，按照“減量化、資源化、再利用”的循環經濟理念，從2012 年開始，依托清潔生產示范（地膜回收利用）和自治區廢舊地膜綜合治理項目，深入開展農田“白色污染”治理工作，引進殘膜回收機械300 余臺，建成規模型地膜回收加工廠1 個，分片布局回收點13 個，通過降低地膜使用量、人工撿拾、機械回收等工作，逐步降低土壤地膜殘留量，保障農業生產穩定發展。構建政府主導、市場主體、社會組織和農戶共同參與的地膜回收多元化體系，可使農田當季地膜回收率達到82%以上。

1.3 農田地膜殘留及治理情況

80 年代采用無膜種棉，產量低（每畝200kg 左右）但沒有白色污染。為了進一步提高棉花產量，農民運用地膜棉種植棉花，1982～1992 年推廣運用窄膜（65cm）種植栽培，棉花產量有所提高（每畝300kg 左右），地膜用量2.5kg/畝，當時沒有對地膜殘留污染引起重視，農民連續不斷地用膜種植，沒有撿拾殘膜的意識，相關部門也沒有對地膜殘留進行監測。1993 年至2004 年采用寬膜（125cm）種植棉，每畝用薄膜 3.5kg 左右，2005 年至今推廣運用較寬膜（205cm），每畝用薄膜5kg 左右，為了防止風沙，2007 年以來種棉地區的部分農戶采用雙膜覆蓋種植，棉花產量進一步提高（每畝400～450kg左右），每畝用膜增加到8.5kg 左右。經過近40 年的用膜種植，白色污染相當嚴重，甚至影響到種子的正常發芽。起初只是農民手工拔桿、拾膜、焚燒，或者采用簡單的齒式收膜機械，撿拾率在30%左右；后來采用秸稈粉碎還田機先將棉桿進行粉碎，再用殘膜回收機械收集成堆后進行焚燒，這不但增加了作業成本還造成了空氣污染, 撿拾率在42%左右；或者采用拔桿起膜機拔桿、起膜，機械再次收集成堆進行焚燒，撿拾率在51%左右；近幾年秸稈粉碎還田與殘膜回收一體化機械得到廣泛運用和推廣，撿拾率可達80%～90%，這樣不但提高了工作效率，還將殘膜進行打捆回收再利用，對農戶每畝進行10 元補助，提高了農民回收殘膜的積極性。經過多年的不斷治理和監測，庫爾勒市棉花主產區的地膜殘留量逐年減少。2000 年通過對普惠地區等棉花主產區進行監測，地膜平均殘留量為13.8kg/ 畝。2010 年對普惠地區和包頭湖農場等棉花主產區進行監測，地膜平均留殘量為12.9kg/畝；2020 年通過對普惠地區、哈拉玉宮鄉等棉花主產區進行監測，地膜平均殘留量為10.26 kg/畝。

2 機械擁有量及作業情況

全市擁有秸稈粉碎還田機185 臺，主要以河北圣和農業機械有限公司生產的1JQ-165、1JQ-200 秸稈還田機為主，每小時可粉碎12～18 畝；殘膜回收機械80臺（含拔桿起膜機），主要以昌吉市金世通農機制造有限公司生產的4MBQ-1.45 型殘膜回收機械為主，每小時可回收8～10 畝；拔桿起膜機主要以新疆石河子澳昌機械廠生產的4JH-1.21.6 為主，每小時可拔6～7 畝；秸稈粉碎還田與殘膜回收聯合作業機械26 臺，主要以石河子光大農機有限公司生產的1CMJ-2.0 型和新疆農業工學院農業工程公司生產的4JSM-2.1 型機械為主。每小時可作業15～20 畝。

依托農機購置補貼政策對秸稈粉碎還田機和殘膜回收機械進行了補貼，同時利用秸稈還田和殘膜回收項目，對全市棉花進行秸稈還田和殘膜回收，2020 年秸稈還田項目674 萬元，殘膜回收項目368.02 萬元，作業面積75.6 萬畝。2021 年殘膜回收項目319.48 萬元，目前已完成68.8 萬畝。

3 棉花秸稈粉碎還田與殘膜回收機械在庫爾勒市的推廣運用發展情況

庫爾勒市棉花秸稈及殘膜回收剛開始由手工拔桿、人工撿拾薄膜、拔桿起膜機將棉桿和殘膜拔起，機械或人工進行收攏，對秸稈和殘膜進行焚燒，這樣不但浪費人力，還增加了成本，且撿拾不干凈，焚燒秸稈和殘膜對空氣造成了嚴重污染。為了節省勞力、降低生產成本、不誤農時，采用秸稈粉碎還田和殘膜回收兩項作業一次完成的聯合作業是最佳方案。由于這兩項功能的部件重量超過了拖拉機的懸掛能力，所以采用牽引式。經過多年的不斷實驗示范，更新換代，該類機型具有作業效率高、撿拾殘膜于凈等優點，受到了廣大農民朋友的歡迎。下面以新疆農業工學院農業工程公司生產的4JSM-1800 型棉花秸稈粉碎還田與殘膜回收聯合作業機械為例，闡述該類機型在庫爾勒市的試驗及推廣運用情況。

3.1 機械結構性能

該機由安裝在機架上的牽引架、邊膜鏟、水平刀盤式秸稈粉碎還田機、擺動式挑膜齒的殘膜清理滾筒、梳齒式松土齒、殘膜脫送裝置、膜箱、行走系統和傳動系統構成。采用上述結構設計的棉花秸稈還田及殘膜回收機具具有秸稈粉碎還田、松土、挑膜、送膜集堆等功能，一次作業可完成秸稈還田和殘膜回收兩項作業，工作效率高、收膜率高、使用方便可靠。采用抽拉式行走輪軸適應多種輪距的可調性要求，可滿足庫爾勒市棉花種植多種模式；采用整體滾筒葉片送膜滾筒輸送殘膜，具有結構簡單、工作可靠等特點。

3.2 工作原理

邊膜鏟深入膜邊，將邊膜上覆壓土層疏松，水平刀盤式棉花秸稈粉碎還田機將一個作業幅寬上的秸稈粉碎，向機具水平兩側拋出；梳齒式松土齒將殘膜下的土層疏松，便于挑膜齒工作；挑膜齒從殘膜下將殘膜挑起，輸送到脫膜位置，挑膜齒縮回到滾筒內；脫送膜輪從滾筒上將殘膜脫下，輸送到膜箱；膜箱裝滿后，機具停止工作，將膜箱底部箱板打開，殘膜傾倒并集堆。

3.3 機具完成情況

早在2003 年前就設計了第一、二輪樣機，并在庫爾市包頭湖農場和普惠農場進行機具性能和適應性試驗，結果發現，機具工作時可以將殘膜從土層中梳理出來，聚積在滾筒前。第三輪樣機試制試驗發現主要問題是挑膜齒在工作時碰到大石塊發生變形無法更換，只能割除；撿拾的殘膜長，易纏繞在橡膠脫膜板上不能及時將殘膜送入膜箱。第四輪樣機試制試驗主要改進是：將橡膠板齒鏈式脫送膜原理改為葉輪式送膜；除挑膜齒暫時無法更換外，機具性能已基本達到規定要求。第五輪樣機改進試制試驗主要改進是：將挑膜齒設計為可更換式，便于維修，同進各零部件嚴格按設計材料制作、熱處理。該機已能滿足工作要求，并在庫爾勒市推廣運用。通過不斷地探索研究，新疆農業工學院農業工程公司生產的4JSM-2.1 型機具能夠進行秸稈粉碎還田與殘膜回收聯合作業，還具有將回收的殘膜打包的功能，并納入了國家補貼機具目錄。

3.4 棉花種植模式及要求

庫爾勒市棉花種植模式多樣，常見的有20+30+20+60、30+45+30+60，近幾年主要以機采棉模式，采用66+10（單位：cm）。輪距設計可滿足自身裝車運輸、機組地塊轉移和田間作業三種狀態，不僅可滿足當前棉花主要不同栽培模式，而且還可滿足自身裝車運輸、機組地塊的棉花種植模式。具體結構采用管軸抽拉式，定位銷定位，調整方便準確、可靠。

4 經濟和社會效益分析

4.1 經濟效益分析

秸稈粉碎還田每畝收費15 元，每畝用柴油1kg；殘膜回收每畝收費30 元，用柴油0.7kg；兩項作業分別進行，多一個人工，一個人工500 元/ 天，一天工作8 小時，1 小時作業12 畝，畝人工費5.2 元。以上兩項每畝作業純收入是27.9 元（15 元-1×7 元+30 元-0.7×7元-5.2 元=27.9 元）。秸稈粉碎還田及殘膜回收聯合作業機可同時完成秸稈粉碎還田及殘膜回收兩項作業，每畝收費45 元，用柴油1.5kg，每畝純收入34.5 元（45-1.5×7 元=34.5 元）。聯合作業相比之下每畝可增加收入（節藥成本）6.6 元（34.5 元 -27.9 元 =6.6 元）。庫爾勒市2021 年有60 萬畝棉花采用秸稈粉碎還田與殘膜回收聯合作業，可增加收入（節約成本）共計396 萬元。（以上1kg 柴油按當前市場價7 元計算）。

4.2 社會效益分析

秸稈粉碎還田增加了土壤肥力，減少了焚燒造成的大氣污染；殘膜回收清理減少了土壤和農田環境的殘膜污染，有利于種子發芽，對于保證農業可持續發展具有重要意義；秸稈處理與殘膜回收作業時間也是棉花采收或春季播種最繁忙、人力缺乏的季節，庫爾勒市棉花種植面積大，如果作業不完可能會影響正常生產；秸稈處理與殘膜回收勞動強度大，勞動條件差，采用機械化粉碎與回收技術只用少量人員配合機具便可完成，同時勞動強度和勞動條件得到很大改善；機械化回收率高，作業時間短，兩項作業一次完成有利于搶農時，可以保證其他作業的順利開展；地膜覆蓋栽培技術的使用對于增加農民收入、保證市場供應、保護土地不受污染都具有現實意義，符合國家可持續發展方向。

5 保養注意事項

（1）檢修、調整、保養、維修機器前，切斷輸出軸動力，關閉引擎并拔出點火鑰匙。

（2）檢查螺栓螺母是否緊固，如有松動立即擰緊。

（3）如果需要抬高機器進行保養，則一定將其支撐穩固。

（4）按規定加注黃油等潤滑油。

（5）檢修電路系統前確保切斷電源。

（6）定期檢查防護裝置，尤其是那些易于磨損的裝置。如有損壞，立即更換。

6 存在的問題及解決方法

隨著農機購置補貼政策的支持及碎小土地流轉整合，庫爾勒市棉花全程機械化已實現，在農機專業合作社、農機大戶的帶動下，近幾年棉花秸稈粉碎還田與殘膜回收聯合作業機械得到了大力推廣運用，但在使用過程中也存在一系列問題，下面以新疆農業工學院農業工程公司生產的4JSM-2.1 型機械為例，探討在使用過程中存在的問題及解決方法。

（1）挑膜齒是固定齒，遇有石頭或地凍容易損壞齒，建議設計成彈性齒進行仿型較好。

（2）風機風道太窄，薄膜和棉桿分離時分不開，容易堵塞，建議加寬風道，由原來的7cm 改為8cm 即可。

（3）仿型輪是圓珠軸承且比較單薄，容易損壞，建議換成滾珠軸承，同時加大軸承，內徑由4cm 加大為7cm，外徑由7cm 加大為10cm。

（4）軸承黃油供應不足，每4 小時打一次黃油，且每次需要半小時，建議將軸承密封殼改成黃油碗，保證黃油供應。

（5）膜箱高度不夠（70cm），容易造成缷膜時拉壞卸膜箱，建議將缷膜箱高度改為130cm 或改成翻板式的缷膜箱。

7 今后的發展方向

（1）聯合作業機械更新換代太快（2 年），成本太高，技術成熟后要抓好質量關，減少損壞和人工維修等成本。

（2）目前機械撿拾率達70%-80%，需要不斷更新技術，提高機具質量，爭取達到90%以上。

（3）除中央農機購置補貼外，建議有關部門拿出配套資金給農機大戶或農機專業合作社，鼓勵他們從事秸稈粉碎還田和殘膜回收作業工作，充分調動他們的積極性。