论文部分内容阅读
摘 要：地膜覆盖种植技术能够有效地抑制杂草生长、缩短作物生长期、土地保墒、保肥、防虫增温等作用。原始回收主要是靠人工清理实现，费时、费力，通过用铁锹起茬，耙子搂膜、搂茬、清除等多道工序，劳动强度大、回收率低。
残膜回收机的市场在土地，在农村，也在农民。目前甘肃省内的残膜回收机具存在单一性、片面性，需要针对不同作物种类和种植方式继续的改进，降低作业成本，提高作业效率。
关键词：地膜；残膜；耙齿；网筛
中图分类号：S22 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180431024
地膜覆盖种植技术能够有效的抑制杂草生长、缩短作物生长期、土地保墒、保肥、防虫增温等作用。尤其对我国西北干旱半干旱地区的土地尤为明显。近年来，我国地膜覆盖面积近0.2亿hm2，使用量位居世界前列，年耗量在100万t以上[1]。
原始的残膜回收主要是靠人工清理实现，费时、费力，通过用铁锹起茬，耙子搂膜、搂茬、清除等多道工序，劳动强度大、回收率低。据数据统计，残留地膜严重污染土壤，导致种植小麦产量下降2%～3%，种植玉米产量下降12%左右，种植棉花产量下降8%～23%左右[2]，所以研制机械化的地膜回收机势在必行。
1 甘肃农田残膜捡拾机研究现状
为适应甘肃省全膜双垄沟播种技术应用与推广，农用塑料薄膜覆盖栽培技术快速发展，为应对农田残膜回收问题，在地方企业、高等院校的努力下，已研制出了多种规格的捡拾机，其按照作业方式可分为：耙齿式残膜回收机、伸缩杆齿式残膜捡拾机、螺旋滚筒式残膜捡拾机、网链式残膜回收机和杆齿式残膜捡拾机。
1.1 耙齿式残膜回收机
弹齿式残膜捡拾机具有操作简单、经济适用、作业效率高、仿地能力强等优点。如图1所示1MT-1600型弹齿式残膜捡拾机[3]，该机具机架上安装有数组勾膜弹齿与复位架，通过拖拉机牵引作业，依靠机具自重实现捡拾作业，调节地轮的高低调整入土深度，作业时弹性弹齿将残膜挂起运输至地头，通过气泵推动卸膜机构实现清膜，完成捡拾作业。该机卸膜机构由原来的手动卸膜改进为气动卸膜和液压卸膜机构。作业效率可达1.3 hm2/h以上，残膜回收率大于90%。
1.2 伸缩杆齿式残膜捡拾机
伸缩杆齿式残膜捡拾机采用了“起膜机构起膜，伸缩杆齿挑膜，清膜机构脱膜”方式，如图2、3所示。该机具主要由驱动轮、起膜铲、滚筒、灭茬铲、机架、梳膜器和集膜箱等组成[4]。该机具牵引动力由拖拉机提供，作业动力依靠驱动轮行走带动滚筒转动挑膜，梳膜器梳膜、集膜箱集膜。该机具作业效率为0.20～0.33hm2/h，捡拾率在85%以上，工作性能可靠，收净率高。
1.3 螺旋滚筒式残膜捡拾机
螺旋滚筒式残膜捡拾机如图4所示，工作时拖拉机牵引，起土铲将作物根茬、残膜和土壤一起铲起，通过滚筒压碎土壤并向后输送至栅条上。栅条在转动过程中使土从栅条缝隙中流下，废膜和根茬继续向后输送，最后收集到集膜箱中，到地头或者集膜箱装满时人工卸下废膜和作物根茬，完成整个作业过程[5]。该机型结构复杂，成本高，撿拾到的地膜、根茬和土块分离差。该机具作业效率0.25～0.6hm2/h，捡拾率≥85%，缠膜率≤2.5%。捡拾深度≥5cm，此类机型结构复杂，制造成本高分离效果差。如图4。
1.4 网链式残膜回收机
网链式残膜回收机（如图5）主要由起膜器、网链机构、集膜箱等组成，该机具能够有效松破土壤，可一次性完成起膜、输膜、膜土分离、集膜、卸膜等工序，输膜顺畅、膜土分离效率高、缠膜回膜漏膜现象显著减少[6]。作业效率可达0.2 hm2/h，残膜回收率≥88%，残膜净收率≥70% 。如图5。
1.5 铲筛式残膜回收机
铲筛式残膜回收机兼具作物收获及收后残膜回收的铲筛式多功能复式机，适应了目前我国农业机械产品向多用途多功能方向发展的趋势。作业效率可达0.4 hm2/h，残膜回收率≥85%。如图6。
2 性价比及市场分析
通过对以上耙齿式、伸缩杆齿式、螺旋滚筒式、网链式、铲筛式5种残膜机械的介绍以及数据对比，耙齿式捡拾机捡拾率最高，捡拾率≥90%，但是地表6cm以下的残膜捡拾不到，未被捡拾的残膜还有可能被耕整地机械掩埋至更深土层[7]；其余的残膜捡拾机的捡拾效率也都在85%左右，但是由于残膜机械的工作原理及结构不同，工作的条件和成本都有所差异。
2017年，甘肃省覆膜种植农作物面积达180多万hm2，其中全膜双垄沟播推广面积约为76.7万hm2，马铃薯铺膜种植面积约为22.8万hm2左右，地膜使用总量达到20万t，每年产生的废旧农膜高达11.5万t以上[7]。按照逐年需求量增加，对残膜机械的需求量急剧增加，按照目前地膜使用量的60%需要机械化捡拾，约需要不同形式残膜机械5000台套。为不影响来年甚至以后的收成，这些使用过后的残膜都需要回收。但是凭靠人力是远远不行的，再加上农民意识不足，加上残膜回收本来难度就很大，所以农民回收残膜的积极性也不高。因此，研制出适用于甘肃省小地块、山坡丘陵地区、干旱半干旱地区残膜机械具对推动全膜双垄沟播技术意义重大[10]。
目前甘肃省已有的残膜捡拾机有五种类型，伸缩杆齿式残膜捡拾机地表仿形能力差，工作区域有限，适应性一般；螺旋滚筒式结构复杂，成本高，农民接受程度有限，推广有难度；杆齿式残膜捡拾机要在工作过程中停下来更换卷膜机构，需要更多的人力参与，不经济；耙齿式机械靠自身重力入土，有着很强的地表仿形能力工作深度稳定且为8～12cm，足以应付膜上覆盖的5cm的土层，该机卸膜机构由原来的手动改进为现在的气动卸膜机构或液压卸膜机构，只需驾驶员在驾驶室操控就可以完成卸膜工作，操作简单方便且还有适应不同马力的拖拉机工作（包括手扶拖拉机），结构简单，成本低。 由于残膜捡拾机本身的可靠性和成本等问题，能否推广出去，得要看农民的接受程度。现在农民都是散户种地，经济条件有限，所以都会挑选性价比高的农机具[9]。在现有的五种残膜捡拾机中，耙齿机械结构简单，机动方便，配套拖拉机动力可选多种，体积小，成本低，若是气动或液压卸膜只需一人即可。就目前来说性价比是最好的，其市场需求会很大。
3 结语
目前，随着西北地区全膜双垄沟播技术应用于推广，对增产、保墒、节水、抗旱等方面有著明显的作用，为农村经济的持续发展起到了积极的作用。残膜回收已成为甘肃旱地农艺耕作中重要的一个环节，在发挥农民主人翁精神的同时，还得需要可靠有力的残膜回收工具来增加农民回收残膜的积极性[10]，最后结合经济性与适用性相结合，建议推广耙齿式残膜捡拾机。
残膜回收机的市场在土地，在农村，也在农民。目前甘肃省内的残膜回收机具存在单一性、片面性，需要针对不同作物种类和种植方式继续的改进，降低作业成本，提高作业效率。未来残膜捡拾机的市场会越来越好，持续走俏。
参考文献
[1]赵海志，赵建托.甘肃农田残膜捡拾机具研究现状及存在问题[J].农业机械，2013（28）：147-150.
[2]张陆海，刘鹏霞，王赟，闫典明.甘肃残膜捡拾回收机械研发现状及推广前景分析[J].农业机械，2016（8）：89-90.
[3]魏万福，尚玉琴.兰州市农田残膜机械回收技术推广现状与发展建议[J].农业工程，2014，4（4）：23-24.
[4]林育，唐军.兵团农田残膜回收机械研制现状及对策[J].新疆农机化，2004（6）：22-23.
[5]袁明华，赵春花.甘肃灌区农田机械化节水技术的发展现状及存在的问题[J].湖南农机，2013（9）：13-14.
[6]马朝锋，刘凯，周春国，付华强.链式红枣去核机的设计及试验[J].新疆农机化，2011，27（6）：127-130.
[7]张佳，张宇涛，董黎明，张金玲.国内残膜回收机械研究现状及发展趋势[J].农业科技与装备，2014（9）：29-30.
[8]王帅.我国残膜回收机具发展现状及趋势[J].农业科技与装备，2012（10）：80-81.
[9]穆道欢.弹齿式残膜回收机的设计与试验研究[J].新疆农业大学，2015.
[10]侯书林，胡三媛，孔建铭，等.那明君国内残膜回收机研究的现状[J].农业工程学报，2002，18（3）：186-190.
[11]杨希晨，刘炳，龚军.残膜回收机的研究现状及存在问题[J].新疆农机化，2006（5）：15-17.
作者简介：陈广军（1983-），男，甘肃靖远人，大学本科，中级工程师，研究方向：农业机械、农产品产后处理加工、畜牧机械等方面产品设计研发。
残膜回收机的市场在土地，在农村，也在农民。目前甘肃省内的残膜回收机具存在单一性、片面性，需要针对不同作物种类和种植方式继续的改进，降低作业成本，提高作业效率。
关键词：地膜；残膜；耙齿；网筛
中图分类号：S22 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180431024
地膜覆盖种植技术能够有效的抑制杂草生长、缩短作物生长期、土地保墒、保肥、防虫增温等作用。尤其对我国西北干旱半干旱地区的土地尤为明显。近年来，我国地膜覆盖面积近0.2亿hm2，使用量位居世界前列，年耗量在100万t以上[1]。
原始的残膜回收主要是靠人工清理实现，费时、费力，通过用铁锹起茬，耙子搂膜、搂茬、清除等多道工序，劳动强度大、回收率低。据数据统计，残留地膜严重污染土壤，导致种植小麦产量下降2%～3%，种植玉米产量下降12%左右，种植棉花产量下降8%～23%左右[2]，所以研制机械化的地膜回收机势在必行。
1 甘肃农田残膜捡拾机研究现状
为适应甘肃省全膜双垄沟播种技术应用与推广，农用塑料薄膜覆盖栽培技术快速发展，为应对农田残膜回收问题，在地方企业、高等院校的努力下，已研制出了多种规格的捡拾机，其按照作业方式可分为：耙齿式残膜回收机、伸缩杆齿式残膜捡拾机、螺旋滚筒式残膜捡拾机、网链式残膜回收机和杆齿式残膜捡拾机。
1.1 耙齿式残膜回收机
弹齿式残膜捡拾机具有操作简单、经济适用、作业效率高、仿地能力强等优点。如图1所示1MT-1600型弹齿式残膜捡拾机[3]，该机具机架上安装有数组勾膜弹齿与复位架，通过拖拉机牵引作业，依靠机具自重实现捡拾作业，调节地轮的高低调整入土深度，作业时弹性弹齿将残膜挂起运输至地头，通过气泵推动卸膜机构实现清膜，完成捡拾作业。该机卸膜机构由原来的手动卸膜改进为气动卸膜和液压卸膜机构。作业效率可达1.3 hm2/h以上，残膜回收率大于90%。
1.2 伸缩杆齿式残膜捡拾机
伸缩杆齿式残膜捡拾机采用了“起膜机构起膜，伸缩杆齿挑膜，清膜机构脱膜”方式，如图2、3所示。该机具主要由驱动轮、起膜铲、滚筒、灭茬铲、机架、梳膜器和集膜箱等组成[4]。该机具牵引动力由拖拉机提供，作业动力依靠驱动轮行走带动滚筒转动挑膜，梳膜器梳膜、集膜箱集膜。该机具作业效率为0.20～0.33hm2/h，捡拾率在85%以上，工作性能可靠，收净率高。
1.3 螺旋滚筒式残膜捡拾机
螺旋滚筒式残膜捡拾机如图4所示，工作时拖拉机牵引，起土铲将作物根茬、残膜和土壤一起铲起，通过滚筒压碎土壤并向后输送至栅条上。栅条在转动过程中使土从栅条缝隙中流下，废膜和根茬继续向后输送，最后收集到集膜箱中，到地头或者集膜箱装满时人工卸下废膜和作物根茬，完成整个作业过程[5]。该机型结构复杂，成本高，撿拾到的地膜、根茬和土块分离差。该机具作业效率0.25～0.6hm2/h，捡拾率≥85%，缠膜率≤2.5%。捡拾深度≥5cm，此类机型结构复杂，制造成本高分离效果差。如图4。
1.4 网链式残膜回收机
网链式残膜回收机（如图5）主要由起膜器、网链机构、集膜箱等组成，该机具能够有效松破土壤，可一次性完成起膜、输膜、膜土分离、集膜、卸膜等工序，输膜顺畅、膜土分离效率高、缠膜回膜漏膜现象显著减少[6]。作业效率可达0.2 hm2/h，残膜回收率≥88%，残膜净收率≥70% 。如图5。
1.5 铲筛式残膜回收机
铲筛式残膜回收机兼具作物收获及收后残膜回收的铲筛式多功能复式机，适应了目前我国农业机械产品向多用途多功能方向发展的趋势。作业效率可达0.4 hm2/h，残膜回收率≥85%。如图6。
2 性价比及市场分析
通过对以上耙齿式、伸缩杆齿式、螺旋滚筒式、网链式、铲筛式5种残膜机械的介绍以及数据对比，耙齿式捡拾机捡拾率最高，捡拾率≥90%，但是地表6cm以下的残膜捡拾不到，未被捡拾的残膜还有可能被耕整地机械掩埋至更深土层[7]；其余的残膜捡拾机的捡拾效率也都在85%左右，但是由于残膜机械的工作原理及结构不同，工作的条件和成本都有所差异。
2017年，甘肃省覆膜种植农作物面积达180多万hm2，其中全膜双垄沟播推广面积约为76.7万hm2，马铃薯铺膜种植面积约为22.8万hm2左右，地膜使用总量达到20万t，每年产生的废旧农膜高达11.5万t以上[7]。按照逐年需求量增加，对残膜机械的需求量急剧增加，按照目前地膜使用量的60%需要机械化捡拾，约需要不同形式残膜机械5000台套。为不影响来年甚至以后的收成，这些使用过后的残膜都需要回收。但是凭靠人力是远远不行的，再加上农民意识不足，加上残膜回收本来难度就很大，所以农民回收残膜的积极性也不高。因此，研制出适用于甘肃省小地块、山坡丘陵地区、干旱半干旱地区残膜机械具对推动全膜双垄沟播技术意义重大[10]。
目前甘肃省已有的残膜捡拾机有五种类型，伸缩杆齿式残膜捡拾机地表仿形能力差，工作区域有限，适应性一般；螺旋滚筒式结构复杂，成本高，农民接受程度有限，推广有难度；杆齿式残膜捡拾机要在工作过程中停下来更换卷膜机构，需要更多的人力参与，不经济；耙齿式机械靠自身重力入土，有着很强的地表仿形能力工作深度稳定且为8～12cm，足以应付膜上覆盖的5cm的土层，该机卸膜机构由原来的手动改进为现在的气动卸膜机构或液压卸膜机构，只需驾驶员在驾驶室操控就可以完成卸膜工作，操作简单方便且还有适应不同马力的拖拉机工作（包括手扶拖拉机），结构简单，成本低。 由于残膜捡拾机本身的可靠性和成本等问题，能否推广出去，得要看农民的接受程度。现在农民都是散户种地，经济条件有限，所以都会挑选性价比高的农机具[9]。在现有的五种残膜捡拾机中，耙齿机械结构简单，机动方便，配套拖拉机动力可选多种，体积小，成本低，若是气动或液压卸膜只需一人即可。就目前来说性价比是最好的，其市场需求会很大。
3 结语
目前，随着西北地区全膜双垄沟播技术应用于推广，对增产、保墒、节水、抗旱等方面有著明显的作用，为农村经济的持续发展起到了积极的作用。残膜回收已成为甘肃旱地农艺耕作中重要的一个环节，在发挥农民主人翁精神的同时，还得需要可靠有力的残膜回收工具来增加农民回收残膜的积极性[10]，最后结合经济性与适用性相结合，建议推广耙齿式残膜捡拾机。
残膜回收机的市场在土地，在农村，也在农民。目前甘肃省内的残膜回收机具存在单一性、片面性，需要针对不同作物种类和种植方式继续的改进，降低作业成本，提高作业效率。未来残膜捡拾机的市场会越来越好，持续走俏。
参考文献
[1]赵海志，赵建托.甘肃农田残膜捡拾机具研究现状及存在问题[J].农业机械，2013（28）：147-150.
[2]张陆海，刘鹏霞，王赟，闫典明.甘肃残膜捡拾回收机械研发现状及推广前景分析[J].农业机械，2016（8）：89-90.
[3]魏万福，尚玉琴.兰州市农田残膜机械回收技术推广现状与发展建议[J].农业工程，2014，4（4）：23-24.
[4]林育，唐军.兵团农田残膜回收机械研制现状及对策[J].新疆农机化，2004（6）：22-23.
[5]袁明华，赵春花.甘肃灌区农田机械化节水技术的发展现状及存在的问题[J].湖南农机，2013（9）：13-14.
[6]马朝锋，刘凯，周春国，付华强.链式红枣去核机的设计及试验[J].新疆农机化，2011，27（6）：127-130.
[7]张佳，张宇涛，董黎明，张金玲.国内残膜回收机械研究现状及发展趋势[J].农业科技与装备，2014（9）：29-30.
[8]王帅.我国残膜回收机具发展现状及趋势[J].农业科技与装备，2012（10）：80-81.
[9]穆道欢.弹齿式残膜回收机的设计与试验研究[J].新疆农业大学，2015.
[10]侯书林，胡三媛，孔建铭，等.那明君国内残膜回收机研究的现状[J].农业工程学报，2002，18（3）：186-190.
[11]杨希晨，刘炳，龚军.残膜回收机的研究现状及存在问题[J].新疆农机化，2006（5）：15-17.
作者简介：陈广军（1983-），男，甘肃靖远人，大学本科，中级工程师，研究方向：农业机械、农产品产后处理加工、畜牧机械等方面产品设计研发。