兩種殘膜回收機(jī)具作業(yè)效果測評分析

李開宇　高占文　楊寧　馮良山

摘 要：為進(jìn)一步測評殘膜回收機(jī)作業(yè)性能，對兩種殘膜回收機(jī)的回收作業(yè)過程中殘膜回收率、纏繞率指標(biāo)進(jìn)行了比對。新大眾1FMJF-120型風(fēng)力除雜式殘膜回收機(jī)的回收率91%，神耕1CM-1型殘膜回收機(jī)的平均回收率86.5%;新大眾1FMJF-120型風(fēng)力除雜式殘膜回收機(jī)纏膜率（2.59%）低于神耕1CM-1型殘膜回收機(jī)纏膜率（2.75%），試驗(yàn)結(jié)果滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，研究方法與結(jié)果可為遼西風(fēng)沙旱地農(nóng)田殘膜回收作業(yè)和機(jī)具改進(jìn)提供參考。

關(guān)鍵詞：殘膜回收;農(nóng)機(jī);效果;對比;測評

中圖分類號：S223.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.10.002

0 引言

地膜覆蓋改善作物生長環(huán)境，具有明顯的增溫保墑作用，顯著提高作物產(chǎn)量、水分利用效率和養(yǎng)分有效性，同時(shí)具有抗蟲、防病、抑制雜草生長等作用[1]，對干旱半干旱地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和保障我國糧食安全作出了重要貢獻(xiàn)，被譽(yù)為中國的“白色革命”[2-5]。隨著地膜覆蓋種植技術(shù)的推廣普及，地膜在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用范圍不斷擴(kuò)大，使用量逐年增加，隨著覆膜年限的增加，大量殘膜以碎片的形態(tài)滯留于農(nóng)田耕地的淺層土壤之中，一方面大量殘留的地膜隨土壤耕翻在耕層內(nèi)積累導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降，對農(nóng)田土壤形成的污染日益加劇造成農(nóng)作物減產(chǎn)，另一方面殘膜纏繞工作部件嚴(yán)重影響農(nóng)機(jī)具的作業(yè)效率和作業(yè)質(zhì)量，殘膜所造成的“白色污染”問題，現(xiàn)已危害到農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和農(nóng)民的增收，殘膜回收治理工作刻不容緩。

目前我國殘膜回收分人工撿拾和機(jī)械回收兩種。當(dāng)前主要是以人工撿拾為主，但人工撿拾殘地膜勞動強(qiáng)度大、效率低、作業(yè)成本高，而機(jī)械回收殘膜能具有勞動強(qiáng)度小、效率高、作業(yè)成本低等優(yōu)點(diǎn)。殘膜回收已經(jīng)由人工撿拾逐步向機(jī)械化回收方向發(fā)展，機(jī)械回收正逐步成為殘膜回收的主要方式。近年來，我國科研工作者針對棉花、玉米、馬鈴薯等作物田間殘膜回收研制了多種類型的作業(yè)機(jī)具，取得了顯著的效果。本研究通過對國內(nèi)殘膜回收機(jī)的廣泛調(diào)研分析，在阜新地區(qū)進(jìn)行回收指標(biāo)對比分析，結(jié)合田間試驗(yàn)進(jìn)一步對兩種典型的鏟篩組合式殘膜回收機(jī)工作參數(shù)與其作業(yè)性能指標(biāo)（殘膜回收率、纏膜率）進(jìn)行試驗(yàn)比較研究，為殘膜回收作業(yè)和機(jī)具改進(jìn)提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 試驗(yàn)樣機(jī)

試驗(yàn)樣機(jī)為新大眾1FMJF-120型風(fēng)力除雜式殘膜回收機(jī)和神耕1CM-1型殘膜回收機(jī)。

1.1 新大眾1FMJF-120型風(fēng)力除雜式殘膜回收機(jī)

該機(jī)主要由挖掘鏟、篩分機(jī)構(gòu)、振動器、風(fēng)力吸送機(jī)構(gòu)、集膜器、收料斗等部分組成如圖1所示。作業(yè)時(shí)，機(jī)具隨拖拉機(jī)牽引行進(jìn)，通過挖掘鏟將埋入土中的殘膜挖出，經(jīng)篩分機(jī)構(gòu)、振動器，將殘膜中的土壤分離出去，并通過風(fēng)力吸送機(jī)構(gòu)將殘膜吹起并纏繞在集膜器上，實(shí)現(xiàn)殘膜收集。收集滿殘膜的集膜器可整體更換，方便快捷，雜草及小尺寸零碎殘膜飄至收料斗內(nèi)，待收料斗裝滿后，推動料斗操作桿，收料斗翻轉(zhuǎn)卸料。該機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，能夠全方位清理土壤中的全部殘膜。主要工作參數(shù)如表1所示。

1.2 神耕1CM-1型殘膜回收機(jī)

該機(jī)主要由挖掘鏟、篩分機(jī)構(gòu)、圓筒篩、集料斗等部分組成如圖2所示。工作時(shí)，機(jī)具隨拖拉機(jī)牽引行進(jìn)，利用挖掘鏟將埋入土中的殘膜挖出，經(jīng)篩分機(jī)構(gòu)將殘膜輸送至圓筒篩，由圓筒篩將殘膜中的土壤分離出去，殘膜由篩分機(jī)構(gòu)落入集料斗，實(shí)現(xiàn)殘膜收集。當(dāng)集料斗集滿殘膜時(shí)，提升機(jī)具倒出殘膜，殘膜成堆堆放于地表。該機(jī)適合覆膜玉米、蔬菜、西瓜等地上作物表土層殘膜回收，是目前應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)性能可靠的表土層殘膜回收機(jī)。主要工作參數(shù)如表2所示。

1.3 供試機(jī)技術(shù)狀態(tài)

根椐使用說明書規(guī)定選擇供試機(jī)的配套動力，按產(chǎn)品使用說明書的規(guī)定對供試機(jī)進(jìn)行使用、調(diào)整和保養(yǎng)，達(dá)到正常作業(yè)狀態(tài)后方可進(jìn)行試驗(yàn)。在整個試驗(yàn)過程中由專職駕駛員駕駛供試機(jī)具。

2 試驗(yàn)地簡介

試驗(yàn)地點(diǎn)位于遼寧省阜新蒙古族自治縣王府鎮(zhèn)河?xùn)|村和建設(shè)鎮(zhèn)哈不臺村，試驗(yàn)地基本情況如表3所示。試驗(yàn)地平坦、無障礙物，具有一定代表性，土壤質(zhì)地為沙壤土。

3 試驗(yàn)方法

2018年9月20日—2018年9月29日分別在阜蒙縣王府鎮(zhèn)河?xùn)|村和建設(shè)鎮(zhèn)哈不臺村進(jìn)行，期間對試驗(yàn)的兩種機(jī)型進(jìn)行殘膜回收對比試驗(yàn)。本試驗(yàn)對耕層0～100 mm、100～150 mm、150～200 mm殘膜回收率以及纏膜率來評價(jià)機(jī)具的實(shí)際作業(yè)效果。

3.1 表層（深層）殘膜回收率的測定

回收機(jī)一個行程內(nèi)等間距選取五個點(diǎn)，測點(diǎn)按5 mm×作業(yè)幅寬面積選取，按地表及土層深度0～100 mm及100～150 mm分別取出廢膜，將各測點(diǎn)按層取出的廢膜去除塵土和水分后稱其質(zhì)量。按公式（1）分別計(jì)算表層和深層殘膜回收率。

J=1-WW0×100（1）

式中 J—?dú)埬せ厥章?

W—作業(yè)后表層或深層殘膜質(zhì)量（g/m2）;

W0—作業(yè)前表層或深層殘膜質(zhì)量（g/m2）。

3.2 纏膜率的測定

測量一個往返行程，將通過測定區(qū)時(shí)地集膜箱內(nèi)殘膜與機(jī)器上纏繞的地膜收集，分別洗凈晾干后稱其質(zhì)量。按公式（2）計(jì)算回收纏膜率。

C=m1m1+m2×100（2）

式中 C—纏膜率;

m1—測區(qū)內(nèi)纏繞在機(jī)器上地膜的質(zhì)量（g）;

m2—測區(qū)內(nèi)纏繞集膜箱內(nèi)殘膜的質(zhì)量（g）。

4 結(jié)果與分析

4.1 殘膜回收率

由表4～表8可知，新大眾1FMJF-120型風(fēng)力除雜式殘膜回收機(jī)回收率91%，神耕1CM-1型殘膜回收機(jī)的平均回收率86.5%，均達(dá)到了GB/T25412-2010殘地膜回收機(jī)標(biāo)準(zhǔn)要，新大眾1FMJF-120型風(fēng)力除雜式殘膜回收機(jī)的回收率比神耕1CM-1型殘膜回收機(jī)的回收率高4～5個百分點(diǎn)，其原因主要在于新大眾1FMJF-120型風(fēng)力除雜式殘膜回收機(jī)風(fēng)力助選優(yōu)勢，能夠?qū)⒁恍┘?xì)小碎片收集，從而提高了殘膜回收效果。

4.2 纏膜率

由表9～表10可知，新大眾1FMJF-120型風(fēng)力除雜式殘膜回收機(jī)纏膜率（2.59%）低于神耕1CM-1型殘膜回收機(jī)纏膜率（2.75%）。

5 結(jié)論

從試驗(yàn)結(jié)果可知，結(jié)合殘膜農(nóng)田的作業(yè)要求、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境條件，新大眾1FMJF-120型風(fēng)力除雜式殘膜回收機(jī)、1FMJ-130彈齒殘膜回收機(jī)平均回收率分別為91%和86.5%，平均纏膜率分別為2.59%和2.75%。在阜蒙縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中新大眾1FMJF-120型風(fēng)力除雜式殘膜回收機(jī)性能優(yōu)于1FMJ-130彈齒殘膜回收機(jī)，但新大眾1FMJF-120型風(fēng)力除雜式殘膜回收機(jī)較1FMJ-130彈齒殘膜回收機(jī)價(jià)格高。試驗(yàn)結(jié)果滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，滿足遼西風(fēng)沙旱地機(jī)械化殘膜回收的作業(yè)需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]王鑫，胥國斌，任金剛，等.無公害可降解地膜對玉米生長及土壤環(huán)境的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2007，15（1）：78-81.

[2]樊小林，廖宗文.地膜覆蓋土壤水熱效應(yīng)及降解特性研究初報(bào)[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，20（1）：121-122.

[3]Shan B Y， Cheng W J， Lin S H， et al. Effects of different mulch materials on the soil ecology and corn yield[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture， 2005.

[4]嚴(yán)昌榮， 何文清， 梅旭榮. 農(nóng)用地膜的應(yīng)用與污染防治[M]. 北京：科學(xué)出版社， 2010.76-86.

[5]楊寧，孫占祥，張立楨，等. 基于改進(jìn) AquaCrop 模型的覆膜栽培玉米水分利用過程模擬與驗(yàn)證[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2015，31（S1）：122-132.

[6]戚江濤，張濤，蔣德莉，等.殘膜回收機(jī)械化技術(shù)綜述[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013，19（9）：153-155.

[7]李文霞.殘膜回收效果比較試驗(yàn)[J]. 農(nóng)村科技，2017（9）：26-27.

[8]張亞萍，胡志超，游兆延，等.2種鏟篩組合式殘膜回收機(jī)作業(yè)性能對比試驗(yàn)[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，46（15）：179-182.

[9]方海軍，倪世鵬，張立宇，等.不同類型殘膜回收機(jī)對比試驗(yàn)報(bào)告[J]. 中國農(nóng)業(yè)文摘-農(nóng)業(yè)工程，2017（5）：41-43.

（03）

基金項(xiàng)目：國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201503105）;國家自然科學(xué)基金（31501269）;國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目課題（2014BAD12B04）;遼寧省“興遼英才”資助項(xiàng)目（XLYC1807056）。

作者簡介：李開宇（1978-），男，遼寧省沈陽人，副研究員，學(xué)士，主要從事風(fēng)沙旱地節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)研究與示范推廣，E-mail：likaiyu780228@163.com。

通訊作者：馮良山（1980-），男，研究員，主要從事旱作農(nóng)業(yè)研究，E-mail：fenglsh@163.com