两种残膜回收机具作业效果测评分析

    李开宇　高占文　杨宁　冯良山

    

    

    

    摘 要：为进一步测评残膜回收机作业性能，对两种残膜回收机的回收作业过程中残膜回收率、缠绕率指标进行了比对。新大众1FMJF-120型风力除杂式残膜回收机的回收率91%，神耕1CM-1型残膜回收机的平均回收率86.5%;新大众1FMJF-120型风力除杂式残膜回收机缠膜率（2.59%）低于神耕1CM-1型残膜回收机缠膜率（2.75%），试验结果满足国家相关标准规定的要求，研究方法与结果可为辽西风沙旱地农田残膜回收作业和机具改进提供参考。

    关键词：残膜回收;农机;效果;对比;测评

    中图分类号：S223.5 文献标识码：A

    doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.10.002

    0 引言

    地膜覆盖改善作物生长环境，具有明显的增温保墒作用，显著提高作物产量、水分利用效率和养分有效性，同时具有抗虫、防病、抑制杂草生长等作用[1]，对干旱半干旱地区的农业生产和保障我国粮食安全作出了重要贡献，被誉为中国的“白色革命”[2-5]。随着地膜覆盖种植技术的推广普及，地膜在农业生产中使用范围不断扩大，使用量逐年增加，随着覆膜年限的增加，大量残膜以碎片的形态滞留于农田耕地的浅层土壤之中，一方面大量残留的地膜随土壤耕翻在耕层内积累导致土壤质量下降，对农田土壤形成的污染日益加剧造成农作物减产，另一方面残膜缠绕工作部件严重影响农机具的作业效率和作业质量，残膜所造成的“白色污染”问题，现已危害到农业的可持续发展和农民的增收，残膜回收治理工作刻不容缓。

    目前我国残膜回收分人工捡拾和机械回收两种。当前主要是以人工捡拾为主，但人工捡拾残地膜劳动强度大、效率低、作业成本高，而机械回收残膜能具有劳动强度小、效率高、作业成本低等优点。残膜回收已经由人工捡拾逐步向机械化回收方向发展，机械回收正逐步成为残膜回收的主要方式。近年来，我国科研工作者针对棉花、玉米、马铃薯等作物田间残膜回收研制了多种类型的作业机具，取得了显著的效果。本研究通过对国内残膜回收机的广泛调研分析，在阜新地区进行回收指标对比分析，结合田间试验进一步对两种典型的铲筛组合式残膜回收机工作参数与其作业性能指标（残膜回收率、缠膜率）进行试验比较研究，为残膜回收作业和机具改进提供理论依据和实践指导。

    1 试验样机

    试验样机为新大众1FMJF-120型风力除杂式残膜回收机和神耕1CM-1型残膜回收机。

    1.1 新大众1FMJF-120型风力除杂式残膜回收机

    该机主要由挖掘铲、筛分机构、振动器、风力吸送机构、集膜器、收料斗等部分组成如图1所示。作业时，机具随拖拉机牵引行进，通过挖掘铲将埋入土中的残膜挖出，经筛分机构、振动器，将残膜中的土壤分离出去，并通过风力吸送机构将残膜吹起并缠绕在集膜器上，实现残膜收集。收集满残膜的集膜器可整体更换，方便快捷，杂草及小尺寸零碎残膜飘至收料斗内，待收料斗装满后，推动料斗操作杆，收料斗翻转卸料。该机具有结构简单、性能稳定、操作简便等优点，能够全方位清理土壤中的全部残膜。主要工作参数如表1所示。

    1.2 神耕1CM-1型残膜回收机

    该机主要由挖掘铲、筛分机构、圆筒筛、集料斗等部分组成如图2所示。工作时，机具随拖拉机牵引行进，利用挖掘铲将埋入土中的残膜挖出，经筛分机构将残膜输送至圆筒筛，由圆筒筛将残膜中的土壤分离出去，残膜由筛分机构落入集料斗，实现残膜收集。当集料斗集满残膜时，提升机具倒出残膜，残膜成堆堆放于地表。该机适合覆膜玉米、蔬菜、西瓜等地上作物表土层残膜回收，是目前应用于农业生产性能可靠的表土层残膜回收机。主要工作参数如表2所示。

    1.3 供试机技术状态

    根椐使用说明书规定选择供试机的配套动力，按产品使用说明書的规定对供试机进行使用、调整和保养，达到正常作业状态后方可进行试验。在整个试验过程中由专职驾驶员驾驶供试机具。

    2 试验地简介

    试验地点位于辽宁省阜新蒙古族自治县王府镇河东村和建设镇哈不台村，试验地基本情况如表3所示。试验地平坦、无障碍物，具有一定代表性，土壤质地为沙壤土。

    3 试验方法

    2018年9月20日—2018年9月29日分别在阜蒙县王府镇河东村和建设镇哈不台村进行，期间对试验的两种机型进行残膜回收对比试验。本试验对耕层0～100 mm、100～150 mm、150～200 mm残膜回收率以及缠膜率来评价机具的实际作业效果。

    3.1 表层（深层）残膜回收率的测定

    回收机一个行程内等间距选取五个点，测点按5 mm×作业幅宽面积选取，按地表及土层深度0～100 mm及100～150 mm分别取出废膜，将各测点按层取出的废膜去除尘土和水分后称其质量。按公式（1）分别计算表层和深层残膜回收率。

    J=1-WW0×100（1）

    式中 J—残膜回收率;

    W—作业后表层或深层残膜质量（g/m2）;

    W0—作业前表层或深层残膜质量（g/m2）。

    3.2 缠膜率的测定

    测量一个往返行程，将通过测定区时地集膜箱内残膜与机器上缠绕的地膜收集，分别洗净晾干后称其质量。按公式（2）计算回收缠膜率。

    C=m1m1+m2×100（2）

    式中 C—缠膜率;

    m1—测区内缠绕在机器上地膜的质量（g）;

    m2—测区内缠绕集膜箱内残膜的质量（g）。

    4 结果与分析

    4.1 残膜回收率

    由表4～表8可知，新大众1FMJF-120型风力除杂式残膜回收机回收率91%，神耕1CM-1型残膜回收机的平均回收率86.5%，均达到了GB/T25412-2010残地膜回收机标准要，新大众1FMJF-120型风力除杂式残膜回收机的回收率比神耕1CM-1型残膜回收机的回收率高4～5个百分点，其原因主要在于新大众1FMJF-120型风力除杂式残膜回收机风力助选优势，能够将一些细小碎片收集，从而提高了残膜回收效果。

    4.2 缠膜率

    由表9～表10可知，新大众1FMJF-120型风力除杂式残膜回收机缠膜率（2.59%）低于神耕1CM-1型残膜回收机缠膜率（2.75%）。

    5 结论

    从试验结果可知，结合残膜农田的作业要求、农业生产环境条件，新大众1FMJF-120型风力除杂式残膜回收机、1FMJ-130弹齿残膜回收机平均回收率分别为91%和86.5%，平均缠膜率分别为2.59%和2.75%。在阜蒙县农业生产过程中新大众1FMJF-120型风力除杂式残膜回收机性能优于1FMJ-130弹齿残膜回收机，但新大众1FMJF-120型风力除杂式残膜回收机较1FMJ-130弹齿残膜回收机价格高。试验结果满足国家标准的相关要求，满足辽西风沙旱地机械化残膜回收的作业需求。

    参考文献：

    [1]王鑫，胥国斌，任金刚，等.无公害可降解地膜对玉米生长及土壤环境的影响[J].中国生态农业学报，2007，15（1）：78-81.

    [2]樊小林，廖宗文.地膜覆盖土壤水热效应及降解特性研究初报[J].华南农业大学学报，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]严昌荣， 何文清， 梅旭荣. 农用地膜的应用与污染防治[M]. 北京：科学出版社， 2010.76-86.

    [5]杨宁，孙占祥，张立桢，等. 基于改进 AquaCrop 模型的覆膜栽培玉米水分利用过程模拟与验证[J]. 农业工程学报，2015，31（S1）：122-132.

    [6]戚江涛，张涛，蒋德莉，等.残膜回收机械化技术综述[J]. 安徽农学通报，2013，19（9）：153-155.

    [7]李文霞.残膜回收效果比较试验[J]. 农村科技，2017（9）：26-27.

    [8]张亚萍，胡志超，游兆延，等.2种铲筛组合式残膜回收机作业性能对比试验[J].江苏农业科学，2018，46（15）：179-182.

    [9]方海军，倪世鹏，张立宇，等.不同类型残膜回收机对比试验报告[J]. 中国农业文摘-农业工程，2017（5）：41-43.

    （03）

    基金项目：国家公益性行業（农业）科研专项（201503105）;国家自然科学基金（31501269）;国家科技支撑计划项目课题（2014BAD12B04）;辽宁省“兴辽英才”资助项目（XLYC1807056）。

    作者简介：李开宇（1978-），男，辽宁省沈阳人，副研究员，学士，主要从事风沙旱地节水农业技术研究与示范推广，E-mail：[email protected]。

    通讯作者：冯良山（1980-），男，研究员，主要从事旱作农业研究，E-mail：[email protected]