残膜机械化回收存在的问题及对策

作者: 刘小龙

[摘 要] 采用地膜覆盖技术,不仅能起到保温作用,而且能有效提高土壤墒情、减轻杂草危害,促使广大农户增收致富。但地膜的应用在一定程度上加剧了环境污染,而且地膜残留可导致作物减产。由此可见,强化残膜回收工作至关重要。与机械化回收相比,人工回收残膜效率偏低,同时会造成资源浪费。因此,机械化回收方式得到了大力推广。但目前残膜机械化回收存在一些问题,需通过提高农业地膜使用标准、加大农膜机械化回收补贴力度、改进残膜回收机械、加大可降解地膜的研究和推广力度、优化残膜机械化回收技术等措施,进一步提升残膜机械化回收效率和质量,助力农业高质量发展。

[关键词] 残膜;机械化回收;使用标准;回收机械;可降解地膜

[中图分类号] S223.5 [文献标志码] A [文章编号] 1674-7909(2022)07--3

0 引言

因为农业经济效益低,所以越来越多的农户投入农业生产的意愿不断降低,大部分青壮年劳动力为了获得更高的劳动收入选择进城务工,而留在农村从事农业生产的农民以妇女和老人为主,整体农业生产力较低。因此,近年来农业农村部门为了提升农业生产效率,减少农业生产劳动力投入量,大力推广地膜覆盖技术。与传统露地栽培方式相比,采用地膜覆盖技术可在一定程度上提高地温、增加土壤墒情,从而提升农作物品质及产量,且减少所需劳动量,为农作物增产增收奠定基础。经过多年创新应用,地膜覆盖技术在农业生产中已发挥重要作用,如采用全膜双垄沟播技术,能抑制土壤表层水分的蒸发,提高土壤蓄水保墒能力。

但是,随着地膜覆盖量的逐年增加,农业生产中的白色污染现象越来越严重,如不回收地膜即进行耕作,就会将残留废膜翻入土壤中,破坏土壤结构,降低土壤生产力,极不利于农业可持续发展。由此可见,强化残膜回收工作至关重要。与机械化回收相比,人工回收效率偏低,同时会造成资源浪费,因此,要积极推广残膜机械化回收技术,在提高残膜回收效率的基础上,为促进农业发展、维持生态平衡奠定基础。

1 国内外主要残膜回收机械类型

1.1 国外残膜回收机械类型

现如今,残膜回收已成为农业发展所面临的棘手问题。美国等发达国家多应用PS610地膜回收机。该机械主要由机架、地轮、切膜刀、起膜铲等部件组成,在实际运行环节需借助拖拉机驱动,并由地轮切刀切断影响起膜作业的作物根茎和杂草,使地膜上部杂物掉落。该机械成本低、结构简单,可在农作物收获后进行地膜回收作业,并按照地膜宽度合理调整作业幅度。

1.2 国内残膜回收机械类型

1.2.1 苗期收膜机具。通常农作物苗期地膜保存完整度较好,极有利于进行收膜作业。苗期收膜可选用新疆农八师134团残膜回收机。在该机械前进过程中,起膜导轨挑起地表地膜的同时由起膜杆齿插入,两者相互配合输送,一旦输送到卸膜区域,卸膜叶板搂下起膜杆齿上的地膜并将其向卷膜辊输送,然后在地轮的作用下卷起整幅地膜[1]。

1.2.2 收获期收膜机具。由于在农作物生长期回收地膜会受到多种因素的制约,所以,种植人员多在秋后进行残膜回收工作,可应用联合作业机械,一次性完成拔秆、整地及残膜回收作业。

1.2.3 耕后播前收膜机具。农户可用1SM5-5型密排弹齿式残膜回收机,在耕后播种前进行回收作业,利用双排搂齿搂出地表残留地膜;还可采用1M-2.6型地膜残留回收机(适用于农作物播种前期),可全面收集地表3 cm内的残膜及秸秆。

2 国内残膜回收机械应用情况

就当前我国农业生产中残膜回收机械应用情况来看,较为常见的残膜回收机械设备有3种类型。一是棉秸秆还田及残膜回收联合作业机。此类机械设备的功能类型较多,能够一次完成土壤疏松、地膜调膜、脱膜、膜秆分离及膜土分离等处理,可减少作业次数,减少作业劳动量。同时,该机械设备的工作速度较快,工作效率较高,残膜回收效果较好,残膜回收率可达87%。二是残膜回收与秸秆还田联合作业机,可在各类农作物收获完成后同时进行残膜回收及农作物秸秆粉碎还田,能实现长距离的联合作业,作业效率较高。该机械通过直线型弹齿链耙式残膜拣拾机构的应用,能实现对残膜的捡拾及剔除,残膜回收率达85.8%。三是秸秆还田与残膜回收一体机。此类机具主要应用在当年铺设的地膜回收,可通过机具的起膜刀勾起地膜,并在集膜箱内进行压缩回收,载膜量有明显增加且卸膜速度较快,耗时较少,且能同步实现秸秆粉碎还田。

3 残膜机械化回收存在的问题

3.1 农用地膜厚度影响机械化回收

厚度小于0.01 mm的农膜是一种难回收、难降解的“白色垃圾”,对环境危害极大。但是,农户在实际生产环节会着重考虑生产成本,通常选择厚度不达标的农用地膜。此类地膜相对较薄,完成上一茬农作物栽培后,地膜受力形成细碎小块混杂在土壤中,在一定程度上加大了地膜回收难度[2]。部分残膜回收机械设备不能有效适应这一作业环境,导致细小地膜的回收率往往不高,在很大程度上降低了农民回收地膜的积极性,无法为后续农作物种植提供良好保障[3]。

3.2 各界对残膜机械化回收的认可度低

部分农民受到传统思想的束缚,对农业生产所造成的环境污染问题认识不足,导致残膜机械化回收技术推广受阻[4]。不仅如此,政府部门对残膜机械化回收的补贴力度较小,难以充分调动农民应用技术的积极性,因此,其需进一步提升对残膜回收工作的重视度和支持度。

3.3 残膜回收机械设备有待改进

当前,虽然我国已研制出一些先进的残膜回收机械,但整体来看其功能较为单一、适应性普遍不高,对提高整体回收效率无显著作用。同时,因一次性回收率不高,农户往往需要进行多次回收,这在很大程度上提高了操作成本[5]。另外,现有的残膜回收机械多适用于平铺地膜区域,不适用于开沟铺膜区域。因此,有关部门要进一步优化与改进农膜回收机械应用性能,逐渐扩大残膜回收机械的应用范围。

4 残膜机械化回收问题的解决措施

4.1 推广使用农业标准地膜

为保护农业农村生态环境,提高地膜回收率,减少农业地膜危害,建议大力推广使用厚度大于0.01 mm的农用地膜。此类地膜一般可满足三茬农作物的种植需求,从而提高农用地膜的综合利用率,尽可能降低地膜破碎率,有利于残膜机械化回收[6]。同时,农户针对玉米、向日葵等耐连作作物可选用耐老化地膜,两三年揭膜一次,在基本不影响作物产量的前提下,可大大提升农作物生产效益,同时提升废旧地膜的机械化回收质量,达到节本增效的目的。另外,农业地膜销售企业、农业生产企业、广大农户等要自觉执行农业地膜使用新标准。各级农业服务中心要加大对农业地膜使用新标准的宣传和推广力度,并采取定期检查、联合检查等方式,加强对农业地膜销售、使用和废旧农田地膜回收利用等情况的监督检查,加大对销售、使用不符合标准农业地膜行为的查处力度。

4.2 政府加大补贴力度

在开展残膜机械化回收工作的过程中,毋庸置疑会在一定程度上提高农户的生产成本,加之部分农民环保意识淡薄,很难提高农户机械化回收残膜的积极性。因此,要想进一步推进残膜机械化回收工作顺利开展,保护农业生产环境免受不利因素的影响,政府部门要加大经费投入力度,对地膜购买、使用、回收等各个环节给予补贴,尤其是加大机械化回收残膜补助力度,完善残膜回收机制,助力提高残膜机械化回收效率和质量[7]。

4.3 改进残膜回收机械

政府相关部门要与高校、科研单位、生产企业等建立合作关系,加大残膜回收作业机械研发、改进力度,使残膜回收机械具备多样化功能,如可一次性完成起膜、碎土、破茬、缠膜和膜茬分离等作业,并提升残膜回收机械适应性,有效解决土块、根茬、残膜无法分离问题,从而提升残膜回收质量,在减少广大农户经济投入的同时,提高其对残膜回收机械的认可度和购置欲望[8]。

4.4 加大可降解地膜的研究、推广力度

由于我国农业生产规模较大,年均地膜使用量可达76万t,这一庞大数字还呈不断上涨趋势,可见残留地膜对生态环境的危害在不断加剧。而近年来,国内外逐渐研发了光降解地膜、植物纤维地膜、生物降解地膜等多功能薄膜。对此,建议政府部门引导各农膜生产企业积极研发、生产可降解地膜,同时加大对可降解地膜的推广力度。

4.5 优化残膜机械化回收技术

首先,实施机械化地膜回收作业时,如果土壤黏度较大或膜下水分含量较高,可以先人工破膜散发土壤水分,当土壤水分降低至一定程度时回收机械方可进地作业。其次,农作物秸秆回收利用后再进行机械揭膜。农作物秸秆是非常重要的可利用资源。例如,玉米秸秆除了可以粉碎还田之外,还可以通过青贮加工的方式制作为优质的牲畜饲料,因此,可在玉米秸秆收获后进行机械揭膜,不仅可充分利用资源,而且可为地膜机械化回收创造有利的作业条件。再次,在马铃薯、花生等作物机械化收获前,可采取人工收割等方式清除作物茎秆残茬和杂草,再使用机械揭除地膜,最后利用机械挖掘收获[9]。如此操作能够有效避免此类作物收获时导致大量农膜混入土壤中,增加残膜回收难度,降低收获质量。最后,农作物秸秆的处理难度较大,可以在农作物收获之后,当土壤含水量适宜时将秸秆与地膜一同进行清理[10]。

5 结语

地膜覆盖量的日益增加,对农业生态环境造成的污染程度随之提高,极不利于农作物健康生长。因此,做好残膜回收工作十分重要。积极推广残膜机械化回收技术,可提高残膜回收效率和质量。但目前,利用机械开展残膜回收工作时仍存在一些问题,需要采取相应措施提高残膜机械化回收技术水平,为保障农业可持续发展提供支持。

参考文献:

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[2]孙伟,李辉,李红岭,等.甘肃地区玉米典型种植模式下机械化残膜回收技术研究[J].内蒙古科技与经济,2021(16):83-84.

[3]李显溦,石建初,左强.新疆棉花膜下滴灌技术存在的问题及改进措施:双层可降解膜覆盖与地下滴灌技术结合应用探讨[J].农业工程,2012(10):29-35.

[4]郑士琦,曹肆林,王敏,等.旋转脱膜式残膜回收机的设计与试验[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2020(10):146-154.

[5]郑士琦,王敏,营雨琨,等.旋转脱膜式残膜回收机关键部件仿真与模态分析[J].农机化研究,2022(4):37-43.

[6]李净凯,王敏,卢勇涛,等.4MKJ地膜回收联合作业机液压系统的设计与试验[J].农机化研究,2022(9):160-167.

[7]刘洋,周孟亮,翟雪玲.参与农膜回收行动会影响农户收入吗:来自新疆1029户棉农数据的验证[J].干旱区资源与环境,2022(3):59-66.

[8]龙昭宇,杨紫洪,张康洁,等.中国地膜污染防控政策结构与演进:基于1990—2020年政策文本的量化分析[J].中国农业资源与区划,2022(1):141-152.

[9]张学军,黄爽,靳伟,等.基于改进Faster R-CNN的农田残膜识别方法[J].湖南大学学报(自然科学版),2021(8):161-168.

[10]牛浩,王震涛,唐玉荣,等.基于ANSYS的残膜回收机提土筛膜组件机架静力学及模态分析[J].中国农机化学报,2019(12):190-195.

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