殘膜回收機的研究與發(fā)展

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1、. . 殘膜回收機的研究與發(fā)展 摘要：簡要介紹了殘膜對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害、殘膜回收機研究的重要性,闡述了國外殘膜回收技術(shù)的發(fā)展過程和研究現(xiàn)狀,并指出殘膜回收技術(shù)與機具研究的趨勢。 關(guān)鍵詞：殘膜；殘膜回收機；收膜機構(gòu) Research and development of plastic film residue collector Abstract：Briefly introduces the remnant membrane on agricultural product

2、ion, and the residue of the dangers of membrane recovery machine the importance of the study, this paper expounds the remnant membrane recovery technology at home and abroad and the development process and the research status, and points out that the remnant membrane recovery technology and machine

3、research trend。Key words:plast ic film residue；plastic film residue collector；plast ic f ilm residue collect mechanism 前言 地膜覆蓋技術(shù)自20世紀(jì)70年代引人我國以來,以其保溫、保土、增產(chǎn)等顯著特點,給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大經(jīng)濟效益,被稱為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的"白色革命"。隨著地膜覆蓋種植技術(shù)的推廣,塑料薄膜的使用量迅速增加,每年用量達數(shù)萬噸而且還在逐年增長中。然而,由于使用過的地膜難以被完整地回收,有很大部分殘膜被翻入土壤逐年累計,造成土地嚴(yán)重污染。有資料表明[1],連續(xù)3年殘膜沒有

4、清理的地塊小麥產(chǎn)量下降2%～3%,玉米產(chǎn)量下降10%左右,棉花產(chǎn)量下降10%～15%。因此,研制推廣先進適用的殘膜回收機械迫在眉睫。 1國外殘膜回收現(xiàn)狀 殘膜回收是世界各國都面臨的一個棘手問題。英國和前聯(lián)采用懸掛式收膜機,工作時松土鏟將壓膜土耕松,然后將薄膜收卷到羊皮網(wǎng)或金屬網(wǎng)上。收下的膜清洗干凈卷好備用。日本對殘膜的回收處理相對好一些,主要原因一是日本覆蓋地膜的土壤主要是火山灰土,土壤疏松易揭膜。二是地膜較厚,強度大,覆 蓋期相對較短,回收時可保持較大片塊。歐美等國家為解決殘膜造成的危害,一方面推廣使用高強度、耐老化地膜?另一方面積極開發(fā)研制新型地膜,如可降解地膜等,殘膜經(jīng)一定時期可自動

5、分解,形成無害物質(zhì)混入土壤中,但因其價格偏高或存在其他問題,目前還沒能推廣應(yīng)用于大田作物,僅在經(jīng)濟價值較高的蔬菜等作物中應(yīng)用。以色列、法國等國家已研制和推廣可控光降解地膜,但此方法對于埋人土層的殘膜難以光降解,目前尚未得到普遍應(yīng)用[2]。 2 國殘膜回收機研究的現(xiàn)狀 按殘膜回收時間,國殘膜回收機分為苗期殘膜回收機和收獲后殘膜回收機等類型。 2.1 苗期殘膜回收機 苗期揭膜是在澆頭水前揭去地膜,此時揭膜容易,且有利于中耕除草、施肥和灌,適用于灌溉條件較好的地區(qū)。但在頭水前揭膜應(yīng)注意兩個問題。一是揭膜后必須及時灌水,否則由于水分蒸發(fā)量大,易造成干旱,影響作物正常生長甚至導(dǎo)致作物枯萎。二是揭

6、膜時必須配合人工除草或噴灑除草劑抑制雜草生長苗期殘膜回收機的代表機械有以下幾種。 ①4TSM-4型懸掛式收膜機。該機是頭水前揭膜機的代表機型。其結(jié)構(gòu)簡單,使用調(diào)整方便,工作可靠,殘膜回收率較高[6]。 ②MSM-3型苗期殘膜回收機。該機具是由農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)機化所研制。它與小型或中型輪式拖拉機配套使用,采用卷膜輥主動收集廢膜,裝卸靈活,使用可靠。 ③CSM-130B型齒鏈?zhǔn)綉覓焓漳C。它由生產(chǎn)建設(shè)兵團農(nóng)機推廣站和134團研制。該機與中型拖拉機配套使用,苗期作業(yè)時可同步將地膜揭起并打成卷。它采用的無心圓捆卷膜新穎實用。 ④MS-2型玉米苗期收膜機。它由東北農(nóng)業(yè)大學(xué)研制研制。該機型殘膜回收率在

7、85%以上,單機生產(chǎn)率在0.3hm2/h,傷苗率在1%以下,配套動力為18.38kw小四輪拖拉機。[5] 2.2 收獲后殘膜回收機 在干旱地區(qū)或采用膜下滴灌地區(qū)不宜苗期揭膜,需要在作物收獲后回收殘膜。由于機械或人為作用,秋后地膜破損比較嚴(yán)重,地膜上有1～5cm的土層,造成膜下土壤板結(jié),易造成撿拾機構(gòu)的損壞,同時棉稈阻礙殘膜的撿拾,這些都加大了收貨后機械回收殘膜的難度。目前已見于文獻的有、、、、及中國農(nóng)業(yè)大學(xué)和東北農(nóng)業(yè)大學(xué)等有關(guān)單位研制的收獲后殘膜回收機。其收膜工藝都是膜邊松土、起膜鏟將地表殘膜推起、挑膜齒挑起殘膜,最后,脫<卸>膜機構(gòu)將被挑起的殘膜卸下并送入集膜部件。其中挑膜、脫膜和集膜部

8、件是影響收膜效果的核心機構(gòu)。 目前國收膜機收膜部件的結(jié)構(gòu)形式主要有以下幾種： 1>伸縮桿齒式撿拾滾筒<圖1>該種收膜機構(gòu)工作可靠,殘膜收凈率高,但該機構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價偏高。如省農(nóng)機推廣站研制的1FMJ-850型殘膜回收機[7],殘膜收凈率90%,生產(chǎn)率在0.3hm2/h,配套動力為13.2kw小四輪拖拉機。由理論計算[8],滾筒的最低轉(zhuǎn)速不得小于71.5r/min,并經(jīng)試驗驗證,以120r/min為宜。 1.伸縮齒2.滾筒3.偏心滾筒4.拾起的殘膜5.土壤 圖1伸縮桿齒撿拾機構(gòu)示意圖 2>彈齒式拾膜部件<圖2>由地輪帶動收膜彈齒工作,結(jié)構(gòu)簡單,殘膜收凈率高。機構(gòu)中需要一個控制收

9、膜彈齒工作位置的曲線軌跡滑道便于脫膜,因而給制造帶來一定的困難,同時,該種收膜部件也無法實現(xiàn)殘膜與雜草的分離。如東北農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的QS-2型秋后殘膜回收機,殘膜收凈率90%,生產(chǎn)率在0.3hm2/h,配套動力為13.2kw小四輪拖拉機。根據(jù)理論計算與試驗驗證[9],在考慮殘膜拉伸率及地輪下陷和滑移的情況下,挑膜彈齒與行走地輪間的最佳速比應(yīng)為1.64左右為宜。該速比剛好將挑起的殘膜拉緊,不易被推起的土壤壓住,且收起的殘膜較干凈。 1.彈齒輪2.滑道3.彈齒4.殘膜5.土壤 圖2彈齒式拾膜部件示意圖 3>鏟式起茬收膜部件<圖3>其在起茬的同時將殘膜一起鏟起經(jīng)輸送帶送入鼠籠式旋轉(zhuǎn)滾筒進行土

10、茬分離,結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠,收凈率高,但其對土壤的性能有一定的要求,且收起的殘膜與作物的根茬混合在一起,會給殘膜的再生利用帶來困難。如商都牧機廠研制的1MC-70型地膜回收起茬機[10],殘膜與根茬收凈率90%,生產(chǎn)率在0.2～0.3hm2/h,配套動力為11.03kw小四輪拖拉機,起茬起膜深度8～10cm,機組作業(yè)速度3～4km/h。 1.土壤2.起膜鏟3.殘膜4.輸送帶5.滾筒 圖3鏟式起膜部件示意圖 4>輪齒式收膜部件<圖4>該種收膜機構(gòu)采用苗期收膜機的收膜部件,靠收膜輪與地面的摩擦力轉(zhuǎn)動收膜,結(jié)構(gòu)簡單,收起的殘膜比較干凈,便于殘膜的再生利用,特別適宜撿拾玉米、高粱等有硬根茬地

11、的秋后殘膜回收,對于破損不嚴(yán)重的殘膜收凈率比較高,具有很大的應(yīng)用前景,對于厚度在0.008mm以上的標(biāo)準(zhǔn)地膜,該機構(gòu)是一種比較理想的殘膜回收機構(gòu)。如東北農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的小型殘膜回收機,采用該收膜部件,在地膜破損不嚴(yán)重的情況下,殘膜收凈率90%左右,生產(chǎn)率在0.2～0.3hm2/h,配套動力為11.03kw小四輪拖拉機。 1.輪2.拾膜齒3.殘膜4.土壤 圖4輪齒式收膜部件示意圖 5>齒鏈?zhǔn)绞漳げ考?圖5>其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,加工制造方便,既可用于苗期收膜,也可用于秋后收膜,該結(jié)構(gòu)的最大特點是由于其整個結(jié)構(gòu)可以向縱向設(shè)置,可以前置,有利于整地復(fù)式作業(yè)[11]。如20XX由石河子大學(xué)機械電氣

12、工程學(xué)院王吉奎副教授設(shè)計的SMS－1500型秸稈粉碎與殘膜回收機。就是新型后置鏈齒殘膜回收機。該機作業(yè)效率高能耗小在作業(yè)速度為5～5.5km/h時殘膜回收率大于90％。后置鏈齒耙式殘膜回收裝置可將殘膜自下而上成片揭起殘膜破碎小收起的殘膜含雜少大容積殘膜箱可減少卸膜次數(shù)提高作業(yè)效率回收后的殘膜便于集中堆放[12]。 1.齒鏈彈齒2.控制滑道3.殘膜4.膜箱及托膜齒5.土壤 圖5齒鏈彈齒式收膜部件示意圖 3 結(jié)論 由于技術(shù)及國情的原因,可降解地膜短時期還難以在農(nóng)業(yè)面積推廣,而今后相當(dāng)長一段時間,農(nóng)業(yè)上仍然使用著大量的塑料地膜,根據(jù)我國目前的科技水平和經(jīng)濟條件,采用機械化清除殘膜是比較現(xiàn)

13、實的,同時考慮到提高機具的使用效率,降低作業(yè)成本,減少機具的下地次數(shù),應(yīng)大力研制發(fā)展耕整地與收膜聯(lián)合作業(yè)的機具。 另一方面殘膜回收機的推廣使用還有賴于殘膜的再生利用。由于回收殘膜在短期沒有直接的經(jīng)濟效益,所以殘膜回收機械難以被人們接受。因此,發(fā)展殘膜回收機械除了要和常規(guī)作業(yè)結(jié)合起來發(fā)展殘膜回收聯(lián)合作業(yè)機,研制生產(chǎn)性能可靠、結(jié)構(gòu)簡單的機具之外,應(yīng)狠抓殘膜的再生利用,用農(nóng)民銷售殘膜得到的效益來推動殘膜回收機具的使用和發(fā)展。只有這樣,才能帶動殘膜回收機械的發(fā)展,形成地膜使用、殘膜回收和殘膜再生中利用的良性循環(huán)。 總之,研制發(fā)展殘膜回收機既具有明顯的經(jīng)濟效益,又具有巨大的社會效益。

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