残膜回收机的设制及试验

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引言地膜覆盖技术是我国北方广泛使用的一项农业技术。地膜覆盖技术可提高地温，灭除杂草，提高作物的抗旱能力，保持土壤结构，具有显著的增产效果［1-2］。然而，在地膜覆盖技术应用地区，随着铺膜年限的增加，残留在耕层中的残膜形成阻隔层，将改变土壤的物理结构，阻碍了土壤的水、肥、气和热循环，已严重影响了作物正常的生长与发育。我国的农用地膜主要是难以降解的聚氯乙烯塑料薄膜，自然降解需200～400年，试验表明，连续覆盖年数越多，土壤耕层地膜残留量越多，作物减产幅度越大［3-5］。可见，残膜长期得不到有效回收，将会造成我国农业生态环境的恶化，严重威胁着我国农业的可持续发展［6］。目前，用于苗期、秋后和春播前进行残膜回收的残膜回收机机型已有近20种，包括伸缩耙指式、抖动链式和滚筒式。因作物生长于膜上，机具作业残膜在植株的作用下容易断裂，再加之机具可靠性差等原因，因而没有大量推广使用［7-11］。随着新疆棉花全程机械化作业的不断推进，棉花机械化采收已成为一种趋势，因采棉机工作时，是利用采摘头和气流配合进行棉花的采摘，在作业过程中，会有碎膜混入采收的棉花中，严重影响棉花品质，也使得中期残膜回收机不能大面积推广。其中，边膜埋于土壤中较深，作物灌溉和泥沙沉积使土壤质地变硬是导致各种残膜回收机作业效率低、残膜回收率不高的主要原因。鉴于上述原因，课题组研制了边膜残膜回收机，用于回收边膜，为后续的人工或其他残膜回收机的作业创造良好的条件。

1总体设计与作业原理

1.1总体设计

边膜残膜回收机采用拖拉机悬挂作业，在作物生长中期或收获后完成边膜的回收作业。该机具主要由机架、护苗装置、切膜装置、起膜装置、钉齿卷膜辊和仿形机构等组成，如图1所示。

1.2作业原理

机具与拖拉机3点悬挂联接，作业时，拖拉机液压系统置于浮动状态，滑板仿形机构7在作物连接行中滑动，起支撑机具，并随地形变化的仿形作用;切膜装置3在护苗板2的保护下于距作物根茎20mm处将地膜切开;起膜铲4入土，将边膜铲起，清除边膜覆土，将边膜置于地表;在钉齿卷膜辊6的作用下，边膜缠卷于钉齿卷膜辊中，随着机具的前进，边膜缠卷得越来越多，到地头将卷膜辊上联接板打开，清除卷膜辊上缠卷的边膜，完成边膜回收作业。

2关键装置的设计

2.1护苗装置

作业过程中，保证切膜装置距作物根茎20mm，且不伤苗。为此，采用弹簧式护苗板，当苗株接触护苗板时，在弹簧的弹力作用下，将苗株推开，保护苗株不受损，如图2所示。

2.2切膜装置

考虑沙土地土质松软和地膜的物理特性，在切膜中不容易把膜切断，使地膜发生拉长变形不利于边膜的回收，切膜圆盘设计成齿形，减少切盘与地膜的接触面积，增大了切割力，如图3所示。

2.3收膜装置

机具在工作时，钉齿卷膜辊随着机具前行，边膜不断缠绕在卷膜辊上，机具作业时间越长，边膜缠绕在辊上的残膜越紧，使卸膜很困难。为保证机具连续稳定地进行作业，卷膜辊设计成中间活动铰链联接，当铰链打开时，残膜松弛地缠绕在卷膜辊上，便于残膜从卷膜辊中卸下，如图4所示。

3田间性能试验

3.1试验地点与时间

机具试验地点为新疆生产建设兵团农1师12团棉田，选取棉田两块，分别是滴灌棉田和传统漫灌棉田，分别测得土壤容积含水率15.5%和28.4%，土壤坚实度2.251MPa和2.874MPa，棉田长度均为0.8km。试验时间为2011年6月28日，均已进行第一遍灌溉。具体指标的测定方法参照农业部行业标准NYT1227—2006《残地膜回收机作业质量》。

3.2试验方法

在两种浇灌棉田区域任意选取4行，每行分5个试验区，长100m，进行试验作业。试验完成后，在每个试验区内，把未回收的边膜进行人工捡拾清理，并进行称质量记录。边膜收净率为:其中，回收边膜质量和未回收的边膜质量均为清洗干净晾晒后进行称量的质量。从表1可知，滴灌棉田平均边膜收净率为95.50%，漫灌棉田平均边膜收净率为93.00%，总体平均收净率为94.25%。

4影响试验结果的因素分析

通过试验发现，土壤的含水率是影响机具边膜回收率的主要因素之一。当机具工作棉田含水率过大时，土壤与边膜粘结在一起，土膜不易分离，造成卷膜辊漏扎，致使边膜回收率下降。

5结论

边膜残膜回收机是一种新型农业机械，可在作物生长中期、收获后对膜进行回收，收净率达94.25%，该机具可有效清理边膜，为后续人工揭膜或机械化回收残膜创造了良好的作业条件，提高了残膜回收率;机具操作简单，工作可靠，是农业生产中急需的机型。