玉米地膜回收技术研究与环保建议

　　引言
　　
　　随着科学技术的不断进步，植物种植技术蓬勃发展起来，如大棚技术、杂交水稻技术及地膜技术等，从而打破了植物的生长时令限制，大大提升了粮食作物的产量［1］。玉米地膜是一种保障玉米生长的技术，具有多方面的作用，如保持土壤水分、提高土壤温度、避免害虫侵袭等。玉米收获之后，需要将玉米根茬和玉米地膜分离并且回收，降低玉米地膜的污染，实现玉米作物的良好生产。

　　在根茬处理方面，英国和美国研究根茬还田技术始于 20 世纪 30 年代，并且取得了一定的成果［2］。20世纪 70 年代，西欧国家( 如意大利、瑞士、丹麦等) 开始重视根茬的处理，先后建立了生物质颗粒燃料成型厂［3］。20 世纪 80 年代，东南亚国家也建立了多家碳化成型生产厂。我国从 20 世纪 70 年代开始，在充分引进国外技术的基础上进行了根茬粉碎还田方面的研究，一定程度上提高了根茬分离技术水平。

　　在玉米地膜回收方面，国内外开展了许多研究，大多是在玉米地膜高产栽培、废旧地膜的回收利用、促进农业发展等方面，并且研究出了相关的回收机具，一定程度上提升了玉米地膜回收技术［2 －3］; 但是，在研究的过程中没有考虑回收中环保的问题。

　　近年来，随着可持续发展理念的不断发展，人们越来越重视环保。本文主要分析了地膜回收技术，并在此基础上从环保角度出发，提出相关的建议，从而大大提高其经济效益、社会效益。

　　1 玉米根茬与地膜分离的必要性

　　玉米收获之后，需要将玉米根茬与玉米地膜分离开来，要求既不能损坏土壤结构，同时还要将地膜的损害降到最小。

　　1． 1 保证土壤种植效果的需要玉米根茬是玉米的副产品，同样属于一种资源，可将其转化成燃料，还可以将其当成一种饲料，甚至还可以作为一种建筑材料，具有良好的使用价值［4］。

　　玉米地膜则是为了保证玉米良好生长覆盖在土地表面上的一种薄膜，当玉米丰收之后需要对其进行回收。玉米根茬根部比较发达，占据的空间比较大，等玉米成熟之后，如果没有将它同地膜分离再进行回收，则会影响土壤的种植效果［5］。因此，必须要认真分析玉米根茬的特点，做好分离和回收，有效保障土壤结构。

　　1． 2 保护环境的需要玉米丰收之后，如果没有对玉米地膜进行回收或者是回收不彻底，会造成严重的污染［6］。①污染农田。如果玉米地膜没有得到良好的处理，由于其属于一种高分子的碳氢化合物，在自然条件下难以分解，所以对于农田来讲属于一种“潜在的危险”。此外，玉米残膜还会大大降低土壤的渗透性能，造成地下水难以下渗，不利于正常土壤结构的形成。②危害牲畜。

　　玉米残膜会与玉米根茬、青草等混合在一起，有些牲畜误吃之后会影响其消化，甚至造成牲畜的死亡。③污染生活环境。在玉米地膜回收中，如果没有处理好，会将玉米残膜弃于地头、林带等地方，当有大风吹过时会使其直接跑到电线杆、树梢等物体中，从而形成垃圾，污染生活环境，影响新农村建设。因此，必须将玉米根茬同玉米地膜分离，然后再进行回收［7 －8］。

　　1． 3 提高作用生产效率的需要玉米根茬分离回收之后，还具有多方面的作用，可以作为燃料、饲料、建筑材料等; 而玉米地膜回收之后，同样可以进行再利用［9］。因此，把玉米根茬与地膜分离回收之后，大大提升玉米作物的生产效率，这是实现可持续发展、构建环保社会的重要举措。根据对 60 户农民生产跟踪调查［13］结果得知，地膜玉米 5年累计平均每公顷产量为 11 073kg，市场平均价为1． 44 元 / kg，每公顷产值为 15 945 元，每公顷纯收入为 10 470 元; 露地玉米平均每公顷产量为 8 452． 5kg，每公顷产值为 12 165 元，每公顷纯收入为 7 665 元。

　　地膜玉米投入产出比为 1: 2． 91，露地玉米投入产出比为 1: 2． 7，地膜玉米比露地每公顷多投资 975 元，多收入 3 780 元，新增投入产出比为 1: 3． 88。

　　2 玉米地膜回收技术研究

　　玉米地膜回收技术主要是针对玉米地膜栽培技术逐渐发展起来的一种配套技术。其主要是借助一些机械方法，等玉米收获之后将残留在土壤地表上的破损地膜收集起来，属于一种机械化技术［10］。一般来讲，可以分为两个方面的内容: 一是苗期起膜; 二是玉米回收之后的清膜。就目前我国玉米地膜和残膜的回收来看，主要的回收技术有以下几种。

　　2． 1 苗期残膜回收机通常苗期地膜的完整性保持得比较好，出现老化的程度也比较轻，只有很少的土层积累于地膜之上［11］。因此，人们将这个时期看成是回收玉米地膜的最佳时机。在苗期地膜回收中，我国主要用到的有GSM － 130 残膜回收机、MSM － 1 残膜回收机及 4MSM－ 3 残膜回收机［12 －13］。

　　在使用这些机具时，主要的操作流程如下: 顺着机具前进的方向，起膜导轨通过相关操作，直接将寄存在土壤地表上的地膜向上挑起; 与此同时，起膜轮上的起膜杆齿就会直接顺势叉入地膜，并且在机具导轨的有力配合之下，直接向下向后进行输送; 等起膜杆齿将地膜送至卸膜之处时，就会通过卸膜叶轮中叶板的作用，把地膜搂下并且将地膜送至卷膜辊; 在地轮的带动作用下，可以把整幅地膜以一种平整的形式将其转到卷膜辊，从而有效回收玉米地膜［14］。

　　利用这种机型来回收玉米地膜，从理论上来讲，最大的特点就是可以直接将玉米地膜揭起来并且打成卷，因而出现二次污染的几率就会非常小，回收效率非常之高［15］。但是，由于玉米这种作物的株冠比较大，所以会限制作业速度的提高。此外，在铺膜时，为了便于后期的回收，要求在种行处做一些处理，即打出两排撕膜孔。经过相关实践证明，该方法同样具有以下困难: 一是执行难度比较大，同时还影响了玉米残膜的回收效果; 二是在玉米地膜的回收过程中，如果发生残膜断开的情况，不能马上实现残膜自动缠绕在卷膜辊上; 三是作业的过程中还存在卷膜辊与速度不匹配的情况，持续工作的可能性非常小［16 －17］。

　　2． 2 玉米收获后的地膜回收技术在玉米地膜回收中，由于苗期地膜回收机存在多方面的缺陷，因此有人将玉米地膜回收放在玉米收获之后。具体来讲，主要有以下几种作业机型。

　　2． 2． 1 结合作业残膜回收机在玉米地膜回收中，为了进一步提高残膜回收机的工作效率，可同其他农艺操作有机结合起来，如收膜整地多功能作业机等［18］。使用这些作业机来回收玉米地膜，具有以下特点: 一是在回收玉米地膜时，将残膜回收、整地、秸秆还田等操作结合起来，大大提升了农机具的操作效率，节约了大量的精力( 如秸秆还田) ，有效降低了劳动成本; 二是在玉米收获之后再进行地膜回收操作，不受其它农作物的影响，回收的难度相对来讲比较低。

　　秸秆切碎和残膜回收联合起来操作时，需要先将秸秆切碎，然后才可以对玉米地膜进行回收。因此，在秸秆切碎过程中很有可能造成地膜切碎。此外，对于切碎的秸秆，一般都是直接放置在机器的某一侧，所以就会给后期的地膜回收造成很大的困难。

　　对于收膜整地作业机来讲，此时的秸秆基本上已经被处理干净，理论上来讲应该是回收地膜的最佳时期; 但是这时的地膜经过较长时间的践踏，造成地膜出现撕裂、断条等情况的可能性非常大。相关实践证明: 当使用这种机型来回收玉米地膜时，回收率比较低，只有 87% 左右［19］。

　　2． 2． 2 残膜回收机在玉米地膜回收中，从严格意义上来讲上文所述的主要是地膜回收机。但是，对于寄存在地表上面以及那些埋入地下的残膜，则需要凭借残膜回收机的操作来完成回收工作，从而避免玉米残膜带来的一系列危害。就目前来看，使用的残膜回收机的机型比较多，但其工作原理大同小异。首先，利用铲类部件将压膜覆土直接铲起来( 有的是将捡膜齿轮直接插入地膜之中) ; 然后，与相关的输送装置形成良好的配合，将一些残膜直接挑起来并送至残膜回收机的集膜位置; 最后，由相关的卸膜辊类部件将收集的残膜搂下，完成了玉米残膜的回收。在残膜回收机中，根据工作方式可以将其分为轮齿式、偏心伸缩拔杆式及铲式等多种。

　　残膜回收机的优点主要表现为: 一是适应范围比较广泛，可以用于不同地表的地膜回收，而且还可以用于处理 10cm 以内的残膜回收; 二是不论是将它用于处理整条的地膜，还是用于断条的残膜，其回收效率都比较高，工作速度也比较快; 三是在回收玉米残膜时非常干净，基本上可以达到 90% 左右，并且耗费的动力比较少。但是，残膜回收机也有其缺点，那就是目前所用的地膜大多比较薄，所以在回收过程中会因为强度不够而影响作业效果。

　　2． 3 春播前收膜在玉米地膜的回收中，为了最大限度地减少残膜的在土壤中的遗存量，就可以选择在春播时期来回收地膜。因为此时土壤大多比较疏松，将残膜从土壤中分离出来的难度比较小，因此人们就研发出适合春播时期回收地膜的残膜回收机。这个季节由于大片的残膜都已经被回收，所以残留于地表的地膜比较少，大部分是埋在地下 20cm 以内的残膜，而且体积一般比较小［19］，因此回收难度比较大。

　　就目前情况来看，人们开发出来的机型主要有以下两种: 一是采用传统的搂耙式。这种方法主要是现将土壤中的残膜搂起来，然后将它们累积起来并堆在一起。其优点就是结构简单、消耗的动力非常少; 缺点是捡拾效果比较差; 遇上大风天气容易引起二次污染。二是运用气吸气吹式。该方法是先用挑膜轮等设备把残膜挑起来，然后再借助风机的相关作用将残膜吹入、吸入集膜网箱中。这种机具的优点是结构简单、可靠度比较高，尤其是回收小片残膜效果非常好;缺点是一般局限于回收寄存在地表上的残膜，如果残膜埋藏的深度太大，其分离的效果就比较差。

　　3 玉米地膜回收中的环保建议

　　3． 1 加强苗期回收我国所使用的地膜大多都比较薄，而且强度差，所以在后期的回收中难度比较大，而且会造成一些污染。因此，为了实现环保，需要加强苗期回收，大大降低地膜的残留，实现环保［20］。

　　3． 2 重视残膜回收在玉米地膜回收过程中，还要重视残膜回收，因为玉米残膜对环境的危害非常大，如污染农田、生活环境等。回收残膜能够大大降低二次污染。

　　4 结束语

　　综上所述，玉米是我国重要的作物之一，其根茬属于其副产品，具有多方面的价值。地膜则是为了保障玉米作物良好生长而覆盖在土壤表面的一种薄膜。

　　随着技术的不断发展，玉米地膜回收技术有了很大的进步。但是，考虑到我国的具体情况，应该要采取有力的措施，最大程度地提高机具的使用效率，降低成本，从而取得良好的经济效益。

　　参考文献:

　　［1］ 耿端阳，郭学团． 地膜/残膜回收技术［J］． 农机化研究，2009，31( 4) : 218 － 221，225．
　　［2］ 杨新义． 玉米根茬根土分离装置的设计与研究［D］． 长春: 吉林大学，2011．
　　［3］ 曾百功． 玉米根茬收集装置研制及关键机构机理分析［D］． 长春: 吉林大学，2013．
　　［4］ 武海燕，牟婷，夏兴成，等． 低坝地区玉米地膜全覆盖栽培技术要点［J］． 南方农业，2010( 5) : 38 －39．
　　［5］ 钟机． 地膜回收机械化技术［J］． 农村实用技术，2010( 10) : 56．