棉花秸稈機械化處理與殘膜同步回收技術與應用優勢

(哈密市伊州區農業農村技術推廣中心，新疆 哈密 839000)

0 引言

棉花是新疆地區重要的經濟作物，也是國際知名的新疆特產，新疆地區的棉花作物不僅產量高，而且棉花品質也十分優異，適合生活用品和生產過程使用。新疆地區的棉花種植主要采用地膜覆蓋的栽培方法，經過常年探索，地膜覆蓋技術已經十分成熟，具有優化棉花生長環境、提高棉花產量、節約灌溉用水、減少病蟲害等眾多優勢，為新疆地區棉花的穩定產出提供了有力保證。地膜覆蓋栽培技術推廣的同時，棉花收獲后的殘膜處理問題也成為了棉花生產長久合理運行的主要影響問題。現階段，利用農業機械設備實施殘膜高效率、高質量回收是降低殘膜污染、優化棉花生產環境的重要手段，機械化殘膜回收工作的合理開展已成為棉花全程機械化生產的重要工序。

1 秸稈處理與殘膜同步回收的合理性

近年來，隨著棉花產業的進一步擴大和機械化生產的逐步推廣，新疆地區地膜使用量進一步增長，導致耕地中殘留的地膜問題進一步凸顯，如圖1所示。地膜存留影響了棉花的播種和根系生長，也同時影響著灌溉效果和施肥質量，并對農田周邊的自然環境產生了較大的影響，因此合理實施殘膜回收工作意義重大。從多年生產實踐經驗來看，將秸稈粉碎處理與殘膜回收在機械功能上進行整合，能夠顯著提高工作效率，并減少機械化作業對環境產生的影響[1]。

圖1 棉田中存在的殘膜

1.1 殘膜回收時期的確定

新疆地區棉田殘膜回收可實施的時期包括苗期、播前整地期和收獲后期三個階段，根據現階段普遍實施的農藝技術來看，在棉花生產的苗期，大部分農田灌溉采用膜下滴灌技術，導致這一時期難以采用機械化設備實施大面積的殘膜回收作業；而播前整地期的機械化作業任務相對繁重，且經過耕整地作業后殘膜進一步被破碎，回收難度加大，會造成回收率降低、工作量大等很多問題；在收獲后期，農田中的地膜處于十分完整的狀態，適合機械化的高效率回收作業。

1.2 秸稈處理方式的確定

從近年來新疆地區對于棉花秸稈的處理來看，秸稈粉碎還田是經濟性較好的一種處理方式，一方面為適應秸稈合理利用的政策要求，秸稈就地還田能顯著節省秸稈打捆、運輸、再加工等很多費用，并避免了秸稈處理不當造成的資源浪費與環境污染；另一方面，粉碎還田的秸稈能夠通過降解作用有效培肥地力，使土壤中的氮磷鉀等營養元素和有機質、微生物等含量都顯著提升，有效節省化肥施用量，減少施肥作業造成的環境污染，提高棉花的產出品質。

1.3 秸稈處理與殘膜同步回收

綜合來看，收獲后期進行殘膜回收機械化作業的最大阻礙在于耕地中殘存大量的秸稈，這直接影響殘膜的回收效率和回收質量。而秋季棉花收獲后正是秸稈機械化粉碎處理的良好時機，這與殘膜回收的最佳時機高度重合。在機械化作業過程中，為避免秸稈機械化粉碎造成地膜覆蓋或地膜破碎，或因地膜回收造成秸稈傾倒難以粉碎，通過機械裝備一次性完成秸稈粉碎和地膜回收工作是現階段最可行的措施。

2 秸稈機械化處理與殘膜同步回收技術

棉花秸稈機械化處理與殘膜同步回收技術實施，主要是將傳統的棉花秸稈粉碎機與殘膜回收設備進行功能整合，大多數機型仍然采用拖拉機背負式作業的形式。將新型秸稈粉碎殘膜回收機與拖拉機裝配后，通過拖拉機提供機具行駛和運轉的動力，根據拖拉機的動力性不同，所配套的秸稈粉碎殘膜回收機的幅寬與體積也存在一定差異。圖2為新疆科神4JMS-2.0型殘地膜回收與秸稈還田聯合作業機，可用于棉花秸稈粉碎與殘膜同步回收作業，設備的主要結構和功能部件包括，秸稈喂入與切碎還田裝置、殘膜收集與存儲裝置、動力傳遞結構與機具架體及護罩等。通常情況下，根據棉花品種的不同，秸稈粉碎裝置多采用錘片式粉碎器或圓盤式粉碎器；殘膜回收裝置包括松土鏟、摟膜結構、脫膜結構、殘膜箱等。

圖2 新疆科神4JMS-2.0型殘地膜回收與秸稈還田聯合作業機

在實際作業過程中，秸稈粉碎與殘膜回收裝置的運轉動力由拖拉機提供，其中包括了動力輸出軸提供的運轉力和液壓系統提供的調整力，機具的傳動系統將拖拉機輸出的動力轉化成為適宜的轉速后供秸稈切割和殘膜回收作業使用。在實際作業過程中，拖拉機需要沿著覆膜方向前進，機具前方結構將秸稈扶正并喂入到秸稈粉碎裝置內部，切刀裝置將棉花秸稈沿根部切斷，并通過輸送鏈將其輸送到切刀裝置，由切刀裝置將其切割成為小于10 cm的秸稈段，并將切碎后的秸稈輸送到機具的一側，從而實現秸稈轉移，使其離開待回收的地膜行。秸稈粉碎的同時，殘膜回收裝置一邊將地表土壤松動，一邊利用摟膜結構將地表殘膜揭起，揭起后的殘膜被輸送至殘膜箱。為避免地表殘膜對運轉機具產生纏繞，殘膜回收裝置多數設計了防纏繞裝置和仿形結構，既避免纏繞問題，又減少殘膜輸送過程的破碎問題。

3 秸稈與殘膜同步處理的技術優勢

3.1 省工省時

將秸稈粉碎與殘膜回收的機械化作業步驟進行整合，不僅使兩種機械化作業的工作實現了一次性完成，更消除了二者作業過程對彼此間產生的不利影響。也就是說聯合作業的形式避免了秸稈粉碎過程對殘膜的破壞，也避免了殘膜回收對秸稈的壓倒，使總體的作業效率提高了2.5～3倍，人力作業負擔也顯著降低[2]。

3.2 優化生產環境

聯合作業的形式有效實現了現階段最科學、最合理的兩項生產技術的整合，使秸稈還田與殘膜回收實現統一技術途徑的普及。二者同時實施使農業耕地環境得到顯著優化，一方面減輕了殘膜造成的土壤退化問題；另一方面實現了借助秸稈培肥地力的目標，有利于棉花生產的長期可持續發展。

3.3 節約生產成本

從購機方面來看，聯合作業機型相對于多種機型的全部購置能有效節約成本。且從使用過程來看免去了不同機型與拖拉機反復拆裝的過程，使用效率顯著提高。加之作業過程耗時少，所需承擔的人工雇用成本明顯降低，長期經營成本消耗得到了有效控制。

4 結語

從現階段新疆地區的棉花生產情況來看，秸稈還田和殘膜處理是應當快速普及和實施的關鍵技術，利用農業機械產品的功能整合將秸稈還田和殘膜處理實現一次性作業，具有顯著的生產意義和環境意義，對于棉花生產機械化的提升具有積極的促進作用，并使機械化生產的合理性得到了有效改善。

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