棉花秸秆机械化处理与残膜同步回收技术与应用优势

(哈密市伊州区农业农村技术推广中心，新疆 哈密 839000)

0 引言

棉花是新疆地区重要的经济作物，也是国际知名的新疆特产，新疆地区的棉花作物不仅产量高，而且棉花品质也十分优异，适合生活用品和生产过程使用。新疆地区的棉花种植主要采用地膜覆盖的栽培方法，经过常年探索，地膜覆盖技术已经十分成熟，具有优化棉花生长环境、提高棉花产量、节约灌溉用水、减少病虫害等众多优势，为新疆地区棉花的稳定产出提供了有力保证。地膜覆盖栽培技术推广的同时，棉花收获后的残膜处理问题也成为了棉花生产长久合理运行的主要影响问题。现阶段，利用农业机械设备实施残膜高效率、高质量回收是降低残膜污染、优化棉花生产环境的重要手段，机械化残膜回收工作的合理开展已成为棉花全程机械化生产的重要工序。

1 秸秆处理与残膜同步回收的合理性

近年来，随着棉花产业的进一步扩大和机械化生产的逐步推广，新疆地区地膜使用量进一步增长，导致耕地中残留的地膜问题进一步凸显，如图1所示。地膜存留影响了棉花的播种和根系生长，也同时影响着灌溉效果和施肥质量，并对农田周边的自然环境产生了较大的影响，因此合理实施残膜回收工作意义重大。从多年生产实践经验来看，将秸秆粉碎处理与残膜回收在机械功能上进行整合，能够显著提高工作效率，并减少机械化作业对环境产生的影响[1]。

图1 棉田中存在的残膜

1.1 残膜回收时期的确定

新疆地区棉田残膜回收可实施的时期包括苗期、播前整地期和收获后期三个阶段，根据现阶段普遍实施的农艺技术来看，在棉花生产的苗期，大部分农田灌溉采用膜下滴灌技术，导致这一时期难以采用机械化设备实施大面积的残膜回收作业；而播前整地期的机械化作业任务相对繁重，且经过耕整地作业后残膜进一步被破碎，回收难度加大，会造成回收率降低、工作量大等很多问题；在收获后期，农田中的地膜处于十分完整的状态，适合机械化的高效率回收作业。

1.2 秸秆处理方式的确定

从近年来新疆地区对于棉花秸秆的处理来看，秸秆粉碎还田是经济性较好的一种处理方式，一方面为适应秸秆合理利用的政策要求，秸秆就地还田能显著节省秸秆打捆、运输、再加工等很多费用，并避免了秸秆处理不当造成的资源浪费与环境污染；另一方面，粉碎还田的秸秆能够通过降解作用有效培肥地力，使土壤中的氮磷钾等营养元素和有机质、微生物等含量都显著提升，有效节省化肥施用量，减少施肥作业造成的环境污染，提高棉花的产出品质。

1.3 秸秆处理与残膜同步回收

综合来看，收获后期进行残膜回收机械化作业的最大阻碍在于耕地中残存大量的秸秆，这直接影响残膜的回收效率和回收质量。而秋季棉花收获后正是秸秆机械化粉碎处理的良好时机，这与残膜回收的最佳时机高度重合。在机械化作业过程中，为避免秸秆机械化粉碎造成地膜覆盖或地膜破碎，或因地膜回收造成秸秆倾倒难以粉碎，通过机械装备一次性完成秸秆粉碎和地膜回收工作是现阶段最可行的措施。

2 秸秆机械化处理与残膜同步回收技术

棉花秸秆机械化处理与残膜同步回收技术实施，主要是将传统的棉花秸秆粉碎机与残膜回收设备进行功能整合，大多数机型仍然采用拖拉机背负式作业的形式。将新型秸秆粉碎残膜回收机与拖拉机装配后，通过拖拉机提供机具行驶和运转的动力，根据拖拉机的动力性不同，所配套的秸秆粉碎残膜回收机的幅宽与体积也存在一定差异。图2为新疆科神4JMS-2.0型残地膜回收与秸秆还田联合作业机，可用于棉花秸秆粉碎与残膜同步回收作业，设备的主要结构和功能部件包括，秸秆喂入与切碎还田装置、残膜收集与存储装置、动力传递结构与机具架体及护罩等。通常情况下，根据棉花品种的不同，秸秆粉碎装置多采用锤片式粉碎器或圆盘式粉碎器；残膜回收装置包括松土铲、搂膜结构、脱膜结构、残膜箱等。

图2 新疆科神4JMS-2.0型残地膜回收与秸秆还田联合作业机

在实际作业过程中，秸秆粉碎与残膜回收装置的运转动力由拖拉机提供，其中包括了动力输出轴提供的运转力和液压系统提供的调整力，机具的传动系统将拖拉机输出的动力转化成为适宜的转速后供秸秆切割和残膜回收作业使用。在实际作业过程中，拖拉机需要沿着覆膜方向前进，机具前方结构将秸秆扶正并喂入到秸秆粉碎装置内部，切刀装置将棉花秸秆沿根部切断，并通过输送链将其输送到切刀装置，由切刀装置将其切割成为小于10 cm的秸秆段，并将切碎后的秸秆输送到机具的一侧，从而实现秸秆转移，使其离开待回收的地膜行。秸秆粉碎的同时，残膜回收装置一边将地表土壤松动，一边利用搂膜结构将地表残膜揭起，揭起后的残膜被输送至残膜箱。为避免地表残膜对运转机具产生缠绕，残膜回收装置多数设计了防缠绕装置和仿形结构，既避免缠绕问题，又减少残膜输送过程的破碎问题。

3 秸秆与残膜同步处理的技术优势

3.1 省工省时

将秸秆粉碎与残膜回收的机械化作业步骤进行整合，不仅使两种机械化作业的工作实现了一次性完成，更消除了二者作业过程对彼此间产生的不利影响。也就是说联合作业的形式避免了秸秆粉碎过程对残膜的破坏，也避免了残膜回收对秸秆的压倒，使总体的作业效率提高了2.5～3倍，人力作业负担也显著降低[2]。

3.2 优化生产环境

联合作业的形式有效实现了现阶段最科学、最合理的两项生产技术的整合，使秸秆还田与残膜回收实现统一技术途径的普及。二者同时实施使农业耕地环境得到显著优化，一方面减轻了残膜造成的土壤退化问题；另一方面实现了借助秸秆培肥地力的目标，有利于棉花生产的长期可持续发展。

3.3 节约生产成本

从购机方面来看，联合作业机型相对于多种机型的全部购置能有效节约成本。且从使用过程来看免去了不同机型与拖拉机反复拆装的过程，使用效率显著提高。加之作业过程耗时少，所需承担的人工雇用成本明显降低，长期经营成本消耗得到了有效控制。

4 结语

从现阶段新疆地区的棉花生产情况来看，秸秆还田和残膜处理是应当快速普及和实施的关键技术，利用农业机械产品的功能整合将秸秆还田和残膜处理实现一次性作业，具有显著的生产意义和环境意义，对于棉花生产机械化的提升具有积极的促进作用，并使机械化生产的合理性得到了有效改善。

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