又快到棉花地里鋪地膜的時(shí)節(jié)。
上一年秋冬，羊群呼嘯而過(guò)的棉花地里，雖然棉花早已收割完畢，但白茫茫的地膜上露出一個(gè)個(gè)羊蹄子踩破的“小土洞”，疾風(fēng)一吹，被撕成一段段破塑料條。農(nóng)機(jī)手見(jiàn)了直搖頭，“這樣的地膜可不好回收”。
然而，新疆庫(kù)爾勒的農(nóng)戶(hù)，今年卻沒(méi)有這重焦慮。當(dāng)?shù)卣胍豢钚碌臍埬せ厥諜C(jī)，“從前用的設(shè)備，一把摟上來(lái)的除了地膜，還有秸稈、土，而它真的做到了‘膜歸膜、土歸土、秸稈粉碎還田’?！碑?dāng)?shù)氐囊幻甯刹颗d奮地說(shuō)。
不久前，中央一號(hào)文件提出，加快先進(jìn)農(nóng)機(jī)研發(fā)推廣。研發(fā)一款殘膜回收率高的農(nóng)機(jī)，整治土地里的白色污染，是中國(guó)工程院院士、石河子大學(xué)教授陳學(xué)庚晚年的最大牽掛之一。如今，這一牽掛正在兌現(xiàn)當(dāng)中。
陳學(xué)庚院士（左二）在田間地頭指導(dǎo)秸稈粉碎還田殘膜回收機(jī)改進(jìn)性能。 受訪(fǎng)者供圖
團(tuán)隊(duì)研發(fā)的秸稈粉碎還田殘膜回收機(jī)在新疆沙灣縣作業(yè) 受訪(fǎng)者供圖
打破“無(wú)機(jī)好用”的僵局
農(nóng)機(jī)在田里作業(yè)，四周風(fēng)塵仆仆。
白色的殘膜在機(jī)器的推動(dòng)下，老老實(shí)實(shí)地捆綁成了一卷。機(jī)器像個(gè)“吃”秸稈的“怪獸”，把秸稈嚼碎了，再“吐”回機(jī)器的側(cè)邊位置。所到之處，所向披靡，一口氣解決了回收殘膜、秸稈粉碎還田、保持水土三大問(wèn)題。
“機(jī)器怎么樣？”
“一天完成了200多畝?！?/p>
“干得漂亮！”
和農(nóng)機(jī)手的一番對(duì)話(huà)，讓陳學(xué)庚倍感欣慰。
說(shuō)起地膜，農(nóng)戶(hù)“又愛(ài)又恨”。
目前，我國(guó)地膜每年使用量約143.7萬(wàn)噸、覆蓋面積高達(dá)2.8億畝，兩項(xiàng)指標(biāo)均為世界第一。尤其是在西北地區(qū)種植棉花、玉米、土豆等農(nóng)作物，不使用地膜，產(chǎn)量很低。
然而，地膜難以降解，經(jīng)過(guò)風(fēng)化后難以回收。新疆等西北地區(qū)土壤中的殘膜超過(guò)了國(guó)家頒布土壤殘存標(biāo)準(zhǔn)5倍以上，嚴(yán)重影響了作物的水分、營(yíng)養(yǎng)吸收。農(nóng)戶(hù)承包的土地，通常過(guò)幾年會(huì)轉(zhuǎn)讓給他人，對(duì)于地膜殘留的處理，積極性并不高。
如何提高回收率、降低含雜率，讓一年一鋪的地膜“不欠新賬，逐年還老賬”，成為政府最關(guān)心的事。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國(guó)家發(fā)展改革委等六部委聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于加快推進(jìn)農(nóng)用殘膜污染防治的意見(jiàn)》，要求到2025年，地膜殘留實(shí)現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)，農(nóng)田白色污染得到有效控制。
如果只有一畝地靠一人、一把靶子就可以清理干凈地膜，可一旦這個(gè)數(shù)字是50畝、500畝，就不是簡(jiǎn)單的人力所能為了。智能化、機(jī)械化成為殘膜回收的不二選擇。
“盡管?chē)?guó)外有成熟的殘膜回收機(jī)，但我國(guó)依然陷入‘無(wú)機(jī)好用’的困境中。”江蘇大學(xué)經(jīng)濟(jì)作物機(jī)械化研究院執(zhí)行院長(zhǎng)王新忠說(shuō)，日本、美國(guó)的地膜標(biāo)準(zhǔn)是0.02～0.08毫米，我國(guó)農(nóng)業(yè)部推廣的地膜標(biāo)準(zhǔn)不小于0.01毫米，國(guó)外殘膜回收機(jī)并不適用于我國(guó)的地膜回收。而實(shí)際中，為了省錢(qián)，農(nóng)民更愿意選擇0.006毫米—0.008毫米的地膜。這種地膜更易老化破碎和撕爛，無(wú)形中加大了回收的難度。
光是新疆本地，就有不下30家企業(yè)加入到農(nóng)機(jī)競(jìng)爭(zhēng)行列。絕大部分農(nóng)機(jī)達(dá)到80%的地膜回收率并不難，難就難在含雜率過(guò)高，撿上來(lái)的地膜、秸稈、土混雜在一起，“這樣回收來(lái)的地膜，不僅難以實(shí)現(xiàn)地膜的二次利用，久而久之還將造成水土流失?！蓖跣轮腋嬖V《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。還有一些殘膜回收機(jī)的可靠性、穩(wěn)定性較差，用著用著直接壞在地里。
東西合力打造好農(nóng)機(jī)
2017年，陳學(xué)庚便盯上了這一田間地頭的難題。
年逾70的他，每天都在尋找解決殘膜回收新技術(shù)、方案。大年初一，團(tuán)隊(duì)成員給他拜年，結(jié)果秒變?yōu)榉桨赣懻摃?huì)。新疆紫外線(xiàn)強(qiáng)烈，忙起來(lái)他顧不上戴帽子，就一頭扎進(jìn)了塵土飛揚(yáng)的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。
4年后，由石河子大學(xué)、江蘇大學(xué)組建研發(fā)團(tuán)隊(duì)和常州漢森機(jī)械股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)漢森）聯(lián)合研發(fā)高效智能秸稈粉碎還田殘膜回收機(jī)，正式推向了市場(chǎng)。
“陳院士就像一座標(biāo)桿一樣，帶領(lǐng)著所有人前進(jìn)?！蓖跣轮艺f(shuō)。為了追求性能的極致，東部、西部三個(gè)團(tuán)隊(duì)就像候鳥(niǎo)一樣，春秋時(shí)節(jié)準(zhǔn)時(shí)發(fā)生“遷徙”。算到如今，產(chǎn)品已經(jīng)迭代了四五代。
經(jīng)過(guò)多年的努力，聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新研發(fā)了擺齒清潔高效撿拾、雙曲柄震動(dòng)清雜、無(wú)芯多帶打包、柔性差速傳動(dòng)、撿拾與作業(yè)速度一體化協(xié)同控制等關(guān)鍵技術(shù)。在大量核心技術(shù)專(zhuān)利的驅(qū)動(dòng)下，當(dāng)季棉花殘膜最終實(shí)現(xiàn)了回收率≥90%，作業(yè)效率≥15畝/時(shí)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。
它有哪些與眾不同之處呢？
王新忠告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，殘膜回收機(jī)每拾起一張地膜，不清除夾帶而來(lái)的土、棉稈枝葉，卷到一定程度機(jī)器就會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)不下去。為此，他們?cè)趽焓版湹那懊嬖O(shè)計(jì)了清雜滾筒，通過(guò)內(nèi)圈、外圈兩種不同速度傳送，把雜質(zhì)橫向輸送到機(jī)器側(cè)面。這正是該殘膜回收機(jī)含雜率低的“奧秘”，也是區(qū)別于同類(lèi)產(chǎn)品的鮮明特點(diǎn)之一。
這款殘膜回收機(jī)的撿拾部件上布滿(mǎn)了帶釘齒的鏈條，這一摩擦釘齒鏈系國(guó)際首創(chuàng)的專(zhuān)利技術(shù)。鏈條外面包裹著橡膠，與傳統(tǒng)的鏈條相區(qū)別，被稱(chēng)為“柔性鏈條”。摩擦釘齒鏈究竟是做什么用的呢？
新疆土壤有多種類(lèi)型，有的地里石頭多、有的沙土多，還有的粘成了硬土塊。特別是遇到石頭，普通鏈條遇阻，過(guò)大的沖擊力可能把鏈條沖斷。而柔性鏈條吸收了沖擊力后，可跳過(guò)石頭繼續(xù)傳動(dòng)，“鏈條的壽命、可靠性都優(yōu)于普通鏈條，目前新疆市場(chǎng)只有我們?cè)谑褂眠@項(xiàng)技術(shù)”。常州漢森股份有限公司總工程師莫毅松說(shuō)。
被認(rèn)定為“免檢”產(chǎn)品
100畝地塊，從一頭到另一頭，足足有一公里之長(zhǎng)。新疆地勢(shì)平坦、開(kāi)闊，大面積承包土地是當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)的慣例。
從前一些農(nóng)機(jī)手玩貓膩，前、后50至100米撿拾釘?shù)娜胪辽疃瓤蛇_(dá)五公分，中間段卻只有三四公分?！巴倒p料”為的是提高速度，入土淺原來(lái)8公里/時(shí)可提高到10公里/時(shí)，但留在地里的殘膜也更多了，前后端回收率可達(dá)80%，中間段只有30%-40%。
而這款殘膜回收機(jī)只要一入土，從始至終入土深度都是一致的。這讓發(fā)放政府補(bǔ)貼的村委會(huì)很安心?！敖?jīng)銷(xiāo)員回來(lái)跟我們說(shuō)，別的機(jī)器拾過(guò)的地，政府要檢查回收率才會(huì)發(fā)放補(bǔ)貼，而我們的產(chǎn)品由于有了這項(xiàng)技術(shù)，直接被認(rèn)定為‘免檢’產(chǎn)品?！蹦闼膳d奮地說(shuō)。
“機(jī)器的回收率高、含雜率低，能夠進(jìn)行二次加工、資源再利用，且性能穩(wěn)定，才有進(jìn)一步推廣的價(jià)值?！蹦闼烧f(shuō)。
目前，這款殘膜回收機(jī)已在新疆5個(gè)市（州）及兵團(tuán)試用推廣，示范推廣面積累計(jì)超20多萬(wàn)畝，所到之處迅速占領(lǐng)了當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)，成為越來(lái)越多地方部門(mén)的指定推廣產(chǎn)品。
走出新疆，高效智能殘膜回收裝備還可以適用于哪些地區(qū)？莫毅松告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，主要應(yīng)用于我國(guó)殘膜污染重點(diǎn)區(qū)域，除了新疆之外，還有甘肅、內(nèi)蒙古、寧夏和青海等省份，可用于棉花、玉米、馬鈴薯等重點(diǎn)覆膜作物的地膜回收作業(yè)。此外，河南、山東等平作物種植地同樣可以推廣、使用。
“我們算過(guò)一筆賬。目前市場(chǎng)成熟產(chǎn)品保有量比較低。但未來(lái)十年殘膜回收機(jī)全國(guó)需求量超過(guò)十萬(wàn)臺(tái)、產(chǎn)值達(dá)上百億元，市場(chǎng)空間巨大。解決白色污染，需要全社會(huì)共同參與?！蹦闼扇缡钦f(shuō)。
文章來(lái)源：科學(xué)網(wǎng) 2023年2月26日
文章鏈接：https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/2/494704.shtm
