Review and Application Prospect of Agricultural Film for Protected Horticulture

The development of Chinese agriculture is now facing the grim situation of decreasing farmland area, increasing population and social demands, so the devel- opment of protected horticulture becomes necessary to solve the issue. This paper reviewed the characteristics of traditional horticulture films and application prospects of new functional films.

Practice and Exploration of Scientific Recycling of Agricultural Plastic Film in Nanchong City

Nanchong City is a major grain production city in Sichuan Province.The annual use of agricultural plastic film for grain and oil crop production and the amount of waste agricultural plastic film produced are very large.How to properly recycle agricultural plastic film and reduce the non-point source pollution of agricultural plastic film to agricultural environment has become an unavoidable subject of agricultural production in Nanchong City.In recent years,the scientific recycling of agricultural plastic film in Nanchong City has made great achievement.On the basis of statistical survey,this paper elaborated the main methods and results achieved,analyzed the existing problems,and came up with recommendations for the future work,in the hope of providing a reference for strengthening agricultural plastic film recycling in similar situations.

National mandatory standard on agricultural mulch film issued

The revised national mandatory standard on polyethylene blown mulch film for agricultural uses was officially issued in October 2017.The new standard defines the increase of the minimum thickness of mulch film,which can prevent the overuse of ultra-thin mulch film and promote the recycling and aging-resistance of mulch film,according to Sha Nansheng,Deputy-Director of Science and Technology Division,MIIT.

土壤废弃农膜综合治理考核体系建设与实践——以新疆生产建设兵团为例

为科学治理土壤废弃农膜,检验废弃农膜综合治理成效,构建了一套完备的新疆生产建设兵团(以下简称兵团)土壤废弃农膜治理考核体系,制定了各师年度考核目标任务,提出了土壤废弃农膜考核抽测全流程方法,形成了包括组织结构、财政补贴、回收利用、督促检查、受理举报、执法及宣传在内的考核评价指南,建立了包含基础支撑层、数据层、应用层和用户层4个方面的全流程信息化管理系统。实践结果表明:兵团土壤废弃农膜残留量明显降低,综合治理体系逐步完善,产业化发展模式基本形成。探索形成的该套覆盖废弃农膜综合治理考核全过程的技术体系和组织实施模式,可为其他地区废弃农膜综合治理成效评估提供参考和借鉴。

二阶钉齿链板式残膜回收装置设计与试验

针对新疆秋季棉田挑膜回收残膜机捡拾过程中撕裂地膜并使膜杂缠绕,并且在输送过程中膜杂混合物无法有效分层,造成膜杂分离效果差,地膜含杂率高的问题,该研究设计了一种二阶钉齿链板式残膜回收装置。该装置通过多齿协同作业实现整幅地膜连续捡拾、地膜逐阶铺展输送,达到回收过程中膜杂有效分层的效果;并设计了由23条钉齿链板纵向布置构成的收膜机构,确定了钉齿链板的结构与参数。进一步通过分析地膜被钉齿组挑起时的受力情况,明确了钉齿不撕裂地膜条件下相邻两条钉齿链板的间距为84 mm;确定了收膜机构中主、被动辊和脱膜圈的结构参数,各阶收膜机构输送倾角为:第一阶钉齿链板式收膜机构的输送倾角为125°;第二阶钉齿链板式收膜机构的输送倾角为105°。通过对收膜机构提升膜杂过程的运动学及动力学分析,确定了实现整膜连续捡拾和逐阶铺展输送的条件。最后试制样机,以机具作业速度为影响因素,以残膜回收率和回收地膜内的含杆率为试验指标,开展单因素试验。田间试验结果表明:机具作业速度范围在5.5~7.5 km/h之间时,均可实现整膜连续捡拾和逐阶铺展输送,机具平均残膜回收率为89.4%,平均含杆率为8.6%。回收地膜中含杆率明显降低,研究结果可为残膜回收机的设计提供参考。

西藏自治区农膜使用现状及对策建议

与国内其他省(区、市)相比,虽然西藏自治区农膜总用量不大,但农膜尤其是地膜顷均覆盖量位居全国前列。农膜的使用不仅扩大了可种植农作物的范围,而且对提高作物产量起到了积极的作用。然而,地膜等农膜在贡献积极效益的同时,也给耕地质量和生态环境造成了一定影响。通过深入分析西藏自治区农膜使用现状和回收利用情况,对未来整个自治区农膜回收利用工作提出了针对性的策略和建议。

新疆灌区农业节水发展现状与对策建议

水是新疆可持续发展的生命线,也是新疆农业发展的瓶颈。农业是新疆用水大户,占经济社会总用水量的90%以上,南疆农业用水占比更高。新疆节水潜力重点在农业,农业节水是新疆经济社会可持续发展的根本出路。为提高新疆农业水资源利用效率,促进农业高质量发展,本文梳理回顾了新疆灌区农业节水发展历程,分析了农业节水发展现状及存在问题,结合新时期国家对新疆农业发展的新定位、新要求,提出了大力发展适水型现代农业、加大高效节水工程建设、持续推进降盐节水、加强数字化灌区建设、加强农业节水宣传培训、健全农业节水服务体系等对策建议,以期为新疆现代农业可持续发展和保障国家粮棉油安全提供有力支撑。

膜杂捆料多级破碎机设计与试验

针对棉田机收膜杂捆料中膜-土-秆分布不均、相互裹绕且体积过大,无法直接进行有效破碎的问题,通过分析膜杂捆料的破碎过程,确定了一种先破捆、再破碎的破碎方案,并设计了一种包含均匀喂料装置、直刀破捆装置、Y型甩刀破碎装置的膜杂捆料多级破碎机。以破碎刀辊转速、喂入速度、定刀数量作为主要影响因素,以残膜破碎合格率作为评价指标,进行三因素三水平试验,确定优化参数指标为试验在破碎刀辊转速1 125 r/min;喂入速度为0.012 m/s;定刀数量1个的因素水平下,此时膜杂捆料破碎合格率达到75.15%,满足后续加工工艺要求。该装置的研究对残膜资源化利用关键技术问题具有重要意义和应用价值。

地膜残留对内蒙古河套灌区玉米生长及土壤环境的影响

以内蒙古河套灌区覆膜玉米农田残膜分布状态为研究对象,设置0(对照CK)、75kg·hm^(-2)、150kg·hm^(-2)、300kg·hm^(-2)、450kg·hm^(-2)和600kg·hm^(-2)共6个残膜量梯度,分析不同残膜量对玉米产量及构成要素、根系质量及主根数、土壤含水率及容重的影响。结果表明:(1)残膜量与玉米产量呈负相关关系,残膜量超过300kg·hm^(-2)时玉米产量与对照产量差异显著(P<0.05)。随残膜量从0增加到600kg·hm^(-2),玉米秃尖增加,百粒重显著降低(P<0.05)。(2)增加残膜量降低了玉米根系质量和主根数,玉米根系自土壤汲取水分和营养的能力下降。(3)土壤残膜阻碍土壤水分运移,残膜量在300~450kg·hm^(-2)土壤水分下渗缓慢;残膜量超过600kg·hm^(-2)阻碍土壤毛细管水的运移和降水的渗透。采用科学合理的土壤残膜污染治理与地膜回收途径,减少土壤地膜残留,有助于促进玉米产量和土壤质量提升,实现农业绿色可持续发展。

新疆残膜机械化回收技术研究现状与展望

新疆维吾尔自治区(简称新疆)许多耕地存在土壤盐渍化现象严重且干旱缺水的问题,引进地膜覆盖栽培技术在解决问题的同时也带来了农田残膜污染。基于新疆农田残膜污染程度调研数据,总结了新疆残膜机械化回收技术装备的优势和缺点,针对新疆残膜机械化回收技术中存在问题提出了合理建议,为新疆残膜回收机械的研发提供一定参考。

内嵌式基质开沟覆膜一体机设计与试验

为解决新疆南疆地区设施农业温室大棚内作业空间狭窄、缺乏高效作业的开沟覆膜一体机问题,设计一款内嵌式基质开沟覆膜一体机。该机具由机架、开沟覆膜机构、动力机构、梯形镇压机构、覆基质机构等组成,内嵌式基质开沟覆膜一体机作业可一次性完成开沟、覆膜、定型、覆土和排基质等多项作业。通过EDEM仿真软件对单一切土开沟刀和切抛组合式开沟刀进行开沟仿真模拟,并进行田间试验验证。结果表明,单一切土开沟刀在开沟过程中所受到的阻力平均值为329 N,切抛组合式开沟刀在开沟过程中所受到的阻力平均值为338 N左右,切抛组合式开沟刀提高作业质量且开沟阻力并未明显增加。该机具开沟深度为30 cm、开沟深度稳定性为87.1%、开沟后碎土率为92.4%。可为干旱偏远地区设施农业温室大棚内机械作业提供技术参考。

生物降解地膜水蒸气透过量试验中不同条件对结果的影响

生物降解地膜相比传统聚乙烯地膜,水蒸气透过量要大。因此,研究影响生物降解地膜水蒸气透过量因素就很重要。本文通过对2种不同厚度的样品分别进行不同称量时间间隔的水蒸气透过量测定,并利用GB/T 35795—2017《全生物降解农用地面覆盖薄膜》水蒸气透过量检验指标和GB/T 1037—2021《塑料薄膜与薄片透水蒸汽性能测定杯式增重与减重法》规定的测试方法,以恒温恒湿箱增重法为试验方法研究了称量时间间隔对水蒸气透过量的影响关系。结果表明:1)厚度对地膜的水蒸气透过量有影响,随着厚度的增加,水蒸气透过率会减少;2)水蒸气透过量测试过程中,称量时间间隔会影响结果准确性,在满足GB/T 1037—2021中要求的干燥剂吸湿总量不超过10%的前提下,称量时间间隔与结果呈负相关性。

生物可降解塑料的发展与应用

目前,生物可降解塑料已取得较为突出的成绩和效果,但仍存在着需要改进的地方。随着生物基可生物降解塑料的前沿正在不断扩大,改进生物塑料的持续进展使其在工业应用中得到更多的应用。生物可降解塑料已有效地应用于某些方面中,例如生物可降解塑料被应用于食品生产包装、3D打印、农业地膜、医疗应用等方面。文章简要介绍了生物可降解塑料研究进展以及生物降解塑料研究中的新兴和先进技术、最新应用、未来方向及其在可持续发展中的作用。

残膜回收机集膜装置研究进展

地膜覆盖技术的广泛应用,导致农田残膜污染程度加剧,严重影响农业生产与生活。针对目前国内外残膜回收机集膜装置研究现状,对残膜回收机搂膜型、卷膜型、箱体型、圆捆型及方捆型机具类型进行总结,分析了各类型装置特点、工作形式及优缺点,指出了目前集膜装置发展所遇到的困难和问题,并对残膜回收机集膜装置的发展提出了几点建议。

有效降解农膜的真菌筛选与复合菌群的构建

为解决农用地膜在土壤中难降解的问题,从土壤中筛选菌株且对不同农膜材料降解的研究。本研究从黑色聚乙烯(PE)地膜、白色(PE)地膜、聚乙烯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)降解地膜、聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)降解地膜等4种不同材料覆盖下的土壤中分离筛选两株有效降解农膜的真菌,经过鉴定得到菌株Penicillium citrinum(JW1)和Aspergillus costaricensis(JW2)。将JW1和JW2菌株进行复合,观察农膜降解前后表面微观特征的改变情况。结果表明,四种覆膜材料在同时接种JW1、JW2菌株后,均出现不同程度的降解,在接种复合菌群降解30 d后,PPC降解地膜、PBAT降解地膜、黑色PE地膜和透明PE地膜的失重率分别为23.78%、14.73%、22.78%和17.55%,接种复合菌群对PPC地膜的降解效果显著高于其它三种地膜(P<0.05)。本试验旨在筛选出有效降解农膜的真菌菌株,以期为农膜的微生物降解技术提供技术支持。

黄粉虫对农用地膜取食速率的研究

为探究黄粉虫取食地膜速率,通过对农用地膜添加蔬菜(番茄)水果(西瓜、香蕉)汁和粗糙皱褶处理,开展黄粉虫取食地膜速率及其对虫体生长水平、存活率影响的研究。结果显示:100条黄粉虫取食番茄、香蕉、西瓜汁处理的25 cm^(2)地膜所需平均时间为4.67、3.83、4.50 d,其取食速率约为取食正常地膜的4倍;人工及自然皱褶处理显著提高黄粉虫对农膜的取食速率。较取食正常饲料的黄粉虫,仅取食农膜的黄粉虫平均质量和幼虫存活率显著降低;而经蔬菜、水果汁处理可提高黄粉虫取食农膜的虫体平均质量,但对其存活率无显著影响。指出了添加水果蔬菜汁或皱褶处理显著提高黄粉虫对农膜的降解速率,为黄粉虫生物降解功能及其环境保护方面提供重要参考依据。

生活及农业固废中废塑料分析鉴别及应用研究

对来源于生活和农业固废中的4种废塑料进行了分析鉴别,并对其中一种应用于低密度聚乙烯(LDPE)/线性低密度聚乙烯(LLDPE)软包装薄膜进行了研究,研究了废塑料添加量对薄膜力学性能的影响,结果表明:回收的废旧日化瓶和牛奶瓶均为单一高密度聚乙烯(HDPE)材质,废旧缠绕膜为LLDPE/LDPE共混物,废旧农膜为LDPE/LLDPE/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)共混物,其中废旧牛奶瓶可作为高性能HDPE材料回用,将其与茂金属聚乙烯(mPE)同时用于LDPE/LLDPE薄膜中时可同时提高薄膜抗拉和抗冲击性能。

双滚筒式收后地表残膜回收机设计与试验

针对残膜回收机存在的拾净率低、含杂率高等问题,该研究设计了一种双滚筒式残膜回收机,适用于秋收后地表残膜回收,采用机械拾膜、气力与机械协同脱膜方式完成作业过程。对捡膜和脱膜过程进行动力学分析,确定捡膜装置和脱膜装置的关键结构参数以及工作参数范围,根据滚轮中心运动轨迹设计并优化正反向凸轮轨道,得到凸轮结构参数,获得捡膜装置不漏捡的条件。运用气流特性分析软件模拟脱膜装置内部流场,分析得出气流运动形成的“O”形旋流利于残膜与杂质的分离。以机具前进速度、捡膜滚筒转速和脱膜滚筒转速为试验因素,残膜拾净率及回收混合物含杂率为试验指标,进行单因素试验,得到响应面试验水平的较优区间,并进行响应面试验,得出较优工作参数为机具前进速度6.72 km/h,捡膜滚筒转速56.70 r/min,脱膜滚筒转速569.78 r/min。田间试验结果表明,机具前进速度6.7 km/h、捡膜滚筒转速57 r/min、脱膜滚筒转速570 r/min时,平均残膜拾净率为86.1%,平均回收混合物含杂率为39.2%;相较于已有回收机的残膜拾净率(85.03%)提高了1.07个百分点,各项指标满足收后地表残膜回收要求。

基于FEM-SPH耦合的卷辊式耕层残膜回收部件结构优化与试验

针对棉田耕作层内残膜力学性能差及膜土分离困难,残膜拾净率低和回收的残膜含土量高等问题,该研究对卷辊式残膜回收部件进行优化。在分析起膜捡膜工作过程和建立卷辊弹齿与膜土团聚体之间动力学关系的基础上,采用有限元法(finite element method,FEM)和光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)耦合算法,建立卷辊弹齿-膜土团聚体接触计算模型,探究卷辊弹齿与膜土团聚体之间相互作用机理,分析卷辊弹齿接触膜土团聚体后残膜受力程度和土壤扰动程度的变化规律。以卷辊回转半径、弹齿直径、弹齿顶端折弯角为试验因素,以残膜平均峰值应力及土壤最大应变为指标开展仿真试验,分析各因素对指标的影响规律并对卷辊弹齿结构参数进行优化,获得卷辊弹齿最优结构参数为:卷辊回转半径100 mm、弹齿直径5 mm、弹齿顶端折弯角42°,此时残膜平均峰值应力为0.1201 MPa,土壤最大应变为3.7584。为了验证优化后卷辊弹齿的捡拾作业性能,以拾净率和含土率为试验指标进行田间试验,结果表明:机具拾净率为80.34%,含土率为37.13%,与初代研制的样机相比拾净率提升了8.74个百分点,含土率下降了12.18个百分点,机具作业性能明显提升且试验指标达到设计要求。本文建立的有限元模型可为残膜回收机关键部件的结构优化提供参考。

甘肃农田耕层土壤地膜残留分布特征及影响因素

甘肃是全国地膜用量、覆盖面积较大和覆盖时间较长的省份,地膜覆盖种植产生的残留地膜是影响农业绿色可持续发展的一个突出问题。通过在甘肃全省主要覆膜农田布设960个监测样地,结合样品采集与农户调查方式,对0~30 cm耕层土壤地膜残留分布特征及影响因素进行调查,评估农田地膜残留现状,为防控治理提供工作参考。结果表明:960个样地耕层土壤均有不同程度的地膜残留,地膜残留量为0.02~204.75 kg·hm^(-2),地膜残留量中位数为12.96 kg·hm^(-2)。地膜残留量处于清洁阈值(<75 kg·hm^(-2))、轻度污染阈值(75~120 kg·hm^(-2))、中度污染阈值(120~270 kg·hm^(-2))、重度污染阈值(>270 kg·hm^(-2))的样地占比分别为97.6%、1.8%、0.6%、0,轻度、中度污染阈值样地大多位于河西灌溉农业区,而所有县域、市域、区域农田地膜残留量全部小于75 kg·hm^(-2)。地膜残留量受覆膜年限、种植作物类型、种植户类型、回收方式等因素影响:覆膜年限11~20 a、>20 a地膜残留量显著高于6~10 a(P<0.05),呈现出年限越长残留量越大的趋势;制种作物地块地膜残留量最大、设施蔬菜地块地膜残留量最小,前者达到后者的7倍左右,制种作物、经济作物、玉米、马铃薯、露地蔬菜、中药材地块地膜残留量显著高于设施蔬菜(P<0.05);合作社地块的地膜残留量显著高于一般农户(P<0.05),约为一般农户的1.5倍;农田残膜通过人工捡拾、人工捡拾+机械回收、机械回收3种方式进行离田回收,并以人工捡拾为主,但是人工+机械回收的地膜残留量显著高于人工回收(P<0.0001);相对而言,种植作物类型是造成研究区地膜残留量空间变化的主导因素。残膜由农户回收整理后通过商贩到田现场收购、网点组织统一回收或农户自行以旧换新3种方式转运到加工企业进行再生加工后全部得到资源化利用。调查表明,甘肃农田耕层土壤地膜残留空间分布差异较大,总体上处于较轻水平,呈现出少数样地污染、面上整体清洁的特征。建议以减量、回收、替代并重思路为导向进一步做好地膜残留防控工作。本研究可为进一步完善甘肃地膜科学使用回收政策和机制提供数据支撑。