在我国西北部一些水资源短缺地域、地理位置偏僻山区等地,农用地膜在农业发展上的使用,在为解决种植农户的温饱问题、提高农民农业经济收入等方面具有无可替代的作用。由于农用覆膜的使用面积的不断扩张和存留年限的不断提高,残膜已成为影响作物增产增收的一大隐患。如今,宁夏回族自治区各市县每年覆膜面积约三百万亩,由此我区每年的废旧地膜产生量达到两万余吨。对于玉米、马铃薯残膜污染和危害状况,宁夏回族自治区已采用人工捡拾、机械收集等措施来降低残膜带来的危害。与逐年快速增加的覆膜使用量相比,采取的治理措施所起到的作用微不足道。为解决上述问题,对玉米和马铃薯田间残膜存留特点进行了实地调研,并且进行了残膜回收机需求分析。通过对伸缩齿式玉米残膜回收机进行田间试验研究,分析造成残膜拾净率偏低的原因。对影响拾净率的三个因素分别进行了单因子、多因子和两因子影响机制研究,并建立了三个因子与残膜拾净率之间的数学关系模型。依据玉米残膜收集装置田间试验经验,进行马铃薯挖掘和残膜收集同时进行的机型造型。利用AnsysCFX实现虚拟样机关键部件仿真,并进行样机田间试验。通过田间试验可得,加入松土铲后的机型残膜拾净率显著提高,且满足国家标准要求指标。经回归分析得到的拾净率数学模型,通过有效性和实际验证后得出其可以用于指导实际作业。马铃薯残膜收集装置拾净率、明薯率和伤薯率也均满足国标要求,实现了马铃薯挖掘和残膜收集同一时间进行作业。研究结果对在宁夏境内研制和推广使用残膜回收装置具有重要的指导意义。