液態(tài)地膜噴施機(jī)應(yīng)用研究

徐鵬

摘要：引進(jìn)液態(tài)地膜技術(shù)，在遼西干旱半干旱地區(qū)開展試驗(yàn)示范，取得保墑增溫增產(chǎn)等效果。針對(duì)液態(tài)地膜配套噴施設(shè)備出現(xiàn)的問題，研發(fā)了2MP-12型液態(tài)地膜噴施機(jī)并開展試驗(yàn)示范。結(jié)果表明：該機(jī)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，安裝合理，噴施效果好，能滿足生產(chǎn)實(shí)際要求。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械；液態(tài)地膜；噴施機(jī)；地膜覆蓋

中圖分類號(hào)：S223.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2017）03-0031-02

地膜覆蓋作為最直觀的設(shè)施農(nóng)業(yè)措施，增溫保墑效果明顯，在干旱半干旱和低溫冷涼地區(qū)應(yīng)用普遍，為提高糧食綜合生產(chǎn)能力、保障糧食安全發(fā)揮著重要作用。但由于地膜覆蓋技術(shù)操作繁瑣、費(fèi)工費(fèi)力且?guī)怼鞍咨廴尽眴栴}，加上糧食價(jià)格波動(dòng)、缺少政策資金支持等影響，阻礙了地膜覆蓋栽培技術(shù)的大面積推廣應(yīng)用。針對(duì)上述問題，引進(jìn)液態(tài)地膜在玉米、花生和馬鈴薯等作物上進(jìn)行試驗(yàn)示范，以探索其應(yīng)用效果并完善配套技術(shù)。

1 液態(tài)地膜技術(shù)及效果

液態(tài)地膜是從農(nóng)作物廢棄秸稈中提取出木質(zhì)素、纖維素、多糖等天然高分子材料，加入多種微量元素和有機(jī)質(zhì)，經(jīng)交聯(lián)聚合生成高分子生物聚合物，均勻稀釋后經(jīng)噴頭霧化在地表固化為一層褐色膜的現(xiàn)代生物技術(shù)。

針對(duì)遼西干旱半干旱地區(qū)降雨量少，雨量分布不均，春季干旱少雨多風(fēng)，降雨利用率低，傳統(tǒng)地膜覆蓋作業(yè)操作繁瑣、費(fèi)工費(fèi)力、污染嚴(yán)重等現(xiàn)實(shí)問題，結(jié)合中央財(cái)政重大農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣項(xiàng)目《生物降解液態(tài)地膜應(yīng)用技術(shù)示范推廣》實(shí)施，引進(jìn)液態(tài)地膜技術(shù)，在遼西北干旱半干旱地區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)示范推廣應(yīng)用，并不斷完善配套栽培技術(shù)。多年試驗(yàn)表明，該技術(shù)能有效緩解干旱少雨給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的困擾，減輕干旱對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的損失，具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是具有保墑增溫增產(chǎn)效果。地面噴施液態(tài)地膜后，不僅可以集覆蓋抑蒸、保墑增溫、固土防蝕功能于一體，產(chǎn)生保墑蓄墑、就地滲入和雨水富集等疊加效應(yīng)，而且促進(jìn)農(nóng)作物增產(chǎn)，增產(chǎn)幅度達(dá)450 kg/hm2以上。二是保墑增墑效果明顯。液態(tài)地膜噴施地表后阻礙土壤水分蒸發(fā)，可以保水保墑并減輕風(fēng)蝕水蝕。三是提高天然降水利用率。液態(tài)地膜能將有限的降水入滲于膜下，同時(shí)減緩膜下水分的蒸發(fā)速度，有效利用自然降水。四是有效增加積溫。液態(tài)地膜噴施地表后可增加積溫，進(jìn)而擴(kuò)大玉米中晚熟品種的種植區(qū)域。五是可與除草劑混用，除草效果更好，適于大面積規(guī)?；瘷C(jī)械化覆膜作業(yè)。

3 液態(tài)地膜噴施設(shè)備的研發(fā)與應(yīng)用

3.1 液態(tài)地膜技術(shù)應(yīng)用推廣中遇到的問題

隨著液態(tài)地膜技術(shù)的深入推廣，液態(tài)地膜噴施設(shè)備不完善不配套的問題逐漸顯現(xiàn)?，F(xiàn)有噴施設(shè)備在泵的選擇、管路設(shè)計(jì)、藥液攪拌、管路清洗、操作控制等諸多方面存在問題，嚴(yán)重阻礙了液態(tài)地膜技術(shù)的推廣。核心問題是：液體地膜不同于水，而是一種粘稠狀的液體原料，這種粘稠狀的液態(tài)地膜在進(jìn)入藥箱前雖然經(jīng)濾網(wǎng)粗過濾，但濾網(wǎng)不能過濾掉那些細(xì)小的顆粒，因?yàn)橐坏┎捎镁W(wǎng)眼過小過密的濾網(wǎng)，則粘稠狀的液態(tài)地膜極易阻塞細(xì)小網(wǎng)眼而使地膜難以倒入藥箱之中，因此一般采用稍大網(wǎng)眼的濾網(wǎng)。而采用這樣的濾網(wǎng)會(huì)導(dǎo)致大量顆粒進(jìn)入藥箱，盡管液態(tài)地膜遇水可以稀釋，但并不能保證完全溶解，導(dǎo)致水中容易產(chǎn)生漂浮物，箱底容易產(chǎn)生沉淀物。這些難以迅速溶解的“雜質(zhì)”積攢過多，就會(huì)隨時(shí)堵塞過濾裝置和噴頭，導(dǎo)致作業(yè)難以長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)進(jìn)行，經(jīng)常出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象而不得不停車清理噴頭或過濾器。如果堵塞嚴(yán)重難以清理，還得隨時(shí)準(zhǔn)備更換新的噴頭，既耽擱作業(yè)時(shí)間，又影響作業(yè)質(zhì)量，更增加作業(yè)成本。

3.2 液態(tài)地膜噴施設(shè)備的研發(fā)

遼寧省農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所與沈陽(yáng)維盛機(jī)械制造廠及遼寧省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站合作， 開展新型液態(tài)地膜噴施機(jī)研發(fā)，重點(diǎn)解決管路堵塞、泄漏及自動(dòng)控制裝置問題，研發(fā)了多輪樣機(jī)，取得實(shí)際進(jìn)展。

1） 結(jié)構(gòu)方案的確定

整機(jī)與拖拉機(jī)的掛接方式為懸掛式，藥箱位置設(shè)置在整體結(jié)構(gòu)前下方，起到結(jié)構(gòu)緊湊、增加穩(wěn)定性、方便駕駛員操作的作用；在保證機(jī)架強(qiáng)度和操作安全前提下，選用既輕便又耐用的100 mm×850 mm×450 mm立式塑料桶；噴桿折疊與展開方式為液壓傳動(dòng)，方便駕駛員操作，節(jié)省作業(yè)時(shí)間；水箱置于藥箱側(cè)上方，采用750 mm×440 mm×420 mm 臥式塑料水箱；自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制面板放置在駕駛室內(nèi)，體積盡量減小，方便操作與拆裝；為防止泄露，整機(jī)采用帶有羅紋連接的耐壓密封管。

2） 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

噴灑系統(tǒng)由拖拉機(jī)后輸出軸提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)活塞泵運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)計(jì)了可調(diào)整泵體位置的安裝架。管路采用螺紋連接，保證整體耐壓和密封要求?？紤]到過濾器的強(qiáng)度和日常維護(hù)，選用透明材質(zhì)螺紋接口的T型過濾器，將過濾器采用硬連接方式安裝于進(jìn)泵管路，這樣可以透過透明濾芯罩直接觀察濾芯堵塞情況，便于更換濾芯，實(shí)現(xiàn)管路負(fù)壓高效過濾和管路牢固耐用。設(shè)有超壓保護(hù)裝置，出泵管路配有循環(huán)管連接藥箱，實(shí)現(xiàn)自循環(huán)清洗，并優(yōu)化了循環(huán)管出口位置和角度。設(shè)有自動(dòng)吸料模式，即進(jìn)泵管路中手動(dòng)閥門連接吸料管，用以替代人工上料，免去了繁重的體力勞動(dòng)。

清洗系統(tǒng)可自動(dòng)清洗全部管路及泵體、閥體、藥箱、噴頭等部件。

自動(dòng)控制系統(tǒng)分為電控系統(tǒng)和液控系統(tǒng)。電控系統(tǒng)控制端位于駕駛室內(nèi)，由駕駛員單手操縱。系統(tǒng)設(shè)有獨(dú)立電源開關(guān)，不工作時(shí)不損耗電量。設(shè)有循環(huán)模式、噴灑模式、循環(huán)沖洗模式和噴灑沖洗模式，并有相應(yīng)的指示燈監(jiān)測(cè)工作狀態(tài)。液控系統(tǒng)控制端位于駕駛室內(nèi)，由駕駛員單手操縱。液控系統(tǒng)由控制閥、液壓缸和液壓管組成，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

3） 試制試驗(yàn)情況

2015年3月樣機(jī)研制后，當(dāng)年在新民市進(jìn)行了小規(guī)模試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)存在過濾器和噴頭容易堵塞等問題，隨后做了一系列優(yōu)化措施：一是零部件選材上嚴(yán)格把關(guān)，采購(gòu)質(zhì)量好的材料，使用知名廠家質(zhì)量過硬產(chǎn)品；二是對(duì)多道工序嚴(yán)格檢測(cè)，由專門質(zhì)檢員進(jìn)行把關(guān)；三是焊接部件和整機(jī)需要通過嚴(yán)格檢查，試驗(yàn)其安全性；三是設(shè)計(jì)人員進(jìn)行全程現(xiàn)場(chǎng)跟蹤指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，確保樣機(jī)試制質(zhì)量并按期完成試制任務(wù)；四是重新設(shè)計(jì)管路并增加監(jiān)測(cè)流量表，解決經(jīng)常出現(xiàn)的管路泄露導(dǎo)致系統(tǒng)壓力不足問題；五是在系統(tǒng)中添加了自動(dòng)吸料裝置， 節(jié)省了作業(yè)時(shí)間，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。

2MP-12型液態(tài)地膜噴施機(jī)于2015年末試制完成后，于2016年初在錦州進(jìn)行了試驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。無論液態(tài)地膜噴施效還是機(jī)械性能，均受到用戶和作業(yè)人員的普遍好評(píng)。該機(jī)當(dāng)年推廣應(yīng)用10臺(tái)套，并獲得省級(jí)科技成果。

2017年上半年，2MP-12型液態(tài)地膜噴施機(jī)在遼寧西部葫蘆島、錦州、朝陽(yáng)、阜新及遼寧中部新民、遼中等15個(gè)縣區(qū)推廣應(yīng)用47臺(tái)，累計(jì)作業(yè)面積超過2000 hm2。試驗(yàn)作業(yè)結(jié)果表明：2MP-12型液態(tài)地膜噴施機(jī)樣機(jī)作為液態(tài)地膜的配套實(shí)施產(chǎn)品，整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊、安裝合理、噴施效果好，能滿足生產(chǎn)實(shí)際要求，達(dá)到了不堵、不漏及操作簡(jiǎn)單的預(yù)期效果。

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