膜側(cè)種植技術(shù)及配套播種機具應(yīng)用研究

張 勇 菅志亮* 路戰(zhàn)遠 李素萍 張向前 趙小慶 張曉蒙王治宇 路大波

（1巴彥淖爾市農(nóng)牧業(yè)科學研究院，內(nèi)蒙古巴彥淖爾 015000；2內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010000；3內(nèi)蒙古大博金田機械有限公司，內(nèi)蒙古杭錦后旗 015400）

覆膜種植技術(shù)可以起到保溫、保濕、增溫、減少病害、抑制雜草、增產(chǎn)增收等作用，被廣泛應(yīng)用于向日葵、玉米等作物的種植過程中。當前，河套地區(qū)向日葵、玉米等覆膜作物通常采用膜上種植，隨著作物的生長，向日葵、玉米等作物大根茬、土塊與地膜纏繞一起，機械化回收時地膜與根茬分離困難。由于農(nóng)藝和農(nóng)機不融合，大量地膜遺留在土壤中，耕地質(zhì)量日益退化和農(nóng)業(yè)面源污染等問題日益凸顯。同時，膜上種植易出現(xiàn)作物苗期高溫早衰、種穴錯位、覆土板結(jié)等問題。

針對上述問題，本文從農(nóng)藝和農(nóng)機融合方面開展了膜側(cè)種植技術(shù)和配套播種機具應(yīng)用研究。膜側(cè)種植技術(shù)及配套播種機具的應(yīng)用在保留地膜覆蓋優(yōu)點的同時，可縮減地膜鋪設(shè)寬度，減少地膜用量，作物種植于地膜外邊緣處，避免地膜與根茬、土塊纏繞，為地膜機械化回收創(chuàng)造有利條件，對解決地膜覆蓋造成土壤耕地質(zhì)量日益退化和農(nóng)業(yè)面源污染等問題具有重要意義。

1 膜側(cè)種植技術(shù)

膜側(cè)種植技術(shù)指通過播種機具鋪膜帶起拱形微壟，改膜上種植為膜兩側(cè)種植，將作物種植在距地膜邊緣處的一種農(nóng)藝種植模式。采用寬窄行種植，適用地膜寬度 50～55 cm，寬行 65～70 cm，窄行 50～55 cm，株距21 cm，距地膜邊緣3～5 cm播種，播種深度3～4 cm，膜下施肥深度5～10 cm。采用膜側(cè)種植，擺脫了根茬對地膜的束縛，且地膜在作物收獲后完整性較好，易與土壤剝離，可避免地膜與根茬、土壤纏繞，為地膜的機械化回收創(chuàng)造了條件，在提升地膜機械化回收率的同時降低了回收地膜的含雜率。采用膜側(cè)種植模式，膜側(cè)播種和追肥，地膜基本沒有破損，保濕保溫效果較好[1]。采用拱形微壟鋪膜方式，膜上雨水順拱形微壟匯聚到膜側(cè)苗帶，有利于降雨的集納和水資源的有效利用[2]。此外，膜側(cè)種植解決了玉米、向日葵等植株苗期高溫早衰問題，有利于作物增產(chǎn)；播種后可避免種穴錯位、覆土板結(jié)，提升作物保苗率[3]。

2 膜側(cè)種植配套播種機具

2.1 總體結(jié)構(gòu)

膜側(cè)種植配套播種機具結(jié)構(gòu)見圖1。該機具主要由土壤微整形總成、播肥總成、滴灌帶鋪設(shè)總成、鋪膜覆土總成、分種精播總成、覆土鎮(zhèn)壓總成以及風機系統(tǒng)等組成。土壤微整形總成由刮土板、錐形棘爪地輪等組成；播肥總成由肥箱、外槽輪、圓盤開溝器、排肥器、輸肥管等組成；滴灌帶鋪設(shè)總成由滴灌帶安裝架、滴灌帶擋盤等組成；鋪膜覆土總成由開鉤鏵、拉膜桿、壓膜輪、覆土盤等組成；分種精播總成由氣吸分種裝置、護籽裝置、殼體等組成；覆土鎮(zhèn)壓總成由鎮(zhèn)壓輪、鎮(zhèn)壓輪固定架組成。整機采用可變速排種器結(jié)構(gòu)，方便調(diào)節(jié)株距，可實現(xiàn)膜下施肥、膜側(cè)播種，一次作業(yè)可完成施肥、覆膜、滴灌帶鋪設(shè)、膜側(cè)播種、覆土、鎮(zhèn)壓等工序。

2.2 工作原理

隨著拖拉機行走，在刮土板和錐形棘爪地輪的作用下，該機具完成土壤微整形形成小壟，同步在鏈輪和鏈條傳動下將肥箱中的肥料沿連接軟管輸送到圓盤開溝器施肥腿處，將肥料施至土壤中指定深度和位置。圓盤鋪膜開溝器同步進行開溝，膜邊進入溝內(nèi)。隨著整機行走，壓膜輪對膜邊保持壓緊狀態(tài)，直筒靴式開溝器同步在膜側(cè)進行開溝。在電風機的作用下，風機風口產(chǎn)生負壓，負壓通過輸氣管傳到分種氣腔的空腔內(nèi)，使吸籽盤的取種孔內(nèi)外產(chǎn)生壓力差。在壓力差的作用下，種子被吸附在比種子小很多的吸籽盤的取種孔上。當?shù)剌喸谂c地面的接觸作用下向前運轉(zhuǎn)時，通過鏈條傳動掛輪軸，分種氣腔內(nèi)的吸籽盤在掛輪軸的帶動下做相應(yīng)圓周運動，被吸附在吸種孔上的種子與種箱內(nèi)的種子分離。當種子被帶動轉(zhuǎn)到環(huán)形氣腔的終點時，由于吸種孔負壓的消失，種子在自重和離心力的作用下落入導(dǎo)種鏵內(nèi)并滑落到預(yù)定位置。圓盤覆土盤同步對地膜膜邊和膜側(cè)溝內(nèi)的種穴進行覆土，后部鎮(zhèn)壓輪對膜邊覆土和種穴覆土進行鎮(zhèn)壓。如此循環(huán)作業(yè)，完成土壤整形、施肥、滴灌帶鋪設(shè)、覆膜、膜側(cè)精量播種、覆土鎮(zhèn)壓等多項作業(yè)。

2.3 主要技術(shù)指標

該機具的掛接方式為懸掛式，配套動力為13.2～22.0kW，長×寬×高（外形尺寸）為 1900mm×1075mm×1 090 mm，作業(yè)行數(shù)2行，行距40～55 mm，適應(yīng)膜寬為40～60 mm，配套外槽輪式排肥器2個，圓盤式開溝器2個，錐形棘爪地輪1個，直徑為320 mm，圓盤式覆土器2個，28 V電風機1套，滴灌管（帶）1套。

3 膜側(cè)種植技術(shù)及配套播種機具應(yīng)用過程

3.1 耕整地要求

膜側(cè)播種機前端錐形棘爪地輪直徑兩側(cè)到中間遞減。為了在鋪膜過程帶起拱形微壟，在播前耕整地時要進行旋耕，旋耕深度約10 cm。

3.2 機具安裝調(diào)試

3.2.1 主機架。播前調(diào)平主機架。通過調(diào)節(jié)拖拉機的斜拉桿和與機具連接的中央拉桿的伸縮量進行機具找平，以保證主機架入土作業(yè)時整體水平，進而保證良好的鋪膜和播種仿形效果[4]。若主機架前低后高，會出現(xiàn)刮土板壅土現(xiàn)象，拖拉機負荷加大，播種深度較淺；反之，若主機架前高后低，則會造成錐形棘爪地輪無法壓出拱形微壟，甚至鋪膜中間凹陷，播種深度較深。

3.2.2 刮土板。刮土板應(yīng)根據(jù)土壤墑情進行調(diào)整，墑情足時調(diào)高刮土板位置并鎖緊；墑情不足時，適當調(diào)低刮土板位置，但不應(yīng)造成壅土現(xiàn)象發(fā)生。

3.2.3 株行距。播種時通過更換相應(yīng)孔數(shù)的吸盤和調(diào)整變速器的檔位進行株距調(diào)整。松開播種器固定裝置，調(diào)節(jié)直筒靴式開溝器沿機架橫向距離進行行距調(diào)整。

3.2.4 播種深度。播種深度應(yīng)根據(jù)土壤墑情和播種時間確定。播種深度的調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)直筒靴式開溝器離地高度差來實現(xiàn)的。調(diào)整播深無法直接測量，需要在田間試播后，測量種子距離覆土表層的實際深度。不同類型地塊，播種調(diào)節(jié)深度和實際播深略有差異，因而在更換播種地塊后應(yīng)重新調(diào)整播深，以保證種子播在濕土層中。

3.2.5 開溝器、覆土盤。將開溝器、覆土盤調(diào)整到合適角度與位置，以保證開溝鋪膜質(zhì)量和覆土土量符合農(nóng)藝要求。

3.2.6 地膜與壓膜輪。將地膜安裝在機架下方的拉膜桿上，并確定高低、寬度的位置后鎖緊。按照所確定的播種行距的要求，將壓膜輪正對于壓膜溝中心位置后鎖定。

3.2.7 滴灌總成。把滴灌帶安裝架安裝在機架上，放上滴灌帶，調(diào)整滴灌帶松緊程度，用手輕拉滴灌帶輕松轉(zhuǎn)動即可。將滴灌帶從機架下方的軌道內(nèi)穿過，拉到與地膜對齊，與地膜同步鋪設(shè)。

3.2.8 鎮(zhèn)壓輪。將鎮(zhèn)壓輪位置調(diào)整到與播種行對正位置，以保證播后鎮(zhèn)壓效果。

3.3 播種

3.3.1 試播。播種前應(yīng)進行試播。試播前，調(diào)節(jié)排種器上刮籽器對種子精確刮刷的位置，以保證單粒率。試播時，檢查機具施肥位置、施肥深度、施肥量、播種深度、株距、行距、覆土量和鋪膜效果等，檢查影響機具作業(yè)狀態(tài)的部件位置，使機具呈現(xiàn)最佳工作狀態(tài)。

3.3.2 播種。播種時保持勻速直線行駛，中途不停車，作業(yè)速度≤5 km/h。當機具到達地頭時，通過液壓提升機具，保持電風機正常運轉(zhuǎn)，應(yīng)輕起輕降，嚴禁在未將機具懸起時倒車。至少1人輔助作業(yè)，隨機斷膜、壓土，視作業(yè)情況及時添加種子和化肥，更換地膜和滴灌帶，并隨時觀測風機運轉(zhuǎn)情況和吸種盤上種子的吸附情況。

3.4 播后檢查

播后檢查播種質(zhì)量。地膜鋪設(shè)應(yīng)平整，呈拱形微壟，地膜覆土均勻嚴密，無漏種、漏肥現(xiàn)象，膜邊入土和壓埋正常，滴灌帶毛孔向上鋪設(shè)，單粒率、空穴率、株距合格率、行距合格率、播種深度合格率等指標符合膜側(cè)播種農(nóng)藝要求。

4 應(yīng)用效果

在取籽方式方面，由于玉米籽粒為圓形，采用氣吸式膜側(cè)播種機播種玉米時，吸盤與種子閉合不嚴密，容易出現(xiàn)漏氣，影響整個氣腔的閉氣效果，易出現(xiàn)吸盤上籽粒脫落的現(xiàn)象，出現(xiàn)漏播。因此，播種玉米時盡量采用勺輪式取籽結(jié)構(gòu)，以保證排種器取籽效果。向日葵籽粒為弧面結(jié)構(gòu)，采用氣吸式膜側(cè)播種機播種向日葵時，吸盤與種子閉合嚴密，氣腔閉氣效果較好，適宜采用氣吸式取籽結(jié)構(gòu)。在適用范圍方面，膜側(cè)種植技術(shù)適用于輕壤土、壤土等土壤條件，可以滿足作物播種墑情要求。沙壤土要配合滴灌播種，干種濕出。對于黏重類土壤地塊，由于土壤堅實度較大，不適宜膜側(cè)播種?，F(xiàn)有膜側(cè)種植農(nóng)藝要求開溝后地膜膜邊鋪設(shè)到溝內(nèi)并覆土壓膜邊，在地膜回收時兩側(cè)溝內(nèi)地膜不易回收。因此，建議采用不開溝起拱形微壟鋪膜，更有利于地膜的機械化回收，且地膜鋪設(shè)寬度可進一步縮減。

通過應(yīng)用膜側(cè)種植技術(shù)和配套播種機具，對向日葵、玉米等大根茬類作物采用膜側(cè)機械化播種，在利用地膜覆蓋技術(shù)優(yōu)點的同時，鋪設(shè)地膜寬度由70 cm縮減至55 cm，可節(jié)省地膜投入量約21.4%；同時作物種植在地膜外邊緣3～5 cm處，避免了根茬對地膜、土塊的纏繞，有利于地膜的機械化回收。農(nóng)藝和農(nóng)機融合可為解決地膜污染提供技術(shù)方案，在河套地區(qū)玉米、向日葵等大根茬類作物生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景，有助于構(gòu)建環(huán)境友好型和資源節(jié)約型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，為區(qū)域農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。