王公仆，胡良龍，胡志超，吳 騰，王 冰，王伯凱

（農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，江蘇南京210014）

甘薯是旋花科甘薯屬的一種具有蔓生習(xí)性的一年或多年生草本植物，我國甘薯常年種植面積約500萬hm2，由于其生長不擇土質(zhì)、適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)量高、用途廣，在國內(nèi)具有種植區(qū)域廣、生長跨度大、分布地形復(fù)雜、種植土壤多樣等特點(diǎn)［1－3］。栽插是甘薯生產(chǎn)中非常重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，其用工量占全生產(chǎn)過程 23%左右，僅次于收獲作業(yè)［4－6］。

甘薯雖是抗旱作物，但生長前期要求表土處于濕潤狀態(tài)，有利于發(fā)根還苗，確保成活、全苗、壯株，因此，甘薯一般選擇在雨后土壤水分適宜時(shí)栽插或非雨天栽插后澆水［7］。使用機(jī)械移栽時(shí)，由于雨后土壤泥濘，機(jī)具難以下田作業(yè)，一般選在非雨天作業(yè)，采用坐水栽插或栽后澆水。甘薯栽插后的澆水量較大，一般在15～45 t／hm2，又由于甘薯機(jī)械移栽效率較高，故其每天作業(yè)需水量很大，由此甘薯生產(chǎn)中能否及時(shí)有效為薯苗澆水成為甘薯機(jī)械移栽作業(yè)過程中尤為突出的問題。

國內(nèi)甘薯種植環(huán)境條件與農(nóng)業(yè)技術(shù)本身存在極大差異，且種植者經(jīng)濟(jì)或社會組織形式又有較大差異，所以在實(shí)踐中，一般因地制宜，澆水模式靈活多樣。

根據(jù)上述問題，筆者比較了多種甘薯機(jī)械移栽澆水作業(yè)模式，分析其優(yōu)缺點(diǎn)，以期為甘薯機(jī)械移栽澆水作業(yè)提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 坐水栽插模式

為了一次性完成栽插、澆水作業(yè)，可采取在移栽機(jī)或拖拉機(jī)上配帶水箱來實(shí)現(xiàn)。如農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所與南通富來威農(nóng)業(yè)裝備有限公司合作研制出的2ZL－1型鏈夾式移栽機(jī)（圖1），該機(jī)作業(yè)順序?yàn)殚_溝、澆水、栽插，澆水方式為條灌，該機(jī)用于冬閑田、長秸稈地、麥茬地的移栽作業(yè)。圖2為山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院與運(yùn)城市農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究所合作研發(fā)的中型拖拉機(jī)牽引的甘薯移栽機(jī)，該機(jī)作業(yè)順序依次為開穴、澆水、人工栽插，澆水方式為穴澆（澆窩水）。由于其采用人工分苗、手工直接栽插入壟，適用于膜上栽插，但該機(jī)整體機(jī)械化程度較低［8］。

以上模式存在機(jī)具本身的載水量十分有限（考慮配套動力、田間轉(zhuǎn)彎等問題）的問題，如作業(yè)時(shí)經(jīng)常停機(jī)較長時(shí)間加水，會嚴(yán)重影響作業(yè)效率。由此可采取多臺移栽機(jī)配套一臺獨(dú)立的運(yùn)水車（載水較多），利用軟水管將水從水車接到移栽機(jī)的澆水口，邊移栽、邊澆水。該方法可解決載水量不足、需停機(jī)加水的問題，作業(yè)效率較移栽機(jī)載水要高。需要解決如何有效地布置或安裝2種機(jī)具間連接的澆水管的問題，否則水管在田間易纏繞，限制機(jī)具的機(jī)動性，同時(shí)，在壟上栽插時(shí)，作業(yè)過程中水管的拖行會造成壟體破傷、薯苗損傷等問題，影響作業(yè)質(zhì)量。

2 牽引式水車模式

針對坐水栽插中由于澆水限制移栽效率的問題，可采用先栽插、再澆水的方式進(jìn)行作業(yè)。運(yùn)用牽引式水車，或者將水箱安裝在拖車上（圖3），并安裝水泵及自動澆水管道，使用拖拉機(jī)牽引下地，對行澆水，該方式與牽引式植保機(jī)（圖4）作業(yè)類似?？蛇x擇一次澆1行或多行，根據(jù)澆水行數(shù)、田塊長度、面積，選用水箱（0.5、1.0、2.5、5.0 t）。由于水車為拖拉機(jī)牽引式，其載水量可大大增加，并且可多臺澆水機(jī)具同時(shí)作業(yè)，故其作業(yè)效率較高。

特點(diǎn)：（1）機(jī)動性好，如租用水車裝備，則投入低；（2）儲水速度慢，拖拉機(jī)二次下地，容易傷壟。

3 微灌模式

微灌是按照作物需求，通過管道系統(tǒng)與安裝在末級管道上的灌水器，將水和作物生長所需的養(yǎng)分以較小的流量，均勻、準(zhǔn)確地直接輸送到作物根部附近土壤的一種灌水方法。根據(jù)甘薯種植模式及可實(shí)施性，可在甘薯機(jī)械移栽后選用滴灌管和微噴帶噴灌2種方式進(jìn)行澆水作業(yè)。

3.1 滴灌

滴灌是按照作物需水要求，通過低壓管道系統(tǒng)與安裝在毛管上的灌水器，將水和作物需要的養(yǎng)分一滴一滴，均勻而又緩慢地滴入作物根區(qū)土壤中的灌水方法。滴灌不破壞土壤結(jié)構(gòu)，土壤內(nèi)部水、肥、氣、熱經(jīng)常保持適宜于作物生長的良好狀況，蒸發(fā)損失小，不產(chǎn)生地面徑流，幾乎沒有深層滲漏，是一種省水的灌水方式［9］。如果加地膜覆蓋，可以進(jìn)一步減少蒸發(fā)，達(dá)到節(jié)水目的［7］。

滴灌系統(tǒng)一般由水源工程、首部樞紐、輸配水管網(wǎng)、灌水器及流量、壓力控制部件、量測儀表和保護(hù)裝置等組成（圖5）［10］。

特點(diǎn)：（1）水的有效利用率高，均勻性好；（2）省水、省肥、省藥、省地、省工節(jié)能、增產(chǎn)增收；（3）適應(yīng)性強(qiáng)，能夠適應(yīng)各類地形和土壤；（4）減少雜草生長；（5）如果水沒有過濾，設(shè)備維護(hù)不正確，易導(dǎo)致堵塞。

3.2 微噴帶噴灌

微噴帶噴灌是將水用壓力經(jīng)過輸水管和微噴管帶送到田間，通過微噴帶上的出水孔，在重力和空氣阻力的作用下，形成細(xì)雨般的噴灑效果（圖6、圖7），可以非常方便地將水施灌到植物枝葉及附近土壤。既可以定時(shí)定量地增加土壤水分，又能提高空氣濕度，調(diào)節(jié)局部小氣候。

微噴系統(tǒng)與滴灌系統(tǒng)相同，一般由水源工程、首部樞紐、輸配水管網(wǎng)、灌水器及流量、壓力控制部件、量測儀表和保護(hù)裝置等組成。

特點(diǎn)：（1）微噴帶使用水壓低，噴灌面積大，可減少配套設(shè)備成本；（2）微噴帶安裝使用簡單方便：使用長度長，質(zhì)量小，配套使用專用微噴帶直通、旁通等管件，安裝拆卸簡單方便，可節(jié)省大量勞力；（3）容易移動和保管：使用配套專用卷收器，使卷收的微噴帶便于移動使用和保管；（4）同時(shí)可施肥：噴灌時(shí)，使用配套的液肥添加器，同時(shí)可以施肥；（5）微灌系統(tǒng)投資一般要遠(yuǎn)高于地面灌；（6）灌水器出口很小，易堵塞，對過濾系統(tǒng)的要求高［11－12］。

4 噴灌模式

噴灌是將水加壓后，經(jīng)管道輸送至噴頭，并由噴頭將水射出，均勻地散成細(xì)小水滴對作物進(jìn)行灌溉。甘薯生產(chǎn)上主要可選用移動式噴灌系統(tǒng)，主要有絞盤式、滾移式、中心支軸式和平移式噴灌機(jī)。

4.1 絞盤式噴灌機(jī)

絞盤式噴灌機(jī)（圖8［13］、圖9）多采用1只噴槍灌溉。噴灌機(jī)輸水管纏繞在絞盤上，噴灑時(shí)由拖拉機(jī)拉拽到地段的一端，噴槍一邊噴灑，隨著噴頭車一邊倒退，噴灑出一條矩形帶，直到地頭終止。移動噴灌機(jī)，重復(fù)上邊步驟，完成整個(gè)地塊的灌溉［14］。

特點(diǎn)：（1）噴頭車在噴灑過程中能自走、自停，管理簡便，操作容易，省工，勞動強(qiáng)度較低；（2）結(jié)構(gòu)緊湊，成本較低。材料消耗較少，田間工程量少；（3）機(jī)動性好，供水可用壓力干管，也可用抽水機(jī)組；（4）適應(yīng)性強(qiáng)，不受地塊中障礙物限制；（5）能耗大，運(yùn)行成本高；（6）因噴頭射程大，易受到風(fēng)速影響，水滴飄移嚴(yán)重，從而降低噴灑均勻度和水的利用效率；（7）噴灌強(qiáng)度大，易造成地表徑流。

4.2 滾移式噴灌機(jī)

滾移式噴灌機(jī)（圖10［13］、圖 11）結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，是一種單元組裝多支點(diǎn)結(jié)構(gòu)的節(jié)水噴灌設(shè)備。沿著耕作方向作業(yè)，與排水、林帶結(jié)合較好，對不同水源條件都適用，爬坡能力較強(qiáng)，并且根據(jù)地塊的情況，可組裝成長機(jī)組和短機(jī)組來使用［15］。

特點(diǎn)：（1）配中小射程旋轉(zhuǎn)式噴頭，液滴小，不損傷作物，灌水均勻，節(jié)約水資源；（2）投資小，結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，勞動強(qiáng)度較低；（3）爬坡能力強(qiáng)，省去平整土地的高昂費(fèi)用；（4）可實(shí)現(xiàn)水肥一體化及水藥一體化；（5）適宜灌溉規(guī)則地塊，非規(guī)則地塊容易造成漏噴。

4.3 中心支軸式噴灌機(jī)（時(shí)針式噴灌機(jī)）

中心支軸式噴灌機(jī)（圖12、圖13）也稱時(shí)針式噴灌機(jī)，是將裝有噴頭的管道支承在可自動行走的支架上，圍繞備有供水系統(tǒng)的中心點(diǎn)邊旋轉(zhuǎn)邊噴灌的大型噴灌機(jī)［16］。

特點(diǎn)：（1）自動化程度高，供水系統(tǒng)簡單，可節(jié)約大量勞動力；（2）可及時(shí)、精確地控制灌水量，管理方便，灌溉水利用率高；（3）能提高化肥和農(nóng)藥的利用效率；（4）所灌溉圓形面積外圓周處的噴灌強(qiáng)度非常高，容易產(chǎn)生地表徑流；（5）價(jià)格昂貴，適用于連片大地塊。

4.4 平移式噴灌機(jī)

平移式噴灌機(jī)（圖14［13］、圖15）又稱連續(xù)直線自走式噴灌機(jī)，是將裝有噴頭的管道支承在可自動行走的支架上，并在工作時(shí)管道平行前移噴灌的大型噴灌機(jī)。它是由中心支軸式噴灌機(jī)發(fā)展而來的，它在結(jié)構(gòu)上和中心支軸式噴灌機(jī)很相似，而灌溉的面積是矩形的。

平移式噴灌機(jī)除了保留中心支軸式噴灌機(jī)的優(yōu)點(diǎn)外，還有以下特點(diǎn)：（1）適于灌矩形地塊，無地角不能灌的問題，土地利用率可高達(dá)98%；（2）適于壟作和農(nóng)機(jī)作業(yè)，輪跡線路可長期保留，沒有妨礙農(nóng)機(jī)作業(yè)的圓形輪溝，也不會積水；（3）灌水均勻度高；（4）同機(jī)長比中心支軸式噴灌機(jī)的控制面積增大，單位面積上的投資和消耗材料指標(biāo)降低，各跨架控制面積相等，便于加大機(jī)長；（5）噴灌效率高，管路水頭損失小，耗能省，噴頭采用一個(gè)型號，無需加大末端噴頭，沿管各點(diǎn)的噴灌強(qiáng)度一致，管道可用不同直徑；（6）綜合利用性能更好，調(diào)速范圍更寬，可以噴農(nóng)藥。

5 結(jié)語

甘薯機(jī)械移栽是甘薯生產(chǎn)機(jī)械化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其中澆水作業(yè)在甘薯機(jī)械移栽作業(yè)過程中尤為重要，及時(shí)有效地澆水是大規(guī)模種植的首要條件。本文討論了多種甘薯機(jī)械移栽澆水作業(yè)模式，在實(shí)踐生產(chǎn)中，應(yīng)因地制宜，比較各作業(yè)模式的優(yōu)缺點(diǎn)，選用合適的甘薯機(jī)械移栽澆水作業(yè)模式。

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