馬明光

摘 要：水稻生產(chǎn)在我國整體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)了很大的比例，盡管水稻的生產(chǎn)方式近年來有了顯著的優(yōu)化和提升，但針對于水資源節(jié)約的新理念，還未完全滿足要求，水稻種植每年的水資源浪費仍較為嚴重。水稻機械化覆膜栽培是水稻節(jié)水栽培的重要技術(shù)之一，通過對現(xiàn)階段技術(shù)應用和發(fā)展進行分析，總結(jié)了覆膜栽培技術(shù)的主要優(yōu)缺點，并分析了水稻栽培覆膜機械的主要技術(shù)和關鍵結(jié)構(gòu)，強調(diào)了技術(shù)發(fā)展的重要方向。

關鍵詞：水稻機械化;覆膜;栽培技術(shù);優(yōu)勢;發(fā)展

中圖分類號：S233.71文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.08.061

水田的生產(chǎn)需要大量的水資源輔助，每年水稻生產(chǎn)的用水量幾乎達到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總用水量的65%，而在我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，水資源分配并不均勻，且總體處于缺乏狀態(tài)，水田生產(chǎn)水資源的利用率不高，努力發(fā)展農(nóng)業(yè)的節(jié)水生產(chǎn)技術(shù)是農(nóng)業(yè)長久發(fā)展的重要保障。水稻覆膜栽培技術(shù)是一項有效的節(jié)水生產(chǎn)技術(shù)，通過地膜覆蓋能夠減少水資源的浪費，并充分利用自然降水，且在干旱時節(jié)只需適當補水既能保持土壤濕度，能夠真正實現(xiàn)水稻生產(chǎn)過程節(jié)水、高產(chǎn)、質(zhì)優(yōu)、高效的要求，保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水稻產(chǎn)量提升與資源節(jié)約的并行。

1 技術(shù)發(fā)展情況

水稻作為我國的主要糧食作物。國家一直對水稻生產(chǎn)給與了很大程度的重視，針對于水資源節(jié)約，節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展很快，盡管間歇灌溉和濕潤灌溉等先進技術(shù)能在一定程度節(jié)約水資源的使用量，但是這些技術(shù)的應用相對復雜，農(nóng)民很難完全掌握并合理實施，不合理的節(jié)水灌溉方式很容易導致水稻的減產(chǎn)。針對這一問題，相關工作人員加強了對水稻覆膜栽培技術(shù)的研究和推廣，最早的覆膜技術(shù)是從日本引進的，并在20世紀80年代在東北地區(qū)進行了推廣，在地膜的覆蓋下，水資源的需求量顯著降低，不但保證了水稻的正常生產(chǎn)，更在一定程度上提高了水稻的產(chǎn)量（如圖1）。由于我國南方地區(qū)也同樣存在著季節(jié)性缺水的問題，因此，水稻覆膜栽培技術(shù)逐漸向華北、西北以及南方丘陵地區(qū)普及和使用?，F(xiàn)階段水稻覆膜栽培技術(shù)已發(fā)展為適應南北方不同特點，并具備多種作業(yè)方案，能夠有效優(yōu)化和提升水稻的生產(chǎn)過程。

傳統(tǒng)的水稻覆膜栽培技術(shù)多采用人工作業(yè)的方式進行，盡管覆膜的效果能夠達到農(nóng)業(yè)對生產(chǎn)的要求，但也同時存在著覆膜工作時間長、勞動量大的問題，由于工作效率較低，常因為覆膜而影響水稻種植的時間。尤其對于我國北方地區(qū)，若種植延期超過5天以上，會直接影響水稻的生長期和最終產(chǎn)量。且人工覆膜的作業(yè)價格很高，一畝地通常要達到240～300元，人工覆膜不易控制耕地土壤和地膜之間的緊密度，容易出現(xiàn)覆膜不直、壓實不嚴等問題，從而對水稻的生長造成不利影響。針對這一問題，我國大力推廣了水稻覆膜機械，并在一定程度上規(guī)范了水稻覆膜作業(yè)的過程，近年來先進的水稻覆膜插秧一體機和水稻覆膜直播技術(shù)也得到了快速的發(fā)展，在更合理的方式上優(yōu)化了水稻的生產(chǎn)條件。

2 機械化覆膜栽培的優(yōu)缺點

2.1 節(jié)水特性

機械化作業(yè)所覆蓋的地膜多為可降解材料制成，由于薄膜覆蓋的原因，耕地土壤內(nèi)的空氣與外界環(huán)境流通較慢，形成了良好的封閉式條件，使得土壤之中的水分蒸發(fā)量顯著降低，有利于保持土壤濕度的均衡穩(wěn)定。因充足的水分供給，水稻的根系生長條件良好，尤其對于干旱地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，過去還需要采用人工筑墻和人工維持的方式來抵抗干旱，人力勞動負擔很重。相對而言，有地膜覆蓋的耕地水稻生長更為旺盛，在干旱季節(jié)對水田的灌水量也顯著低于未覆膜耕地。

2.2 優(yōu)化土壤

在地膜覆蓋的作用下，微生物在穩(wěn)定且適宜的土壤環(huán)境中更容易繁殖和生存，在微生物的作用下，耕地土壤中的腐質(zhì)物質(zhì)更快速地轉(zhuǎn)化成無機鹽，經(jīng)大量實驗和實際生產(chǎn)記錄證實，有地膜覆蓋的耕地，氮元素含量增加30%以上，磷元素含量增加20%以上，鉀元素含量也會增加15%～20%。此外，在地膜覆蓋之后，土壤中的養(yǎng)分被灌溉過程引起的淋溶、流失、揮發(fā)等問題都顯著減少，使得土壤中養(yǎng)分的利用率大幅提升。在水稻種植的中后期，進行規(guī)范的追肥作業(yè)，能有效保證水稻健康和穩(wěn)產(chǎn)。

2.3 充分利用光照

地膜覆蓋后，由于地膜光滑的表面，其反光率達到12%～14%，有效提升了水稻生長過程中對陽光的利用率，尤其在午間時分，水稻中下部的葉片接受到的光照量可增加3～4倍，因光合作用的增強，葉綠素的含量顯著增加，有效推遲靠下葉片衰老期，促進干物質(zhì)的積累并提高產(chǎn)量。此外，因地膜覆蓋后會與地表貼合，較小的縫隙中空氣的流通能力較弱，在陽光的照射和地膜的共同作用下，地表溫度最高可達50 ℃，這能讓絕大部分的雜草枯萎死亡，若在覆蓋地膜的同時使用除草劑，也能達到更好的除草效果，避免雜草對土壤養(yǎng)分的搶奪，保證水稻生長獲得足夠的養(yǎng)分供給。

2.4 缺點與弊端

（1）因為地膜覆蓋作業(yè)所使用的薄膜材料不一，很多薄膜為難以降解的塑料制品，不僅存在著污染和回收困難的問題，還會因為塑料中含有的聚乙稀或聚氯乙稀類等有毒物質(zhì)而產(chǎn)生污染。這些物質(zhì)可能會對土壤或家畜造成危害，甚至影響周圍人群的人身健康，且由于耕地多年覆蓋薄膜，易導致殘留薄膜難以徹底的清除，導致再次作業(yè)的難度增加和水稻產(chǎn)量的降低。

（2）機械化水稻覆膜栽培技術(shù)并不能適應所有的耕地使用，對于部分沙地、貧瘠、黏滯土壤，則不適于使用地膜覆蓋栽培技術(shù)進行作業(yè)。例如，在沙地耕地的表面覆蓋薄膜，容易導致所覆蓋的沙質(zhì)土壤的溫度在陽光的照射下快速升高，嚴重影響水稻的生長質(zhì)量，甚至可能導致減產(chǎn)的出現(xiàn)。此外，對于較為貧瘠的耕地，覆蓋地膜后施肥作業(yè)會變得相對困難，盡管在覆膜初期可添加肥料，但無法供水稻的全部生長期使用，加之土壤肥力的不足，而影響最終的糧食產(chǎn)量。

3 機械化覆膜的相關技術(shù)

水稻的覆膜機械主要是針對于傳統(tǒng)人工作業(yè)方式存在弊端而設計的新設備，其結(jié)構(gòu)和功能能滿足覆膜作業(yè)的相關要求，能夠在作業(yè)中完成開溝、整地、覆膜、壓膜、打孔和覆土等工作，其主要的工作結(jié)構(gòu)包括了開溝器、整地板、覆膜輥、壓膜輥和覆土器多種部件，并通過電控和液壓裝置實現(xiàn)相關功能的調(diào)節(jié)，較為先進的機械甚至實現(xiàn)了覆膜插秧的同步進行，顯著提升了工作效率。其田間工作狀態(tài)如圖2所示。

3.1 開溝器及其功能

單一的覆膜裝置各功能部件的位置關系如圖3所示，按照工作順序分別為開溝器、覆膜輥、壓膜輥、覆土器等。在覆膜作業(yè)時，開溝器通過導向裝置在耕地泥土中扎入，能夠起到導向和松動土層的雙重作用，有效降低覆膜機械的前進阻力。之后通過剪切力作用，泥土在開溝器后側(cè)部分以及左右側(cè)板位置向兩側(cè)散開，從而在開溝后形成土溝，并防止溝兩側(cè)的土壤再次回落到溝里。現(xiàn)階段覆膜裝置使用的開溝器多為芯鏵式開溝器，結(jié)構(gòu)上由前導錐、立柱、芯鏵組成，能為開溝時減少阻力，取得好的開溝效果。

3.2 覆膜輥與壓膜輥

覆膜輥多采用圓柱筒的結(jié)構(gòu)，在覆膜輥上安裝有成卷的可降解薄膜，覆膜輥的兩側(cè)以可拆卸的方式通過螺栓安裝在機架上，以便于在地膜用盡后實現(xiàn)便捷的更換。通常情況下，壓膜輥的主要結(jié)構(gòu)包括了轉(zhuǎn)軸、圓柱形壓膜筒、自潤滑軸承、壓膜輪以及打孔錐等幾大部分。壓膜輥的安裝方式為：在轉(zhuǎn)軸兩側(cè)分別按要求安裝兩個自潤滑軸承，然后再將圓柱壓膜筒安裝在轉(zhuǎn)軸上，并將壓膜輪安裝于圓柱壓膜筒的兩側(cè)，以保證地膜的可靠壓實;通過圓柱壓膜筒上焊接的打孔錐，能夠?qū)崿F(xiàn)對覆蓋地膜過程中的打孔作業(yè)，供后續(xù)的插秧使用。

3.3 覆土裝置

水稻覆膜機械的覆土裝置多采用盤式結(jié)構(gòu)，通常包含了圓盤和翻土量調(diào)節(jié)組件兩大部分，其中圓盤依靠自身斜角實現(xiàn)覆土作業(yè)，而翻土量調(diào)節(jié)組件包括了多個方向的調(diào)節(jié)桿以及鎖緊螺釘、調(diào)節(jié)塊、夾緊塊等部件，可實現(xiàn)高低位置、水平角度以及左右方向覆土量的調(diào)整。

綜上所述，現(xiàn)代化的水稻覆膜栽培技術(shù)必須要依靠覆膜機械才能完成，且覆膜機械在作業(yè)效率和質(zhì)量方面也都具有明顯的優(yōu)勢，未來的水稻覆膜栽培機械化技術(shù)應努力突破傳統(tǒng)的耕作和種植方法，積極結(jié)合農(nóng)藝技術(shù)和農(nóng)作物栽培技術(shù)，使水稻覆膜的機械化栽培向更合理的方向發(fā)展，實現(xiàn)水稻栽培過程與自然資源保護的協(xié)調(diào)發(fā)展。

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