陳 曉，龔 艷，張 曉，劉德江，繆友誼

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

0 引言

我國(guó)是西甜瓜生產(chǎn)大國(guó)，種植面積及產(chǎn)量均位列世界第一位。近年來，隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革以及產(chǎn)業(yè)布局調(diào)整，西甜瓜種植面積不斷增加，至2018年西瓜的播種面積達(dá)到517.9千hm2，甜瓜的播種面積達(dá)到376.1千hm2[1]。西甜瓜產(chǎn)業(yè)作為勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，一直以來存在生產(chǎn)用工多、勞動(dòng)強(qiáng)度大、機(jī)械化程度低等問題。盡管2018年我國(guó)農(nóng)作物耕種收綜合機(jī)械化率已超過67%，主要糧食作物更是達(dá)到80%，但是西甜瓜的耕種收綜合機(jī)械化率仍然處于較低水平，僅為20%～30%[2]。目前已在西甜瓜生產(chǎn)中大面積推廣應(yīng)用的主要為耕整地、植保、水肥一體化等通用型機(jī)械，而起壟、播種、移栽等環(huán)節(jié)因缺乏與西甜瓜種植農(nóng)藝要求相配套的專用機(jī)械，仍主要依賴于人工。人工作業(yè)不僅難以保證作業(yè)質(zhì)量，并且無法滿足規(guī)?；a(chǎn)需求，尤其是隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)“用工難”“用工貴”問題日益突出，西甜瓜生產(chǎn)的比較效益不斷下降，限制了西甜瓜產(chǎn)業(yè)發(fā)展，“機(jī)器換人”已成為西甜瓜生產(chǎn)節(jié)本、提質(zhì)、增效的必然需求。

由于我國(guó)西甜瓜不同產(chǎn)區(qū)的地理氣候條件各異、西甜瓜品種及栽培模式差異大，農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化程度低，給西甜瓜農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合關(guān)鍵技術(shù)及機(jī)械化裝備的研發(fā)與推廣應(yīng)用帶來困難。其中設(shè)施西甜瓜由于作業(yè)空間狹小、設(shè)施建設(shè)不標(biāo)準(zhǔn)，大型機(jī)械化裝備無法進(jìn)入其中作業(yè)，西甜瓜耕整地環(huán)節(jié)在用機(jī)具大多為鏵式犁、旋耕機(jī)、開溝機(jī)等常規(guī)大田機(jī)械，起壟、施肥、鋪管、鋪膜復(fù)式作業(yè)機(jī)缺乏專用機(jī)具，人工作業(yè)或單項(xiàng)機(jī)械化作業(yè)，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)工，并且不利于后續(xù)作業(yè)環(huán)節(jié)機(jī)具的銜接配套。起壟、施肥、鋪管、鋪膜復(fù)式作業(yè)機(jī)可采用用于蔬菜的機(jī)具，但由于缺乏與西甜瓜不同栽培農(nóng)藝相適應(yīng)作業(yè)規(guī)程，作業(yè)質(zhì)量難以保證。

因此，本作業(yè)規(guī)程圍繞西甜瓜旋耕起壟鋪管鋪膜的要求，制定了作業(yè)方法，旨在規(guī)范西甜瓜起壟鋪管鋪膜復(fù)式作業(yè)機(jī)的使用流程，發(fā)揮機(jī)器功能，提高作業(yè)質(zhì)量。

1 起壟鋪管鋪膜作業(yè)裝備的結(jié)構(gòu)與工作原理

西甜瓜起壟覆膜種植可以起到增溫保墑、防蟲、抗病、抑制雜草等作用，在有效減少西甜瓜種植過程中的灌溉用水以及農(nóng)藥化肥使用量的同時(shí)，提高西甜瓜產(chǎn)量。機(jī)械起壟鋪管覆膜作業(yè)質(zhì)量好、效率高、成本低，它的推廣應(yīng)用對(duì)促進(jìn)西甜瓜生產(chǎn)綠色發(fā)展與提質(zhì)增效起到了重要作用。起壟鋪管鋪膜作業(yè)裝備，按功能可分為單一鋪管鋪膜和起壟、起壟鋪管鋪膜復(fù)式作業(yè)三種。

鋪管鋪膜裝備：鋪管覆膜覆土一體機(jī)作業(yè)時(shí)，弧形鏟土板將地鏟平，地輪帶動(dòng)刨土板轉(zhuǎn)動(dòng)將弧形鏟土板中的土刨入覆土板上，開溝犁開出覆膜溝，展膜輥將膜展開，并將農(nóng)膜平鋪于平整的膜床上，側(cè)壓膜輪將地膜邊壓入開出的覆膜溝內(nèi)，使地膜緊貼膜床，膜邊覆土圓盤將土均勻覆在膜邊上完成覆膜作業(yè)，同時(shí)滴灌帶被鋪于膜下，與覆膜作業(yè)同步進(jìn)行，覆土板將土分散壓在地膜上，使地膜與地面緊貼并防止被風(fēng)吹起，側(cè)壓膜輪和覆土犁配合將地膜兩邊用土壓實(shí)，可一次性完成平地、鋪管、覆膜、覆土等作業(yè)。

起壟裝備：牽引式起壟裝備，根據(jù)對(duì)土壤的作業(yè)次數(shù)又分為單刀輥和多刀輥2種結(jié)構(gòu)，兩者相比單刀輥結(jié)構(gòu)配套動(dòng)力相對(duì)需求小，更適合沙性土壤環(huán)境作業(yè)；多刀輥結(jié)構(gòu)采用二次耕作土層的原理，精細(xì)耕作表層土壤，所整理的壟質(zhì)量更佳，同時(shí)也適合黏性土壤作業(yè)。單刀輥牽引式起壟裝備主要由機(jī)架、扶土器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、起壟板、壓整蓋板、尾輪等組成，部分還包含鎮(zhèn)壓輥及液壓控制部件等。多刀輥牽引式起壟裝備在單刀輥的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上再增加表層精細(xì)碎土輥裝置，進(jìn)行深耕環(huán)節(jié)后表土二次精細(xì)破碎，再起壟作業(yè)，其目的在于保證表層土壤達(dá)到苗床細(xì)碎度的要求。此外，還有利用開溝起壟的研制起壟裝備，適合高壟作業(yè)場(chǎng)合。開溝起壟機(jī)一般先采用兩側(cè)的圓盤式開溝裝置將土壤深旋，而后土壤被圓盤的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)，通過離心力甩至壟的正中央，自然形成壟結(jié)構(gòu)，部分機(jī)具為保證壟表面的平整度，在壟表面增加鎮(zhèn)壓板或鎮(zhèn)壓輥對(duì)表土鎮(zhèn)壓修平。適用于塑料大棚等的小型自走式起壟機(jī)一般采用汽油機(jī)為動(dòng)力，將動(dòng)力傳遞至刀輥上，刀輥通常在中間部位布置旋耕刀片，兩端設(shè)有起壟刀片，通過刀輥的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)旋耕刀切削土壤，同時(shí)起壟刀將切出的土塊甩至畦中間區(qū)域集中，再利用起壟整形板鎮(zhèn)壓壟溝的側(cè)邊，完成壟的整理。

起壟鋪管鋪膜復(fù)式作業(yè)裝備：針對(duì)作業(yè)功能的不同，為提高作業(yè)效率，減少土壤壓實(shí)，目前很多采用復(fù)式作業(yè)結(jié)構(gòu)——起壟鋪管鋪膜一體機(jī)。圖1為農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所針對(duì)設(shè)施吊蔓西甜瓜耕整地機(jī)械化作業(yè)需求研制的履帶式旋耕起壟鋪管鋪膜復(fù)式作業(yè)機(jī)，主要由傳動(dòng)部件、旋耕裝置、起壟機(jī)構(gòu)、鋪膜機(jī)構(gòu)、鋪管機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)及覆土機(jī)構(gòu)等組成。作業(yè)時(shí)，以35馬力的柴油機(jī)為動(dòng)力，采用履帶式行走底盤，掛接旋耕起壟鋪管覆膜復(fù)式作業(yè)機(jī)，通過可調(diào)型的起壟板，可以調(diào)節(jié)起壟高度與壟型。該機(jī)具一個(gè)作業(yè)流程即可完成旋耕起壟、鋪滴灌帶、鋪地膜及膜邊覆土的機(jī)械化復(fù)式作業(yè)。該機(jī)型起壟高25～30 cm，壟寬70～90 cm，壟形弧形、梯形可調(diào)，作業(yè)速度2～3 km/h，且體積小巧、轉(zhuǎn)向靈活，遙控系統(tǒng)能遠(yuǎn)程控制履帶式底盤的左右前進(jìn)方向以及機(jī)具的升降，在溫室大棚內(nèi)具有良好的通過性，滿足了設(shè)施吊蔓西甜瓜耕整地機(jī)械化作業(yè)需求。

圖1 履帶式旋耕起壟鋪管覆膜復(fù)式作業(yè)機(jī)

2 起壟鋪管鋪膜復(fù)式作業(yè)裝備操作規(guī)程

2.1 起壟整地前裝備

1）耕整地要求。起壟鋪管鋪膜前，根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境、土壤條件及種植模式等，可選擇性地對(duì)田塊進(jìn)行施肥、耕翻等預(yù)作業(yè)。設(shè)施土壤3～4年深耕或深松1次可有效打破犁底層，改善土壤板結(jié)情況，耕深需達(dá)到30 cm以上，深耕或深松后進(jìn)行旋耕作業(yè)，旋耕作業(yè)深度應(yīng)不小于15 cm，耕后地表平整度≤5 cm，碎土率≥50%[3]。耕整作業(yè)可結(jié)合撒肥機(jī)械進(jìn)行底肥撒施，可以改善土壤結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)。起壟鋪管鋪膜作業(yè)前，作業(yè)地塊的土壤含水率應(yīng)不大于16%，不應(yīng)有尺寸大于10 cm的作物殘茬、雜草等。

2）起壟鋪管鋪膜作業(yè)裝備的選擇。起壟鋪管鋪膜作業(yè)裝備按行走方式可分為自走式、手扶式和牽引式，如圖2所示。

圖2 旋耕起壟鋪管鋪膜復(fù)式作業(yè)裝備

機(jī)具的選型應(yīng)根據(jù)設(shè)施環(huán)境、壟型要求、種植模式等因素進(jìn)行：空間狹小的單跨大棚或溫室，其棚內(nèi)空間小、壟長(zhǎng)較短，建議使用手扶式（或小型乘坐式）起壟鋪管鋪膜機(jī)進(jìn)行起壟、鋪管、覆膜等作業(yè)；針對(duì)連棟大棚吊蔓西甜瓜種植模式，可選擇大棚王拖拉機(jī)配套牽引式起壟鋪管鋪膜機(jī)進(jìn)行作業(yè)。

3）操作人員要求。操作人員應(yīng)經(jīng)過專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，熟練掌握操作技術(shù)，嚴(yán)格按照農(nóng)機(jī)具使用說明書和安全操作規(guī)程進(jìn)行操作；輔助人員應(yīng)具備基本的作業(yè)知識(shí)和安全常識(shí)。

2.2 作業(yè)前準(zhǔn)備

1）作業(yè)前，檢查油箱油量，對(duì)起壟鋪管鋪膜機(jī)的注油孔加注黃油。

2）應(yīng)全面檢查緊固件的螺栓、螺母等是否有松動(dòng)或脫落現(xiàn)象。作業(yè)10～20 h后，在依次檢查各緊固部件。

3）檢查調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)氣門間隙，對(duì)氣門彈簧進(jìn)行定期的檢查，一旦彈簧的彈性不夠，要及時(shí)更換.

4）檢查各操縱手柄（主離合操縱桿、液壓提升操縱桿）在分離狀態(tài)；各連接件、傳動(dòng)件是否松動(dòng)，焊接件是否脫焊.

5）如在工作中發(fā)現(xiàn)不正?，F(xiàn)象，及時(shí)停車檢查。如需更換零部件時(shí)須將發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，嚴(yán)禁發(fā)動(dòng)機(jī)未熄火時(shí)更換零部件。

6）地膜應(yīng)選擇單幅成卷且有芯棒支撐的，其幅寬應(yīng)與農(nóng)藝要求一致，覆蓋于壟上后兩邊留有10～15 cm的覆膜邊。

7）膜卷棒芯應(yīng)是堅(jiān)實(shí)并有一定剛性的直通管，在膜卷內(nèi)不應(yīng)斷裂，兩端應(yīng)整齊完好，相對(duì)膜卷側(cè)端面的外伸量一般不應(yīng)大于3 cm。

2.3 機(jī)具調(diào)試

1）機(jī)具作業(yè)前應(yīng)進(jìn)行空轉(zhuǎn)試驗(yàn)，在規(guī)定運(yùn)行條件下各連接件和緊固件不能有松動(dòng)現(xiàn)象，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無異常聲響。

2）根據(jù)壟距、壟高尺寸調(diào)整起壟鏟的入土深度、作業(yè)寬度，使壟距、壟高達(dá)到要求后并固定。

3）安裝膜輥，檢查并調(diào)整壓膜輪壓膜情況、覆土盤覆土情況。

4）作業(yè)前，可預(yù)先規(guī)劃?rùn)C(jī)具作業(yè)軌跡。因起壟后一般會(huì)進(jìn)行移栽作業(yè)，可以采用拉直線、設(shè)置參照物等方式確保壟體直線度。

2.4 正式作業(yè)

1）牽引式旋耕起壟鋪管鋪膜復(fù)式作業(yè)裝備需和適宜馬力的大棚王拖拉機(jī)配套，通過三點(diǎn)懸掛將拖拉機(jī)與旋耕起壟鋪管鋪膜復(fù)式作業(yè)裝備連接；自走式與手扶式旋耕起壟鋪管鋪膜復(fù)式作業(yè)裝備拉動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)拉繩，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)即可。

2）作業(yè)裝備作業(yè)時(shí)，應(yīng)與起壟中心線對(duì)正，將地膜用手向后拉出0.5～1 m，并壓牢端頭與兩側(cè)，再將壓膜輪壓在地面兩邊，方可進(jìn)行正式作業(yè)。

3）觀察周圍情況，確認(rèn)安全后按規(guī)劃路線作業(yè)。

4）作業(yè)中，輔助人員要經(jīng)常檢查起壟、鋪膜、壓膜、覆土等作業(yè)質(zhì)量是否符合農(nóng)藝要求，一旦發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)停機(jī)檢查。

5）起壟鋪管鋪膜作業(yè)過程中，機(jī)組不得倒退。

6）地頭轉(zhuǎn)彎時(shí)要先停機(jī)，應(yīng)將地膜留足覆蓋地頭的用量后人工將地膜剪斷，然后升起機(jī)具掉頭轉(zhuǎn)彎，使機(jī)具對(duì)準(zhǔn)下次作業(yè)位置，將地膜展開，確定壓膜輪位置并將機(jī)具落下，固定好地膜，便可進(jìn)行作業(yè)。

7）作業(yè)過程中發(fā)現(xiàn)異常及故障時(shí)，應(yīng)及時(shí)停車檢查排除。

8）相鄰地塊之間轉(zhuǎn)移作業(yè)時(shí)，應(yīng)將掛膜架升至最高位置，并將起壟壓膜覆土器總成抬起。

2.5 作業(yè)質(zhì)量

要求壟形平整，壟表面土壤細(xì)化度高且上實(shí)下松，壟溝回土、浮土少。壟距、壟頂寬、壟高合格率＞80%，壟表碎土率≥85%，壟頂面平整度≤2 cm，溝底面不平度≤2.5 cm，壟體直線度≤10 cm[4]。鋪膜的采光面寬度合格率、采光面地膜展平度、采光面機(jī)械破損程度、膜邊覆土厚度合格率等作業(yè)指標(biāo)應(yīng)符合NY/T 986的要求[5]。

設(shè)施西甜瓜生產(chǎn)過程中，起壟鋪管鋪膜作業(yè)基本還是以人工作業(yè)為主，各種品種采用的株行距、畝密度、壟寬壟向等農(nóng)藝條件都是以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量、質(zhì)量最佳為前提，考慮農(nóng)機(jī)裝備作業(yè)需求及便利性的基本很少。因此從宜機(jī)化和規(guī)范化生產(chǎn)角度出發(fā)，推薦的設(shè)施吊蔓西甜瓜的種植模式如下：

一壟兩行。針對(duì)厚皮甜瓜，壟距推薦150 cm，壟上小行距30～40 cm，株距45～55 cm，定植密度：1 600～1 800株/667m2；針對(duì)小果型西瓜，壟距推薦180 cm，壟上小行距50～60 cm，株距45～55 cm。定植密度：1 300～1 500株/667m2。

3 保養(yǎng)與維護(hù)

1）作業(yè)期應(yīng)給各轉(zhuǎn)動(dòng)件加注潤(rùn)滑油，擰緊松動(dòng)的連接件，及時(shí)停車清除機(jī)具各部位的雜物。

2）作業(yè)結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)清掃附在機(jī)具上的泥土及其他雜物，檢查機(jī)具各部件及其他緊固件情況，如有松動(dòng)立即擰緊。

3）機(jī)器長(zhǎng)期不用時(shí)，清點(diǎn)隨機(jī)工具和零配件，清除機(jī)器外部塵土、油污及其他雜物；各潤(rùn)滑部位補(bǔ)充潤(rùn)滑油；將機(jī)器置于適宜的棚室內(nèi)，并使其處于穩(wěn)定狀態(tài)，保持通風(fēng)良好，干燥清潔。

4 常見故障及排除

1）地膜偏斜。故障原因：膜卷安裝不正、膜卷本身卷繞不齊或機(jī)具行駛路線不直。解決辦法：檢查膜卷，重新安裝膜卷并對(duì)正壟面，且與機(jī)具前進(jìn)方向垂直；機(jī)具勻速、直線行駛。

2）橫向皺紋。故障原因：地膜縱向拉力小于橫向拉力，前進(jìn)速度不均勻。解決辦法：減小壓膜輪壓力，增加膜卷的卡緊力，機(jī)具保持勻速前進(jìn)。

3）縱向皺紋。故障原因：地膜的縱向拉力大于橫向拉力，前進(jìn)速度過快。解決辦法：增加壓膜輪的壓力，減小膜卷的卡緊力，適當(dāng)降低機(jī)具前進(jìn)速度。

4）斜向皺紋。故障原因：機(jī)具未能直線行駛，或是左右壓膜輪壓力不一致。解決辦法：可以采用拉直線、設(shè)置參照物等方式確保機(jī)具直線行進(jìn)，調(diào)整兩側(cè)壓膜輪，使其壓力均勻一致。

5）壓膜輪壓不住地膜。故障原因：膜卷安裝不正、膜卷本身卷繞不齊或機(jī)具行駛路線不直。解決辦法：檢查膜卷，重新安裝膜卷并對(duì)正壟面，且與機(jī)具前進(jìn)方向垂直；機(jī)具勻速、直線行駛。

6）鋪膜后卷邊。故障原因：壓膜輪壓力過小，覆土鏟與地膜之間的距離過小，覆土鏟的角度過大。解決辦法：增加壓膜輪的壓力，減小覆土鏟的角度，調(diào)整覆土鏟與地膜之間的距離。

7）地膜破碎。故障原因：壓膜輪壓力過大，覆土鏟與地膜之間的距離過小。解決辦法：減小壓膜輪的壓力，調(diào)整覆土鏟與地膜之間的距離。