水稻機(jī)械化覆膜栽培技術(shù)優(yōu)勢(shì)及發(fā)展分析

馬明光

摘 要：水稻生產(chǎn)在我國(guó)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(duì)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(fèi)仍較為嚴(yán)重。水稻機(jī)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(duì)現(xiàn)階段技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)行分析，總結(jié)了覆膜栽培技術(shù)的主要優(yōu)缺點(diǎn)，并分析了水稻栽培覆膜機(jī)械的主要技術(shù)和關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，強(qiáng)調(diào)了技術(shù)發(fā)展的重要方向。

關(guān)鍵詞：水稻機(jī)械化;覆膜;栽培技術(shù);優(yōu)勢(shì);發(fā)展

中圖分類號(hào)：S233.71文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(dá)到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總用水量的65%，而在我國(guó)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(zhǎng)久發(fā)展的重要保障。水稻覆膜栽培技術(shù)是一項(xiàng)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(fèi)，并充分利用自然降水，且在干旱時(shí)節(jié)只需適當(dāng)補(bǔ)水既能保持土壤濕度，能夠真正實(shí)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(guó)的主要糧食作物。國(guó)家一直對(duì)水稻生產(chǎn)給與了很大程度的重視，針對(duì)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(rùn)灌溉等先進(jìn)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(yīng)用相對(duì)復(fù)雜，農(nóng)民很難完全掌握并合理實(shí)施，不合理的節(jié)水灌溉方式很容易導(dǎo)致水稻的減產(chǎn)。針對(duì)這一問題，相關(guān)工作人員加強(qiáng)了對(duì)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(jìn)的，并在20世紀(jì)80年代在東北地區(qū)進(jìn)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(guó)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(yīng)南北方不同特點(diǎn)，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(jìn)行，盡管覆膜的效果能夠達(dá)到農(nóng)業(yè)對(duì)生產(chǎn)的要求，但也同時(shí)存在著覆膜工作時(shí)間長(zhǎng)、勞動(dòng)量大的問題，由于工作效率較低，常因?yàn)楦材ざ绊懰痉N植的時(shí)間。尤其對(duì)于我國(guó)北方地區(qū)，若種植延期超過5天以上，會(huì)直接影響水稻的生長(zhǎng)期和最終產(chǎn)量。且人工覆膜的作業(yè)價(jià)格很高，一畝地通常要達(dá)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(shí)不嚴(yán)等問題，從而對(duì)水稻的生長(zhǎng)造成不利影響。針對(duì)這一問題，我國(guó)大力推廣了水稻覆膜機(jī)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(jìn)的水稻覆膜插秧一體機(jī)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(jī)械化覆膜栽培的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 節(jié)水特性

機(jī)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(zhǎng)條件良好，尤其對(duì)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(dòng)負(fù)擔(dān)很重。相對(duì)而言，有地膜覆蓋的耕地水稻生長(zhǎng)更為旺盛，在干旱季節(jié)對(duì)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(jī)鹽，經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)和實(shí)際生產(chǎn)記錄證實(shí)，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(huì)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(jìn)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(dá)到12%～14%，有效提升了水稻生長(zhǎng)過程中對(duì)陽光的利用率，尤其在午間時(shí)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(qiáng)，葉綠素的含量顯著增加，有效推遲靠下葉片衰老期，促進(jìn)干物質(zhì)的積累并提高產(chǎn)量。此外，因地膜覆蓋后會(huì)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(dá)50 ℃，這能讓絕大部分的雜草枯萎死亡，若在覆蓋地膜的同時(shí)使用除草劑，也能達(dá)到更好的除草效果，避免雜草對(duì)土壤養(yǎng)分的搶奪，保證水稻生長(zhǎng)獲得足夠的養(yǎng)分供給。

2.4 缺點(diǎn)與弊端

（1）因?yàn)榈啬じ采w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(huì)因?yàn)樗芰现泻械木垡蚁』蚓勐纫蚁☆惖扔卸疚镔|(zhì)而產(chǎn)生污染。這些物質(zhì)可能會(huì)對(duì)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(dǎo)致殘留薄膜難以徹底的清除，導(dǎo)致再次作業(yè)的難度增加和水稻產(chǎn)量的降低。

（2）機(jī)械化水稻覆膜栽培技術(shù)并不能適應(yīng)所有的耕地使用，對(duì)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(jìn)行作業(yè)。例如，在沙地耕地的表面覆蓋薄膜，容易導(dǎo)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(yán)重影響水稻的生長(zhǎng)質(zhì)量，甚至可能導(dǎo)致減產(chǎn)的出現(xiàn)。此外，對(duì)于較為貧瘠的耕地，覆蓋地膜后施肥作業(yè)會(huì)變得相對(duì)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(zhǎng)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(jī)械化覆膜的相關(guān)技術(shù)

水稻的覆膜機(jī)械主要是針對(duì)于傳統(tǒng)人工作業(yè)方式存在弊端而設(shè)計(jì)的新設(shè)備，其結(jié)構(gòu)和功能能滿足覆膜作業(yè)的相關(guān)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(shí)現(xiàn)相關(guān)功能的調(diào)節(jié)，較為先進(jìn)的機(jī)械甚至實(shí)現(xiàn)了覆膜插秧的同步進(jìn)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(guān)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(shí)，開溝器通過導(dǎo)向裝置在耕地泥土中扎入，能夠起到導(dǎo)向和松動(dòng)土層的雙重作用，有效降低覆膜機(jī)械的前進(jìn)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(dǎo)錐、立柱、芯鏵組成，能為開溝時(shí)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(jī)架上，以便于在地膜用盡后實(shí)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(rùn)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(gè)自潤(rùn)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(shí);通過圓柱壓膜筒上焊接的打孔錐，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)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(jī)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(shí)現(xiàn)覆土作業(yè)，而翻土量調(diào)節(jié)組件包括了多個(gè)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(shí)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(jī)械才能完成，且覆膜機(jī)械在作業(yè)效率和質(zhì)量方面也都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，未來的水稻覆膜栽培機(jī)械化技術(shù)應(yīng)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(jī)械化栽培向更合理的方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)水稻栽培過程與自然資源保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉建武. 水稻覆膜旱作的優(yōu)點(diǎn)及高效節(jié)水栽培技術(shù)[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技， 2012（3）：115-116.

[2] 于德斌. 淺談水稻覆膜旱作的優(yōu)點(diǎn)及種植技術(shù)[J]. 新農(nóng)村（黑龍江）， 2013（8）：142-142.

[3] 張玉良. 水稻節(jié)水機(jī)械自動(dòng)覆膜裝置的試驗(yàn)研究[D]. 長(zhǎng)春：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2012.

[4] 張萬仁， 張洪江， 楊丹. 水稻節(jié)水覆膜裝置的研制[J]. 農(nóng)業(yè)與技術(shù)， 2015（1）：69-71.

[5] 孫玉旺， 張懷民， 劉月榮. 機(jī)械覆膜水稻節(jié)水栽培技術(shù)[J]. 天津農(nóng)林科技， 2002（1）.