膜侧种植技术及配套播种机具应用研究

张 勇 菅志亮* 路战远 李素萍 张向前 赵小庆 张晓蒙王治宇 路大波

（1巴彦淖尔市农牧业科学研究院，内蒙古巴彦淖尔 015000；2内蒙古自治区农牧业科学院，内蒙古呼和浩特 010000；3内蒙古大博金田机械有限公司，内蒙古杭锦后旗 015400）

覆膜种植技术可以起到保温、保湿、增温、减少病害、抑制杂草、增产增收等作用，被广泛应用于向日葵、玉米等作物的种植过程中。当前，河套地区向日葵、玉米等覆膜作物通常采用膜上种植，随着作物的生长，向日葵、玉米等作物大根茬、土块与地膜缠绕一起，机械化回收时地膜与根茬分离困难。由于农艺和农机不融合，大量地膜遗留在土壤中，耕地质量日益退化和农业面源污染等问题日益凸显。同时，膜上种植易出现作物苗期高温早衰、种穴错位、覆土板结等问题。

针对上述问题，本文从农艺和农机融合方面开展了膜侧种植技术和配套播种机具应用研究。膜侧种植技术及配套播种机具的应用在保留地膜覆盖优点的同时，可缩减地膜铺设宽度，减少地膜用量，作物种植于地膜外边缘处，避免地膜与根茬、土块缠绕，为地膜机械化回收创造有利条件，对解决地膜覆盖造成土壤耕地质量日益退化和农业面源污染等问题具有重要意义。

1 膜侧种植技术

膜侧种植技术指通过播种机具铺膜带起拱形微垄，改膜上种植为膜两侧种植，将作物种植在距地膜边缘处的一种农艺种植模式。采用宽窄行种植，适用地膜宽度 50～55 cm，宽行 65～70 cm，窄行 50～55 cm，株距21 cm，距地膜边缘3～5 cm播种，播种深度3～4 cm，膜下施肥深度5～10 cm。采用膜侧种植，摆脱了根茬对地膜的束缚，且地膜在作物收获后完整性较好，易与土壤剥离，可避免地膜与根茬、土壤缠绕，为地膜的机械化回收创造了条件，在提升地膜机械化回收率的同时降低了回收地膜的含杂率。采用膜侧种植模式，膜侧播种和追肥，地膜基本没有破损，保湿保温效果较好[1]。采用拱形微垄铺膜方式，膜上雨水顺拱形微垄汇聚到膜侧苗带，有利于降雨的集纳和水资源的有效利用[2]。此外，膜侧种植解决了玉米、向日葵等植株苗期高温早衰问题，有利于作物增产；播种后可避免种穴错位、覆土板结，提升作物保苗率[3]。

2 膜侧种植配套播种机具

2.1 总体结构

膜侧种植配套播种机具结构见图1。该机具主要由土壤微整形总成、播肥总成、滴灌带铺设总成、铺膜覆土总成、分种精播总成、覆土镇压总成以及风机系统等组成。土壤微整形总成由刮土板、锥形棘爪地轮等组成；播肥总成由肥箱、外槽轮、圆盘开沟器、排肥器、输肥管等组成；滴灌带铺设总成由滴灌带安装架、滴灌带挡盘等组成；铺膜覆土总成由开钩铧、拉膜杆、压膜轮、覆土盘等组成；分种精播总成由气吸分种装置、护籽装置、壳体等组成；覆土镇压总成由镇压轮、镇压轮固定架组成。整机采用可变速排种器结构，方便调节株距，可实现膜下施肥、膜侧播种，一次作业可完成施肥、覆膜、滴灌带铺设、膜侧播种、覆土、镇压等工序。

2.2 工作原理

随着拖拉机行走，在刮土板和锥形棘爪地轮的作用下，该机具完成土壤微整形形成小垄，同步在链轮和链条传动下将肥箱中的肥料沿连接软管输送到圆盘开沟器施肥腿处，将肥料施至土壤中指定深度和位置。圆盘铺膜开沟器同步进行开沟，膜边进入沟内。随着整机行走，压膜轮对膜边保持压紧状态，直筒靴式开沟器同步在膜侧进行开沟。在电风机的作用下，风机风口产生负压，负压通过输气管传到分种气腔的空腔内，使吸籽盘的取种孔内外产生压力差。在压力差的作用下，种子被吸附在比种子小很多的吸籽盘的取种孔上。当地轮在与地面的接触作用下向前运转时，通过链条传动挂轮轴，分种气腔内的吸籽盘在挂轮轴的带动下做相应圆周运动，被吸附在吸种孔上的种子与种箱内的种子分离。当种子被带动转到环形气腔的终点时，由于吸种孔负压的消失，种子在自重和离心力的作用下落入导种铧内并滑落到预定位置。圆盘覆土盘同步对地膜膜边和膜侧沟内的种穴进行覆土，后部镇压轮对膜边覆土和种穴覆土进行镇压。如此循环作业，完成土壤整形、施肥、滴灌带铺设、覆膜、膜侧精量播种、覆土镇压等多项作业。

2.3 主要技术指标

该机具的挂接方式为悬挂式，配套动力为13.2～22.0kW，长×宽×高（外形尺寸）为 1900mm×1075mm×1 090 mm，作业行数2行，行距40～55 mm，适应膜宽为40～60 mm，配套外槽轮式排肥器2个，圆盘式开沟器2个，锥形棘爪地轮1个，直径为320 mm，圆盘式覆土器2个，28 V电风机1套，滴灌管（带）1套。

3 膜侧种植技术及配套播种机具应用过程

3.1 耕整地要求

膜侧播种机前端锥形棘爪地轮直径两侧到中间递减。为了在铺膜过程带起拱形微垄，在播前耕整地时要进行旋耕，旋耕深度约10 cm。

3.2 机具安装调试

3.2.1 主机架。播前调平主机架。通过调节拖拉机的斜拉杆和与机具连接的中央拉杆的伸缩量进行机具找平，以保证主机架入土作业时整体水平，进而保证良好的铺膜和播种仿形效果[4]。若主机架前低后高，会出现刮土板壅土现象，拖拉机负荷加大，播种深度较浅；反之，若主机架前高后低，则会造成锥形棘爪地轮无法压出拱形微垄，甚至铺膜中间凹陷，播种深度较深。

3.2.2 刮土板。刮土板应根据土壤墒情进行调整，墒情足时调高刮土板位置并锁紧；墒情不足时，适当调低刮土板位置，但不应造成壅土现象发生。

3.2.3 株行距。播种时通过更换相应孔数的吸盘和调整变速器的档位进行株距调整。松开播种器固定装置，调节直筒靴式开沟器沿机架横向距离进行行距调整。

3.2.4 播种深度。播种深度应根据土壤墒情和播种时间确定。播种深度的调节是通过调节直筒靴式开沟器离地高度差来实现的。调整播深无法直接测量，需要在田间试播后，测量种子距离覆土表层的实际深度。不同类型地块，播种调节深度和实际播深略有差异，因而在更换播种地块后应重新调整播深，以保证种子播在湿土层中。

3.2.5 开沟器、覆土盘。将开沟器、覆土盘调整到合适角度与位置，以保证开沟铺膜质量和覆土土量符合农艺要求。

3.2.6 地膜与压膜轮。将地膜安装在机架下方的拉膜杆上，并确定高低、宽度的位置后锁紧。按照所确定的播种行距的要求，将压膜轮正对于压膜沟中心位置后锁定。

3.2.7 滴灌总成。把滴灌带安装架安装在机架上，放上滴灌带，调整滴灌带松紧程度，用手轻拉滴灌带轻松转动即可。将滴灌带从机架下方的轨道内穿过，拉到与地膜对齐，与地膜同步铺设。

3.2.8 镇压轮。将镇压轮位置调整到与播种行对正位置，以保证播后镇压效果。

3.3 播种

3.3.1 试播。播种前应进行试播。试播前，调节排种器上刮籽器对种子精确刮刷的位置，以保证单粒率。试播时，检查机具施肥位置、施肥深度、施肥量、播种深度、株距、行距、覆土量和铺膜效果等，检查影响机具作业状态的部件位置，使机具呈现最佳工作状态。

3.3.2 播种。播种时保持匀速直线行驶，中途不停车，作业速度≤5 km/h。当机具到达地头时，通过液压提升机具，保持电风机正常运转，应轻起轻降，严禁在未将机具悬起时倒车。至少1人辅助作业，随机断膜、压土，视作业情况及时添加种子和化肥，更换地膜和滴灌带，并随时观测风机运转情况和吸种盘上种子的吸附情况。

3.4 播后检查

播后检查播种质量。地膜铺设应平整，呈拱形微垄，地膜覆土均匀严密，无漏种、漏肥现象，膜边入土和压埋正常，滴灌带毛孔向上铺设，单粒率、空穴率、株距合格率、行距合格率、播种深度合格率等指标符合膜侧播种农艺要求。

4 应用效果

在取籽方式方面，由于玉米籽粒为圆形，采用气吸式膜侧播种机播种玉米时，吸盘与种子闭合不严密，容易出现漏气，影响整个气腔的闭气效果，易出现吸盘上籽粒脱落的现象，出现漏播。因此，播种玉米时尽量采用勺轮式取籽结构，以保证排种器取籽效果。向日葵籽粒为弧面结构，采用气吸式膜侧播种机播种向日葵时，吸盘与种子闭合严密，气腔闭气效果较好，适宜采用气吸式取籽结构。在适用范围方面，膜侧种植技术适用于轻壤土、壤土等土壤条件，可以满足作物播种墒情要求。沙壤土要配合滴灌播种，干种湿出。对于黏重类土壤地块，由于土壤坚实度较大，不适宜膜侧播种。现有膜侧种植农艺要求开沟后地膜膜边铺设到沟内并覆土压膜边，在地膜回收时两侧沟内地膜不易回收。因此，建议采用不开沟起拱形微垄铺膜，更有利于地膜的机械化回收，且地膜铺设宽度可进一步缩减。

通过应用膜侧种植技术和配套播种机具，对向日葵、玉米等大根茬类作物采用膜侧机械化播种，在利用地膜覆盖技术优点的同时，铺设地膜宽度由70 cm缩减至55 cm，可节省地膜投入量约21.4%；同时作物种植在地膜外边缘3～5 cm处，避免了根茬对地膜、土块的缠绕，有利于地膜的机械化回收。农艺和农机融合可为解决地膜污染提供技术方案，在河套地区玉米、向日葵等大根茬类作物生产中具有广阔的应用前景，有助于构建环境友好型和资源节约型农业生产模式，为区域农业绿色可持续农业发展奠定基础。