液態(tài)地膜噴施機應用研究

徐鵬

摘要：引進液態(tài)地膜技術(shù)，在遼西干旱半干旱地區(qū)開展試驗示范，取得保墑增溫增產(chǎn)等效果。針對液態(tài)地膜配套噴施設備出現(xiàn)的問題，研發(fā)了2MP-12型液態(tài)地膜噴施機并開展試驗示范。結(jié)果表明：該機整體結(jié)構(gòu)設計緊湊，安裝合理，噴施效果好，能滿足生產(chǎn)實際要求。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機械；液態(tài)地膜；噴施機；地膜覆蓋

中圖分類號：S223.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2017）03-0031-02

地膜覆蓋作為最直觀的設施農(nóng)業(yè)措施，增溫保墑效果明顯，在干旱半干旱和低溫冷涼地區(qū)應用普遍，為提高糧食綜合生產(chǎn)能力、保障糧食安全發(fā)揮著重要作用。但由于地膜覆蓋技術(shù)操作繁瑣、費工費力且?guī)怼鞍咨廴尽眴栴}，加上糧食價格波動、缺少政策資金支持等影響，阻礙了地膜覆蓋栽培技術(shù)的大面積推廣應用。針對上述問題，引進液態(tài)地膜在玉米、花生和馬鈴薯等作物上進行試驗示范，以探索其應用效果并完善配套技術(shù)。

1 液態(tài)地膜技術(shù)及效果

液態(tài)地膜是從農(nóng)作物廢棄秸稈中提取出木質(zhì)素、纖維素、多糖等天然高分子材料，加入多種微量元素和有機質(zhì)，經(jīng)交聯(lián)聚合生成高分子生物聚合物，均勻稀釋后經(jīng)噴頭霧化在地表固化為一層褐色膜的現(xiàn)代生物技術(shù)。

針對遼西干旱半干旱地區(qū)降雨量少，雨量分布不均，春季干旱少雨多風，降雨利用率低，傳統(tǒng)地膜覆蓋作業(yè)操作繁瑣、費工費力、污染嚴重等現(xiàn)實問題，結(jié)合中央財政重大農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣項目《生物降解液態(tài)地膜應用技術(shù)示范推廣》實施，引進液態(tài)地膜技術(shù)，在遼西北干旱半干旱地區(qū)進行試驗示范推廣應用，并不斷完善配套栽培技術(shù)。多年試驗表明，該技術(shù)能有效緩解干旱少雨給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的困擾，減輕干旱對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的損失，具有以下優(yōu)點：一是具有保墑增溫增產(chǎn)效果。地面噴施液態(tài)地膜后，不僅可以集覆蓋抑蒸、保墑增溫、固土防蝕功能于一體，產(chǎn)生保墑蓄墑、就地滲入和雨水富集等疊加效應，而且促進農(nóng)作物增產(chǎn)，增產(chǎn)幅度達450 kg/hm2以上。二是保墑增墑效果明顯。液態(tài)地膜噴施地表后阻礙土壤水分蒸發(fā)，可以保水保墑并減輕風蝕水蝕。三是提高天然降水利用率。液態(tài)地膜能將有限的降水入滲于膜下，同時減緩膜下水分的蒸發(fā)速度，有效利用自然降水。四是有效增加積溫。液態(tài)地膜噴施地表后可增加積溫，進而擴大玉米中晚熟品種的種植區(qū)域。五是可與除草劑混用，除草效果更好，適于大面積規(guī)模化機械化覆膜作業(yè)。

3 液態(tài)地膜噴施設備的研發(fā)與應用

3.1 液態(tài)地膜技術(shù)應用推廣中遇到的問題

隨著液態(tài)地膜技術(shù)的深入推廣，液態(tài)地膜噴施設備不完善不配套的問題逐漸顯現(xiàn)。現(xiàn)有噴施設備在泵的選擇、管路設計、藥液攪拌、管路清洗、操作控制等諸多方面存在問題，嚴重阻礙了液態(tài)地膜技術(shù)的推廣。核心問題是：液體地膜不同于水，而是一種粘稠狀的液體原料，這種粘稠狀的液態(tài)地膜在進入藥箱前雖然經(jīng)濾網(wǎng)粗過濾，但濾網(wǎng)不能過濾掉那些細小的顆粒，因為一旦采用網(wǎng)眼過小過密的濾網(wǎng)，則粘稠狀的液態(tài)地膜極易阻塞細小網(wǎng)眼而使地膜難以倒入藥箱之中，因此一般采用稍大網(wǎng)眼的濾網(wǎng)。而采用這樣的濾網(wǎng)會導致大量顆粒進入藥箱，盡管液態(tài)地膜遇水可以稀釋，但并不能保證完全溶解，導致水中容易產(chǎn)生漂浮物，箱底容易產(chǎn)生沉淀物。這些難以迅速溶解的“雜質(zhì)”積攢過多，就會隨時堵塞過濾裝置和噴頭，導致作業(yè)難以長時間持續(xù)進行，經(jīng)常出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象而不得不停車清理噴頭或過濾器。如果堵塞嚴重難以清理，還得隨時準備更換新的噴頭，既耽擱作業(yè)時間，又影響作業(yè)質(zhì)量，更增加作業(yè)成本。

3.2 液態(tài)地膜噴施設備的研發(fā)

遼寧省農(nóng)業(yè)機械化研究所與沈陽維盛機械制造廠及遼寧省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站合作， 開展新型液態(tài)地膜噴施機研發(fā)，重點解決管路堵塞、泄漏及自動控制裝置問題，研發(fā)了多輪樣機，取得實際進展。

1） 結(jié)構(gòu)方案的確定

整機與拖拉機的掛接方式為懸掛式，藥箱位置設置在整體結(jié)構(gòu)前下方，起到結(jié)構(gòu)緊湊、增加穩(wěn)定性、方便駕駛員操作的作用；在保證機架強度和操作安全前提下，選用既輕便又耐用的100 mm×850 mm×450 mm立式塑料桶；噴桿折疊與展開方式為液壓傳動，方便駕駛員操作，節(jié)省作業(yè)時間；水箱置于藥箱側(cè)上方，采用750 mm×440 mm×420 mm 臥式塑料水箱；自動控制系統(tǒng)的控制面板放置在駕駛室內(nèi)，體積盡量減小，方便操作與拆裝；為防止泄露，整機采用帶有羅紋連接的耐壓密封管。

2） 主要結(jié)構(gòu)設計

噴灑系統(tǒng)由拖拉機后輸出軸提供動力驅(qū)動活塞泵運轉(zhuǎn)，設計了可調(diào)整泵體位置的安裝架。管路采用螺紋連接，保證整體耐壓和密封要求。考慮到過濾器的強度和日常維護，選用透明材質(zhì)螺紋接口的T型過濾器，將過濾器采用硬連接方式安裝于進泵管路，這樣可以透過透明濾芯罩直接觀察濾芯堵塞情況，便于更換濾芯，實現(xiàn)管路負壓高效過濾和管路牢固耐用。設有超壓保護裝置，出泵管路配有循環(huán)管連接藥箱，實現(xiàn)自循環(huán)清洗，并優(yōu)化了循環(huán)管出口位置和角度。設有自動吸料模式，即進泵管路中手動閥門連接吸料管，用以替代人工上料，免去了繁重的體力勞動。

清洗系統(tǒng)可自動清洗全部管路及泵體、閥體、藥箱、噴頭等部件。

自動控制系統(tǒng)分為電控系統(tǒng)和液控系統(tǒng)。電控系統(tǒng)控制端位于駕駛室內(nèi)，由駕駛員單手操縱。系統(tǒng)設有獨立電源開關(guān)，不工作時不損耗電量。設有循環(huán)模式、噴灑模式、循環(huán)沖洗模式和噴灑沖洗模式，并有相應的指示燈監(jiān)測工作狀態(tài)。液控系統(tǒng)控制端位于駕駛室內(nèi)，由駕駛員單手操縱。液控系統(tǒng)由控制閥、液壓缸和液壓管組成，整體結(jié)構(gòu)簡單，運行穩(wěn)定可靠。

3） 試制試驗情況

2015年3月樣機研制后，當年在新民市進行了小規(guī)模試驗，發(fā)現(xiàn)存在過濾器和噴頭容易堵塞等問題，隨后做了一系列優(yōu)化措施：一是零部件選材上嚴格把關(guān)，采購質(zhì)量好的材料，使用知名廠家質(zhì)量過硬產(chǎn)品；二是對多道工序嚴格檢測，由專門質(zhì)檢員進行把關(guān)；三是焊接部件和整機需要通過嚴格檢查，試驗其安全性；三是設計人員進行全程現(xiàn)場跟蹤指導，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，確保樣機試制質(zhì)量并按期完成試制任務；四是重新設計管路并增加監(jiān)測流量表，解決經(jīng)常出現(xiàn)的管路泄露導致系統(tǒng)壓力不足問題；五是在系統(tǒng)中添加了自動吸料裝置， 節(jié)省了作業(yè)時間，減輕了勞動強度。

2MP-12型液態(tài)地膜噴施機于2015年末試制完成后，于2016年初在錦州進行了試驗，各項指標達到設計要求。無論液態(tài)地膜噴施效還是機械性能，均受到用戶和作業(yè)人員的普遍好評。該機當年推廣應用10臺套，并獲得省級科技成果。

2017年上半年，2MP-12型液態(tài)地膜噴施機在遼寧西部葫蘆島、錦州、朝陽、阜新及遼寧中部新民、遼中等15個縣區(qū)推廣應用47臺，累計作業(yè)面積超過2000 hm2。試驗作業(yè)結(jié)果表明：2MP-12型液態(tài)地膜噴施機樣機作為液態(tài)地膜的配套實施產(chǎn)品，整體結(jié)構(gòu)設計緊湊、安裝合理、噴施效果好，能滿足生產(chǎn)實際要求，達到了不堵、不漏及操作簡單的預期效果。

參考文獻

[1] 張春艷，楊新民. 液態(tài)地膜對玉米生長及產(chǎn)量的影響[J].青島農(nóng)業(yè)大學學報：自然科學版，2008（3）：227-23.

[2] 王聰慧，張潔，李俊紅，等. 液態(tài)地膜應用技術(shù)研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2006（14）：3289-3290.

[3] 趙艷艷. 凌源市液態(tài)地膜在玉米上的應用效果[J].農(nóng)業(yè)科技通訊，2016（1）：93-95.

[4] 王合葉，李澧，趙永富，等.液態(tài)地膜及其研究進展[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學，2016（7）：413-415.