水稻機械化覆膜栽培技術優勢及發展分析

馬明光

摘 要：水稻生產在我國整體農業生產中占據了很大的比例，盡管水稻的生產方式近年來有了顯著的優化和提升，但針對于水資源節約的新理念，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水栽培的重要技術之一，通過對現階段技術應用和發展進行分析，總結了覆膜栽培技術的主要優缺點，并分析了水稻栽培覆膜機械的主要技術和關鍵結構，強調了技術發展的重要方向。

關鍵詞：水稻機械化;覆膜;栽培技術;優勢;發展

中圖分類號：S233.71文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.08.061

水田的生產需要大量的水資源輔助，每年水稻生產的用水量幾乎達到農業生產總用水量的65%，而在我國的農業生產中，水資源分配并不均勻，且總體處于缺乏狀態，水田生產水資源的利用率不高，努力發展農業的節水生產技術是農業長久發展的重要保障。水稻覆膜栽培技術是一項有效的節水生產技術，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，且在干旱時節只需適當補水既能保持土壤濕度，能夠真正實現水稻生產過程節水、高產、質優、高效的要求，保證農業生產水稻產量提升與資源節約的并行。

1 技術發展情況

水稻作為我國的主要糧食作物。國家一直對水稻生產給與了很大程度的重視，針對于水資源節約，節水灌溉技術發展很快，盡管間歇灌溉和濕潤灌溉等先進技術能在一定程度節約水資源的使用量，但是這些技術的應用相對復雜，農民很難完全掌握并合理實施，不合理的節水灌溉方式很容易導致水稻的減產。針對這一問題，相關工作人員加強了對水稻覆膜栽培技術的研究和推廣，最早的覆膜技術是從日本引進的，并在20世紀80年代在東北地區進行了推廣，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，更在一定程度上提高了水稻的產量（如圖1）。由于我國南方地區也同樣存在著季節性缺水的問題，因此，水稻覆膜栽培技術逐漸向華北、西北以及南方丘陵地區普及和使用。現階段水稻覆膜栽培技術已發展為適應南北方不同特點，并具備多種作業方案，能夠有效優化和提升水稻的生產過程。

傳統的水稻覆膜栽培技術多采用人工作業的方式進行，盡管覆膜的效果能夠達到農業對生產的要求，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，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量。且人工覆膜的作業價格很高，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，并在一定程度上規范了水稻覆膜作業的過程，近年來先進的水稻覆膜插秧一體機和水稻覆膜直播技術也得到了快速的發展，在更合理的方式上優化了水稻的生產條件。

2 機械化覆膜栽培的優缺點

2.1 節水特性

機械化作業所覆蓋的地膜多為可降解材料制成，由于薄膜覆蓋的原因，耕地土壤內的空氣與外界環境流通較慢，形成了良好的封閉式條件，使得土壤之中的水分蒸發量顯著降低，有利于保持土壤濕度的均衡穩定。因充足的水分供給，水稻的根系生長條件良好，尤其對于干旱地區的農業生產，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，在干旱季節對水田的灌水量也顯著低于未覆膜耕地。

2.2 優化土壤

在地膜覆蓋的作用下，微生物在穩定且適宜的土壤環境中更容易繁殖和生存，在微生物的作用下，耕地土壤中的腐質物質更快速地轉化成無機鹽，經大量實驗和實際生產記錄證實，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，土壤中的養分被灌溉過程引起的淋溶、流失、揮發等問題都顯著減少，使得土壤中養分的利用率大幅提升。在水稻種植的中后期，進行規范的追肥作業，能有效保證水稻健康和穩產。

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，促進干物質的積累并提高產量。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，避免雜草對土壤養分的搶奪，保證水稻生長獲得足夠的養分供給。

2.4 缺點與弊端

（1）因為地膜覆蓋作業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而產生污染。這些物質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，導致再次作業的難度增加和水稻產量的降低。

（2）機械化水稻覆膜栽培技術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進行作業。例如，在沙地耕地的表面覆蓋薄膜，容易導致所覆蓋的沙質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量，甚至可能導致減產的出現。此外，對于較為貧瘠的耕地，覆蓋地膜后施肥作業會變得相對困難，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量。

3 機械化覆膜的相關技術

水稻的覆膜機械主要是針對于傳統人工作業方式存在弊端而設計的新設備，其結構和功能能滿足覆膜作業的相關要求，能夠在作業中完成開溝、整地、覆膜、壓膜、打孔和覆土等工作，其主要的工作結構包括了開溝器、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相關功能的調節，較為先進的機械甚至實現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，泥土在開溝器后側部分以及左右側板位置向兩側散開，從而在開溝后形成土溝，并防止溝兩側的土壤再次回落到溝里。現階段覆膜裝置使用的開溝器多為芯鏵式開溝器，結構上由前導錐、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構，在覆膜輥上安裝有成卷的可降解薄膜，覆膜輥的兩側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便捷的更換。通常情況下，壓膜輥的主要結構包括了轉軸、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：在轉軸兩側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軸上，并將壓膜輪安裝于圓柱壓膜筒的兩側，以保證地膜的可靠壓實;通過圓柱壓膜筒上焊接的打孔錐，能夠實現對覆蓋地膜過程中的打孔作業，供后續的插秧使用。

3.3 覆土裝置

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

綜上所述，現代化的水稻覆膜栽培技術必須要依靠覆膜機械才能完成，且覆膜機械在作業效率和質量方面也都具有明顯的優勢，未來的水稻覆膜栽培機械化技術應努力突破傳統的耕作和種植方法，積極結合農藝技術和農作物栽培技術，使水稻覆膜的機械化栽培向更合理的方向發展，實現水稻栽培過程與自然資源保護的協調發展。

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