第5章机械化覆盖保墒技术

100第5章机械化覆盖保墒技术地表覆盖保墒技术是半干旱地区推广的一项节水保墒耕作技术措施。它包括地膜覆盖技术和作物秸秆覆盖技术。地表覆盖不仅能抑制土壤水分蒸发，减少地表径流，蓄水保墒，而且能增温，保护土壤表层，改善土壤物理性状，培肥地力，抑制杂草和病虫害，提高水分利用率，促进作物生长发育。5.1地膜覆盖保墒技术地膜覆盖栽培技术50年代在日本、法国、意大利、美国等已开始试验应用。我国60年代开始引进研究，80年代正式推广应用于粮食和经济作物。地膜覆盖栽培技术在东北、华北、西北主要旱作农业区，成为农业增产的主要技术措施。5.1.1技术原理和作用地膜覆盖技术是在作物播种时用塑料薄膜覆盖在农田表面，达到使土壤保墒、增温、防冻害，提高产量的目的。根据作物栽培方式不同有平作覆盖、垄作覆盖、沟作覆盖和畦作覆盖等。地膜覆盖的保墒作用主要表现在覆盖后土壤水分与大气交换受到地膜的阻隔，有效地控制了土壤水分向大气蒸发。从土壤表面蒸发出来的水气只能滞留在地膜内的小环境中，当早晚温度降低时就变成水珠，并不断滴落在膜下土壤上，再渗入下层土壤中，第二天温度上升，土壤水分再次蒸发，温度降低时又凝结成水，这样周而复始，构成一个水气小环境，使土壤含水量明显高于不覆盖的土壤。另外，由于地膜覆盖后，地表温度升高，在无重力水的情况下，由于土壤热梯度的差异，促使深层水分向上移机械化覆盖保墒技术101动，起了提水贮墒于土壤上层的作用。试验表明，地膜覆盖的提墒效果，越接近地面，含水量越高。覆膜保墒还可使土壤含水量变动幅度缩小，呈相对稳定状态。在干旱时，可相对减缓干旱程度；而在水涝时，根区湿度也不太大。这将有利于稳产高产。此外，地膜覆盖也有增温保温、改善土壤的理化及供肥性状、增强光合作用等作用。这些作用与土壤墒情也有一定的影响。5.1.2技术要求与实施要点(1)技术要求机械铺膜既要满足地膜覆盖栽培的农艺要求，又要与铺膜机的使用很好地结合，达到既满足农艺要求又发挥机械化作业的优势；机械铺膜的最基本的农艺要求是用地膜把加工好的含有一定量水的土壤(土床)包盖起来，要求展平、贴实、封严、固定牢。(2)实施要点1)对土地的要求①选择作物种植集中、地块较长、墒情较好、地势平坦、无多年生恶性杂草、土层较厚、肥力较高的土地。②精细耙地，松土层要大于10cm，土壤疏松、细碎、均匀，地面平整，无残茬、无大土块及其它杂物。③铺膜前施足底肥。以有机肥和磷素肥为主，配合适量氮素化肥。施用肥料的种类、数量、时间和方法，应根据不同作物、不同土壤肥力等条件因地制宜进行。2)作物品种选择要选用适应塑料薄膜覆盖的，比一般品种生长后期长势较强、不早衰、抗病虫害的优良品种，并做好种子处理及发芽试验。3)地膜应是单幅成卷的，并有芯棒(管)支撑；地膜幅宽与农艺要求一致，一般应为覆盖土床面(畦、垄)宽度再加20—30cm；膜卷缠绕紧实均匀；外径一般为15—20cm，膜卷在芯棒上左右侧边应整齐，外伸量不大于2cm；芯棒应坚实，有一定刚性，在膜农机化生产技术研究的理论与实践102卷内不应断裂，两端整齐完好，相对膜卷端面的外伸量不大于3cm。4)作好机械铺膜前的一切准备，如准备好地膜、种子、化肥、除草剂等；按所栽培作物的农艺要求，因地制宜地选择好适用的地膜覆盖机及与其配套的其它机具，并按技术要求调整好，使其处于正常状态。5.1.3作业工艺及注意事项（1）作业工艺1)机械铺膜作业开始时，要将膜端头及侧边用土封于地头，每一行程开始时均应埋好。2)不同栽培方式的要求：栽培方式有平作、畦作、垄作和沟作。①平作铺膜直接将地膜覆盖在经耕耘平整的农田表面上，膜两侧边分别压埋在土床两侧的沟内。铺膜时只在土床两侧开出埋膜沟，不大量翻动土壤。土床断面形状多为近似长方形的梯形。生产上多采用平作双行覆盖。②畦作铺膜一般采用高畦畦作。地膜把起土堆筑的高畦包封起来，畦面高出原农田地表面，膜两侧边分别压埋于畦两侧的沟内。土床断面形状多为梯形和圆拱形，特殊要求的有“屋脊形”。畦上种植两行或多行植物。③垄作铺膜地膜包封的土床是起土堆筑的垄，即窄高畦。垄间的沟要宽深些，膜两侧边分别压埋在垄侧壁上或垄沟内。一般雨量较少地区、水源不足的灌溉地区和旱地采用低垄双行覆盖。此方式采用宽窄行，窄行40—46cm，宽行80—85cm，在窄行上筑垄，垄高6—10cm，垄宽约66—80cm，垄上覆盖薄膜，一垄上种两行作物。④沟作铺膜播前开沟，播种于沟内，然后用塑料薄膜覆盖。有平覆沟种和沟覆沟种两种方式。北方半干旱的旱作田和水源不机械化覆盖保墒技术103足的灌溉田采用平覆沟种，沟深7cm，沟宽12cm左右，播种于沟内，然后覆膜于沟上。在有灌溉排水条件的盐碱地则采用沟覆沟种。对旱作农田来说主要是低垄覆盖和平作覆盖。3)不同铺膜方法要求①连续铺膜在—块农田内，地膜一幅挨一幅，一畦挨一畦地并排连续铺盖。②间隔(隔行)铺膜在一块农田内，每隔一定间距或一畦铺盖一幅地膜。有几种情况：种同一种作物时，有种在膜上的也有种在露地上的，彼此间隔分布；种两种作物时，膜上种一种作物，露地上种另一种作物，如棉花与小麦或小麦与玉米间作，多是棉花和玉米种在膜上；同一种作物都种在露地上的“膜侧种植”，如棉花和玉米的膜侧种植。4)不同生产工艺流程的要求铺膜作业要与播种配合好，有“先播后铺”和“先铺后播”两种农艺流程。①先播后铺。在播种之后铺膜，能保持播种时的土壤水分，利于出苗；播种省工；铺膜和播种作业可依次连续进行。但待膜下先出苗后必须及时破膜放苗，为缓解破膜放苗所需劳力大的问题，可在铺膜同时在膜上打孔。②先铺后播。先覆盖塑料薄膜，然后再打孔播种。实现先铺后播有两种方式，一是铺膜和膜上打孔播种依次连续进行；一是先铺膜，待膜下土壤温度和墒情合适时再打孔播种，铺膜与播种分段进行。（2）注意事项1)作业时要按规定速度直线行驶，掌握好机器的接行，使机器作业幅宽与沟间距(畦垄间距)一致，一次铺两幅以上地膜或单幅铺膜机隔行迂回作业时可用划行器。2)作业中随时注意观察铺膜质量和机器工作情况。3)大风天作业时应及时在铺膜的土床面上铺盖防风压膜土，每隔一定距离盖一横条土。农机化生产技术研究的理论与实践1044)注意安全；防止人身事故。5)地膜覆盖虽能调节土壤水分，但不是任何土壤水分条件下覆盖都是有效的，对各种作物都有一个极限值。如棉花覆膜，若耕层土壤水分低于12％，即使覆盖，播后也不出苗，12％是棉花覆盖时土壤水分的监界值(露地条件下种子萌发出芽土壤水分临界值下限为15％)。因此，地膜覆盖时还必须注意土壤水分应不低于临界值，否则达不到保墒提墒的预期目的。5.1.4常用地膜覆盖机具（1）铺膜机1)2RM—1型人力地膜覆盖机该机由山东省平度县农机研究所研制，由人力牵引进行铺膜作业，具有结构简单、重量轻、调整操作方便等特点，是简易机型中适应性和作业质量较好的一种机型。适应铺膜畦面(土床面)宽度400—800mm，2—3人操作，生产率0.06一0.1hm2/h，整机质量22kg。2)3DQ—1.4型手动嵌膜式地膜覆盖机该机由江苏省南通市农机化研究所研制，由人力牵引，用嵌膜方法封固地膜。这种简易铺膜机由牵拉手杆、膜卷支架、压膜轮和嵌膜轮组成，用杆架支撑并连接成整机。铺膜畦宽900~l000mm，畦高150~200mm，适用膜宽小于或等于1400mm，整机质量27kg。3)3DFl—1.2RX型人畜力地膜覆盖机该机由辽宁省海城县农机化研究所研制。主要技术参数：铺膜畦宽600—900mm；适用膜宽900~1200mm；铺膜辊外径84mm；压膜轮外径300mm；覆土圆盘外径300mm;整机质量60kg；人力牵引时生产率为0.06~0.1hm2/h；机械化覆盖保墒技术105畜力牵引时生产率为0.11~0.13hm2/h。（2）作畦铺膜机代表机型是2BF—1型地膜覆盖机，由北京市农机研究所研制，能—次完成起土、作畦、整形和铺膜联合作业，与8.8kW手扶拖拉机配套(牵引)，在已耕耙好的土地上作业。主要技术参数：外形尺寸(长×宽×高)1530mm×1350mm×720mm畦面宽600~800mm畦高100~150mm适用膜宽900~1050mm配套动力工农一12型手扶拖拉机配套牵引车CQY型通用牵引车整机质量90kg操作人数2人生产率0.1~0.17hm2/h2BF—1型地膜覆盖机还可与小四轮拖拉机组成悬挂机组进行作畦铺膜作业。与它同系列的还有2BFl—2型地膜覆盖机，由铁牛—55型轮式拖拉机悬挂作业，一次作畦两个、铺两幅地膜。（3）旋耕铺膜机常用的旋耕铺膜机见表5-1。5.1.5经济效益分析地膜覆盖由于水、肥、气、热条件较好，作物生长发育良好，生长速度快，苗期缩短，开花期结实期提前，产量增加、品质优良，最终的经济效益还是提高了。地膜覆盖农作物有小麦、玉米、棉花、花生、甘薯、马铃薯、甜菜和蔬菜、瓜果等。小麦地膜覆盖与对照田比较产量平均增长幅度为l12％~230％；花生平均增产1731kg/hm2；春玉米增产30％~50％；地膜覆盖甘薯也使其产量提高50％以上。棉花覆膜后每hm2增产皮棉225~675kg，增产50％以上。农机化生产技术研究的理论与实践106表5-1常用旋耕铺膜机型号3DF—1.2L型地膜覆盖机1GF—2型旋耕地膜覆盖机1DG—140型旋耕垄作铺膜机研制单位沈阳农机化研究所北京朝阳区农机研究所哈尔滨农机研究所外形尺寸(长×宽×高)2l10×1300×10803155×2464×11651800×1600×l100铺膜畦宽(mm)700~860500~65025~300适用膜宽(mm)950~l100500~520畦高(mm)100~150120~150梯形垄畦间距(mm)940—1050700整机质量(kg)l0025060生产率(hm2/h)0~0.180.40.13配套动力铁牛一55型拖拉机丰收一180型拖拉机配套旋耕机2011—Z型LGN一200型lG—1.25型挂接形式三点悬挂三点悬挂（4）播种铺膜机常用的播种铺膜机见表5-2。表5-2常用播种铺膜机参数2BP一1.1型播种铺膜机2FMQ—3型栅缝式播种铺膜机生产单位辽宁省喀左县农机所新疆农牧机械化所外形尺寸(长×宽×高)2000×1200×660417043001300畦面宽(mm)550—750700~750畦间距(mm)900一l100适用膜宽(mm)850—1100900每畦播种行数2行2畦内行距(cm)33—4270株距(cm)9—44.755播深(cm)2—82~8作业速度(km/h)54~5生产率(hm2/h)0.13一0.20.8~1配套动力8.8kW以上拖拉机铁牛—55型拖拉机整机质量120kg550kg机械化覆盖保墒技术1075.2作物秸杆覆盖技术作物秸秆覆盖技术是在作物收获后或收获同时进行秸秆还田。机械化秸秆直接还田可分为秸秆粉碎还田、根茬粉碎还田和整秆还田等。秸秆还田可改善土壤结构、培肥地力，增加有机肥。秸秆覆盖还可以减少土壤水分蒸发，缓解降雨对地表的冲刷。秸秆及时还田不仅抢农时争积温，还避免秸秆焚烧带来环境污染问题。试验表明，玉米秸秆机械化还田与不还田对比，小麦可增产10%，玉米可增产12%左右，在旱作区以春玉米还田最佳。5.2.1秸秆粉碎还田机械化技术（1）技术作用秸秆粉碎还田机械化技术，是以机械粉碎、灭茬、深耕和耙压等机械化作业为主，将作物秸秆粉碎后直接翻埋到土壤中去，增加土壤有机质，培肥地力，提高作物产量，减少环境污染，争抢农时季节的一项综合配套技术。具有作业质量好、成本低、生产效率高等特点，是大面积实现以地养地、建立高产稳产农田的有效途径之一。（2）农艺要求1)施肥秸秆在腐解为有机肥的过程中需要吸收氮、磷元素，秸秆本身的碳、氮、磷含量比例为100：2：0.3左右，腐解所需的比例为100：4：1左右，因此要补施一定量的氮和磷。一般每公顷还田7.5吨秸秆时，需补施300—600千克速效氮肥或150～225千克尿素(相当于67.5千克纯氮)和75-150千克磷肥(相当于22.5千克纯磷)。2)深埋使秸秆与肥土混拌均匀，并深埋于距地表20厘米