液态地膜喷施机应用研究

徐鹏

摘要：引进液态地膜技术，在辽西干旱半干旱地区开展试验示范，取得保墒增温增产等效果。针对液态地膜配套喷施设备出现的问题，研发了2MP-12型液态地膜喷施机并开展试验示范。结果表明：该机整体结构设计紧凑，安装合理，喷施效果好，能满足生产实际要求。

关键词：农业机械；液态地膜；喷施机；地膜覆盖

中图分类号：S223.5 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2017）03-0031-02

地膜覆盖作为最直观的设施农业措施，增温保墒效果明显，在干旱半干旱和低温冷凉地区应用普遍，为提高粮食综合生产能力、保障粮食安全发挥着重要作用。但由于地膜覆盖技术操作繁琐、费工费力且带来“白色污染”问题，加上粮食价格波动、缺少政策资金支持等影响，阻碍了地膜覆盖栽培技术的大面积推广应用。针对上述问题，引进液态地膜在玉米、花生和马铃薯等作物上进行试验示范，以探索其应用效果并完善配套技术。

1 液态地膜技术及效果

液态地膜是从农作物废弃秸秆中提取出木质素、纤维素、多糖等天然高分子材料，加入多种微量元素和有机质，经交联聚合生成高分子生物聚合物，均匀稀释后经喷头雾化在地表固化为一层褐色膜的现代生物技術。

针对辽西干旱半干旱地区降雨量少，雨量分布不均，春季干旱少雨多风，降雨利用率低，传统地膜覆盖作业操作繁琐、费工费力、污染严重等现实问题，结合中央财政重大农业技术推广项目《生物降解液态地膜应用技术示范推广》实施，引进液态地膜技术，在辽西北干旱半干旱地区进行试验示范推广应用，并不断完善配套栽培技术。多年试验表明，该技术能有效缓解干旱少雨给农业生产带来的困扰，减轻干旱对农业生产带来的损失，具有以下优点：一是具有保墒增温增产效果。地面喷施液态地膜后，不仅可以集覆盖抑蒸、保墒增温、固土防蚀功能于一体，产生保墒蓄墒、就地渗入和雨水富集等叠加效应，而且促进农作物增产，增产幅度达450 kg/hm2以上。二是保墒增墒效果明显。液态地膜喷施地表后阻碍土壤水分蒸发，可以保水保墒并减轻风蚀水蚀。三是提高天然降水利用率。液态地膜能将有限的降水入渗于膜下，同时减缓膜下水分的蒸发速度，有效利用自然降水。四是有效增加积温。液态地膜喷施地表后可增加积温，进而扩大玉米中晚熟品种的种植区域。五是可与除草剂混用，除草效果更好，适于大面积规模化机械化覆膜作业。

3 液态地膜喷施设备的研发与应用

3.1 液态地膜技术应用推广中遇到的问题

随着液态地膜技术的深入推广，液态地膜喷施设备不完善不配套的问题逐渐显现。现有喷施设备在泵的选择、管路设计、药液搅拌、管路清洗、操作控制等诸多方面存在问题，严重阻碍了液态地膜技术的推广。核心问题是：液体地膜不同于水，而是一种粘稠状的液体原料，这种粘稠状的液态地膜在进入药箱前虽然经滤网粗过滤，但滤网不能过滤掉那些细小的颗粒，因为一旦采用网眼过小过密的滤网，则粘稠状的液态地膜极易阻塞细小网眼而使地膜难以倒入药箱之中，因此一般采用稍大网眼的滤网。而采用这样的滤网会导致大量颗粒进入药箱，尽管液态地膜遇水可以稀释，但并不能保证完全溶解，导致水中容易产生漂浮物，箱底容易产生沉淀物。这些难以迅速溶解的“杂质”积攒过多，就会随时堵塞过滤装置和喷头，导致作业难以长时间持续进行，经常出现堵塞现象而不得不停车清理喷头或过滤器。如果堵塞严重难以清理，还得随时准备更换新的喷头，既耽搁作业时间，又影响作业质量，更增加作业成本。

3.2 液态地膜喷施设备的研发

辽宁省农业机械化研究所与沈阳维盛机械制造厂及辽宁省农业技术推广站合作， 开展新型液态地膜喷施机研发，重点解决管路堵塞、泄漏及自动控制装置问题，研发了多轮样机，取得实际进展。

1） 结构方案的确定

整机与拖拉机的挂接方式为悬挂式，药箱位置设置在整体结构前下方，起到结构紧凑、增加稳定性、方便驾驶员操作的作用；在保证机架强度和操作安全前提下，选用既轻便又耐用的100 mm×850 mm×450 mm立式塑料桶；喷杆折叠与展开方式为液压传动，方便驾驶员操作，节省作业时间；水箱置于药箱侧上方，采用750 mm×440 mm×420 mm 卧式塑料水箱；自动控制系统的控制面板放置在驾驶室内，体积尽量减小，方便操作与拆装；为防止泄露，整机采用带有罗纹连接的耐压密封管。

2） 主要结构设计

喷洒系统由拖拉机后输出轴提供动力驱动活塞泵运转，设计了可调整泵体位置的安装架。管路采用螺纹连接，保证整体耐压和密封要求。考虑到过滤器的强度和日常维护，选用透明材质螺纹接口的T型过滤器，将过滤器采用硬连接方式安装于进泵管路，这样可以透过透明滤芯罩直接观察滤芯堵塞情况，便于更换滤芯，实现管路负压高效过滤和管路牢固耐用。设有超压保护装置，出泵管路配有循环管连接药箱，实现自循环清洗，并优化了循环管出口位置和角度。设有自动吸料模式，即进泵管路中手动阀门连接吸料管，用以替代人工上料，免去了繁重的体力劳动。

清洗系统可自动清洗全部管路及泵体、阀体、药箱、喷头等部件。

自动控制系统分为电控系统和液控系统。电控系统控制端位于驾驶室内，由驾驶员单手操纵。系统设有独立电源开关，不工作时不损耗电量。设有循环模式、喷洒模式、循环冲洗模式和喷洒冲洗模式，并有相应的指示灯监测工作状态。液控系统控制端位于驾驶室内，由驾驶员单手操纵。液控系统由控制阀、液压缸和液压管组成，整体结构简单，运行稳定可靠。

3） 试制试验情况

2015年3月样机研制后，当年在新民市进行了小规模试验，发现存在过滤器和喷头容易堵塞等问题，随后做了一系列优化措施：一是零部件选材上严格把关，采购质量好的材料，使用知名厂家质量过硬产品；二是对多道工序严格检测，由专门质检员进行把关；三是焊接部件和整机需要通过严格检查，试验其安全性；三是设计人员进行全程现场跟踪指导，发现问题及时解决，确保样机试制质量并按期完成试制任务；四是重新设计管路并增加监测流量表，解决经常出现的管路泄露导致系统压力不足问题；五是在系统中添加了自动吸料装置， 节省了作业时间，减轻了劳动强度。

2MP-12型液态地膜喷施机于2015年末试制完成后，于2016年初在锦州进行了试验，各项指标达到设计要求。无论液态地膜喷施效还是机械性能，均受到用户和作业人员的普遍好评。该机当年推广应用10台套，并获得省级科技成果。

2017年上半年，2MP-12型液态地膜喷施机在辽宁西部葫芦岛、锦州、朝阳、阜新及辽宁中部新民、辽中等15个县区推广应用47台，累计作业面积超过2000 hm2。试验作业结果表明：2MP-12型液态地膜喷施机样机作为液态地膜的配套实施产品，整体结构设计紧凑、安装合理、喷施效果好，能满足生产实际要求，达到了不堵、不漏及操作简单的预期效果。

参考文献

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