摘 要 青海省東部地區(qū)是我國(guó)重要的馬鈴薯生產(chǎn)基地，其獨(dú)特的高原氣候和復(fù)雜地形為馬鈴薯種植提供了良好環(huán)境條件，但也為機(jī)械化生產(chǎn)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。馬鈴薯地膜覆蓋全程機(jī)械化技術(shù)是一種現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術(shù)，可有效提高馬鈴薯種植效率。為更好發(fā)揮馬鈴薯地膜覆蓋全程機(jī)械化技術(shù)在青海省東部地區(qū)馬鈴薯種植中的作用，根據(jù)當(dāng)?shù)貙?duì)該技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析地膜覆蓋與播種的配合度較低、地膜破損率較高、地膜覆蓋不均勻等問題，提出提高地膜覆蓋與播種的配合度、減少地膜破損、提升地膜覆蓋均勻性等對(duì)策。

關(guān)鍵詞 馬鈴薯；地膜覆蓋全程機(jī)械化技術(shù)；青海省東部地區(qū)

中圖分類號(hào)：S532 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.04.050

馬鈴薯作為我國(guó)重要的糧食作物之一，在保障國(guó)家糧食安全和促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。青海省東部地區(qū)是我國(guó)重要的馬鈴薯生產(chǎn)基地，其獨(dú)特的高原氣候特征為馬鈴薯生長(zhǎng)提供了優(yōu)良環(huán)境條件。近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，地膜覆蓋全程機(jī)械化高產(chǎn)栽培技術(shù)在該地區(qū)得到廣泛應(yīng)用，顯著提高了馬鈴薯產(chǎn)量和生產(chǎn)效率。然而，由于青海省東部地區(qū)地形復(fù)雜、土壤條件多樣，全程機(jī)械化技術(shù)在實(shí)施過程中仍面臨諸多挑戰(zhàn)[1]。這些問題不僅影響了馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)，而且制約了當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，深入研究和解決這些技術(shù)難題具有重要的理論和實(shí)踐意義。筆者通過系統(tǒng)分析青海省東部地區(qū)馬鈴薯地膜覆蓋全程機(jī)械化高產(chǎn)栽培技術(shù)的現(xiàn)狀，識(shí)別關(guān)鍵問題，并提出針對(duì)性的創(chuàng)新策略，以提高地膜覆蓋全程機(jī)械化作業(yè)的精確性和效率。

1 技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

青海省東部地區(qū)是我國(guó)重要的馬鈴薯生產(chǎn)地，位于青藏高原東部邊緣，海拔在2 000～3 500 m，屬高原大陸性氣候，年平均氣溫4～8 ℃，年降水量300～600 mm，光照充足，晝夜溫差大，非常適宜馬鈴薯生長(zhǎng)。2013—2022年，青海省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳先后在民和縣、樂都區(qū)、互助縣等10個(gè)地區(qū)推廣地膜覆蓋栽培技術(shù)，累計(jì)應(yīng)用面積達(dá)80萬(wàn)hm2，并且通過與農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)用融合，顯著提高了作物產(chǎn)量和農(nóng)戶收益，馬鈴薯每667 m2增收400元以上。同時(shí)，為解決殘膜污染問題，青海省積極開展田間殘留地膜回收工作，累計(jì)回收8 700萬(wàn)kg，并探索應(yīng)用全生物降解地膜。在機(jī)械化方面，以樂都區(qū)為例，青海省投入102臺(tái)（套）馬鈴薯生產(chǎn)農(nóng)機(jī)具，實(shí)現(xiàn)播種、鋪膜、埋滴水管、施肥同步作業(yè)，效率提高10.6倍，每667 m2節(jié)省勞動(dòng)力開支435元；同時(shí)，實(shí)施農(nóng)機(jī)具購(gòu)置補(bǔ)貼等政策，重點(diǎn)支持馬鈴薯地膜覆蓋生產(chǎn)全程機(jī)械化。這些措施的實(shí)施顯著提升了青海省東部地區(qū)馬鈴薯種植的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程。

2 存在的問題

2.1 地膜覆蓋與播種的配合度較低

青海省東部地區(qū)在應(yīng)用馬鈴薯地膜覆蓋全程機(jī)械化高產(chǎn)栽培技術(shù)的過程中，存在地膜覆蓋與播種的技術(shù)配合問題。1）地膜鋪設(shè)與播種的協(xié)調(diào)性不足。在實(shí)際操作中，地膜鋪設(shè)速度與播種機(jī)作業(yè)速度往往難以有效匹配，導(dǎo)致兩個(gè)關(guān)鍵過程無(wú)法同步進(jìn)行。地膜鋪設(shè)速度過快時(shí)，播種機(jī)無(wú)法及時(shí)跟上，部分種子未能及時(shí)被膜覆蓋而暴露在外，不僅直接影響出苗率，還可能導(dǎo)致種子生長(zhǎng)受到不利因素的干擾，如干旱、寒潮等自然災(zāi)害或鳥害等[2]；播種機(jī)速度過快時(shí)，則可能導(dǎo)致地膜覆蓋不及時(shí)或不完全，影響后續(xù)田間管理和對(duì)作物生長(zhǎng)環(huán)境的調(diào)控。這種不協(xié)調(diào)不僅顯著降低了作業(yè)效率，還可能造成地膜浪費(fèi)或覆蓋不均勻等問題，增加生產(chǎn)成本并影響整體種植效果。2）機(jī)械化覆膜條件下播種深度和行距精確性不足。覆蓋地膜后，由于地膜的存在，播種機(jī)難以準(zhǔn)確感知實(shí)際的地面位置，進(jìn)行播種時(shí)也受到一定阻礙，導(dǎo)致無(wú)法精準(zhǔn)控制播種深度。播種過深可能導(dǎo)致出苗時(shí)間延遲、種子能量過度消耗，甚至導(dǎo)致種子腐爛；播種過淺則可能使種子易暴露于不利環(huán)境中，影響其發(fā)芽和初期生長(zhǎng)。同時(shí)，地膜的存在顯著增加了準(zhǔn)確控制行距的難度，導(dǎo)致出現(xiàn)行距不均勻的情況。這不僅影響后續(xù)田間管理操作的便利性，還會(huì)導(dǎo)致馬鈴薯生長(zhǎng)空間分配不均進(jìn)而影響產(chǎn)量和品質(zhì)[3]。

2.2 地膜破損率較高

地膜破損率較高，是青海省東部地區(qū)應(yīng)用馬鈴薯地膜覆蓋全程機(jī)械化技術(shù)過程中面臨的重要挑戰(zhàn)。1）機(jī)械作業(yè)過程中的直接損壞。在播種、中耕和收獲等機(jī)械化作業(yè)過程中，農(nóng)機(jī)具與地膜的直接接觸是不可避免的。這種接觸容易造成地膜被劃傷、撕裂、穿孔，嚴(yán)重降低了地膜的覆蓋效果、縮短其使用壽命。特別是在復(fù)雜地形條件下，機(jī)具操作難度增加，更容易對(duì)地膜造成意外損傷，不僅影響保墑增溫效果，還可能導(dǎo)致雜草滋生，增加后期管理難度。2）環(huán)境因素引起的膜質(zhì)量退化。青海省東部地區(qū)的特殊氣候條件對(duì)地膜材質(zhì)提出了更高要求，強(qiáng)烈的紫外線輻射、較大的晝夜溫差和干燥的氣候加速了地膜的老化和脆化，使得地膜在機(jī)械作業(yè)過程中更易發(fā)生破損，大大縮短了地膜的有效使用期限。隨著時(shí)間推移，地膜的保墑增溫效果逐漸減弱，不僅影響作物生長(zhǎng)，還可能增加土壤白化風(fēng)險(xiǎn)。3）殘留雜物造成的膜損傷。前茬作物的殘茬、石塊等田間雜物在機(jī)械作業(yè)過程中極易刺破或劃傷地膜。在全程機(jī)械化作業(yè)模式下，由于人工干預(yù)減少，難以及時(shí)清除這些雜物，大大增加了膜破損的概率。這不僅影響地膜的整體覆蓋效果，還可能造成局部土壤水分和溫度的異常變化，影響馬鈴薯生長(zhǎng)。

2.3 地膜覆蓋不均勻

覆蓋不均也是青海省東部地區(qū)在應(yīng)用馬鈴薯地膜覆蓋全程機(jī)械化技術(shù)過程中面臨的重要挑戰(zhàn)。1）地形的影響。青海省東部地區(qū)地形復(fù)雜多變，坡度變化大，給機(jī)械化覆膜作業(yè)帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。在覆膜過程中，現(xiàn)有設(shè)備難以根據(jù)地形變化實(shí)時(shí)調(diào)整覆膜參數(shù)，導(dǎo)致在不同地形條件下，地膜鋪展存在多方面問題，如出現(xiàn)地膜褶皺、松弛或過度繃緊等情況，嚴(yán)重影響覆蓋效果和后續(xù)田間管理。2）機(jī)械設(shè)備的局限性。目前，青海省東部地區(qū)使用的覆膜機(jī)械在適應(yīng)性和精確性方面存在明顯不足。這些設(shè)備難以根據(jù)田間實(shí)際情況靈活調(diào)整覆膜參數(shù)，如張力、覆蓋角度等。因此，在不同區(qū)域的地膜鋪設(shè)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)張力不一致、平整度差異大等問題，導(dǎo)致出現(xiàn)覆蓋不均現(xiàn)象。這不僅影響地膜的保墑增溫效果，還可能導(dǎo)致局部區(qū)域出現(xiàn)土壤水分和溫度的異常變化[4]。3）土壤條件的影響。青海省東部地區(qū)土壤類型多樣，質(zhì)地差異顯著，復(fù)雜的土壤條件對(duì)機(jī)械化覆膜提出了更高要求。在覆膜過程中，不同土壤條件下地膜的貼合度和固定效果存在較大差異。例如，在砂質(zhì)土上地膜可能難以固定，而在黏土上卻可能出現(xiàn)過度貼合的情況。這種不一致性容易造成局部區(qū)域覆蓋不充分或過度，影響整體覆膜效果。4）作業(yè)速度與精度的矛盾。為了提高作業(yè)效率，通常機(jī)械化覆膜作業(yè)速度較快。然而，高速作業(yè)往往會(huì)影響覆膜的精確性和均勻性。這一矛盾在地形變化較大或土壤條件復(fù)雜的區(qū)域尤為突出。過快的速度可能導(dǎo)致地膜鋪設(shè)不平整、固定不牢，甚至出現(xiàn)遺漏或重復(fù)覆蓋的情況，嚴(yán)重影響覆膜效果。

3 對(duì)策

3.1 提高地膜覆蓋與播種的配合度

針對(duì)青海省東部地區(qū)馬鈴薯地膜覆蓋全程機(jī)械化高產(chǎn)栽培技術(shù)應(yīng)用中存在的地膜覆蓋與播種配合度較低的問題，可采取以下兩種針對(duì)性措施。1）開發(fā)一體化智能地膜覆蓋播種機(jī)，集成地膜鋪設(shè)和精準(zhǔn)播種功能。該設(shè)備應(yīng)配備高精度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地膜鋪設(shè)速度和張力，配合在播種裝置上安裝的變速電機(jī)，通過智能控制算法自動(dòng)調(diào)節(jié)播種速度，確保播種與地膜鋪設(shè)同步。同時(shí)，設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面，允許操作者根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行微調(diào)。這種一體化設(shè)計(jì)可有效解決地膜鋪設(shè)與播種協(xié)調(diào)性不足的問題，提高作業(yè)效率和播種質(zhì)量。2）研發(fā)適應(yīng)覆膜條件的精確深度控制和行距調(diào)節(jié)系統(tǒng)。該系統(tǒng)配備穿透式土壤探測(cè)器，能夠準(zhǔn)確感知地膜下的地面情況，并配合液壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的播種深度控制裝置，根據(jù)探測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整播種深度。采用基于全球定位系統(tǒng)和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)載波相位差分技術(shù)的高精度導(dǎo)航系統(tǒng)，確保播種行距的均勻性和直線度。設(shè)計(jì)可調(diào)節(jié)播種器，根據(jù)種植密度要求靈活調(diào)整行距。同時(shí)，研發(fā)特殊開溝器，在不過分破壞地膜的情況下精確開溝播種。這套系統(tǒng)能夠有效克服地膜覆蓋帶來(lái)的播種深度和行距控制困難，確保播種精度，為馬鈴薯的均勻出苗和后期生長(zhǎng)管理創(chuàng)造有利條件[5]。

3.2 減少地膜破損

針對(duì)青海省東部地區(qū)馬鈴薯地膜覆蓋全程機(jī)械化作業(yè)中的地膜破損問題，可采取以下3點(diǎn)解決措施。1）改進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)以降低直接損壞風(fēng)險(xiǎn)。開發(fā)智能防護(hù)系統(tǒng)，通過實(shí)時(shí)感應(yīng)系統(tǒng)檢測(cè)機(jī)具與地膜之間的距離和壓力，自動(dòng)調(diào)整作業(yè)深度和壓力，最大限度減少直接接觸導(dǎo)致的損壞。同時(shí)，優(yōu)化機(jī)具接觸面設(shè)計(jì)，采用光滑圓弧形狀，減少尖銳邊角，在關(guān)鍵接觸部位使用柔性材料或滾輪結(jié)構(gòu)提供緩沖。2）研發(fā)適應(yīng)高原環(huán)境的新型地膜材料。針對(duì)強(qiáng)烈的紫外線輻射，開發(fā)添加高效紫外線吸收劑的地膜，延緩地膜老化速度；通過改進(jìn)聚乙烯分子結(jié)構(gòu)或添加增韌劑，提高地膜的抗撕裂和抗穿刺性能，并使其更加適應(yīng)大溫差環(huán)境；同時(shí)，研制適合青海省東部地區(qū)氣候條件的生物降解地膜，在保證使用效果的同時(shí)，減少殘留污染。3）建立全程膜損監(jiān)測(cè)防護(hù)體系。實(shí)施精細(xì)化整地，開發(fā)適合當(dāng)?shù)氐纳钏烧卦O(shè)備，徹底清除田間雜物和石塊。引入智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用機(jī)器視覺和傳感器技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地膜狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并標(biāo)記破損位置，以便后續(xù)修復(fù)工作順利進(jìn)行。開發(fā)自動(dòng)修復(fù)技術(shù)，如熱熔貼膜裝置，在作業(yè)過程中自動(dòng)修復(fù)小面積破損。建立膜損評(píng)估與預(yù)警機(jī)制，基于大數(shù)據(jù)分析結(jié)果制訂個(gè)性化防護(hù)方案，減少機(jī)械化作業(yè)過程中地膜破損

情況的發(fā)生。

3.3 提升地膜覆蓋均勻性

為解決青海省東部地區(qū)馬鈴薯地膜覆蓋全程機(jī)械化作業(yè)中地膜覆蓋不均的問題，可采取以下對(duì)策。1）開發(fā)智能自適應(yīng)覆膜系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)包含多關(guān)節(jié)柔性覆膜機(jī)構(gòu)，根據(jù)地形變化自動(dòng)調(diào)整覆膜角度和壓力；采用實(shí)時(shí)地形掃描技術(shù)，如激光雷達(dá)或三維攝像頭，精確捕捉田間微地形變化，搭配人工智能算法，實(shí)時(shí)計(jì)算最佳覆膜參數(shù)。開發(fā)分區(qū)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化覆蓋。2）改進(jìn)覆膜機(jī)械設(shè)計(jì)。研發(fā)模塊化覆膜機(jī)構(gòu)，要求可根據(jù)不同地形和土壤條件快速更換適配部件；設(shè)計(jì)可變張力控制裝置，實(shí)時(shí)調(diào)整張力。同時(shí)，開發(fā)智能邊緣固定系統(tǒng)，確保地膜邊緣固定牢固；引入精準(zhǔn)定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)精度的覆膜作業(yè)。3）研發(fā)適應(yīng)多樣化土壤條件的覆膜技術(shù)。開發(fā)土壤感知系統(tǒng)，實(shí)時(shí)檢測(cè)土壤參數(shù)；設(shè)計(jì)可調(diào)節(jié)的壓輥系統(tǒng)，自動(dòng)調(diào)整壓力；研發(fā)多功能覆膜組件，集成整地、施肥和覆膜功能；開發(fā)智能注水固膜技術(shù)，增強(qiáng)干燥土壤條件下的地膜固定效果。4）優(yōu)化作業(yè)環(huán)節(jié)。開發(fā)變速覆膜系統(tǒng)，根據(jù)地形復(fù)雜度和土壤條件自動(dòng)調(diào)整作業(yè)速度；設(shè)計(jì)智能路徑規(guī)劃算法，優(yōu)化作業(yè)路線；引入作業(yè)質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并調(diào)整覆膜不均的問題；開發(fā)協(xié)同作業(yè)模式，多臺(tái)覆膜機(jī)協(xié)同工作；建立覆膜作業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)，記錄和優(yōu)化不同地塊的最佳作業(yè)參數(shù)，為制訂覆膜方案、確保覆膜均勻提供數(shù)據(jù)支撐。

4 結(jié)語(yǔ)

青海省東部地區(qū)馬鈴薯地膜覆蓋全程機(jī)械化高產(chǎn)栽培技術(shù)的研究和應(yīng)用對(duì)于提高當(dāng)?shù)伛R鈴薯產(chǎn)量、品質(zhì)和生產(chǎn)效率具有重要意義。盡管當(dāng)前該技術(shù)的研究與應(yīng)用面臨諸多挑戰(zhàn)，但通過持續(xù)創(chuàng)新和優(yōu)化，問題有望得到有效解決。例如，智能自適應(yīng)系統(tǒng)的引入將大大提高覆膜機(jī)械對(duì)復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)能力，改進(jìn)的機(jī)械設(shè)計(jì)將確保地膜在各種條件下都能達(dá)到理想的覆蓋效果，優(yōu)化作業(yè)流程將進(jìn)一步提高覆膜作業(yè)的整體質(zhì)量和效率。以上對(duì)策為進(jìn)一步提升青海省東部地區(qū)馬鈴薯地膜覆蓋全程機(jī)械化高產(chǎn)栽培技術(shù)水平指明了方向。

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（責(zé)任編輯：劉寧寧）