高希君，车砚名
（1.辽宁省农业机械化研究所，沈阳 110161；
2.辽宁省农业发展服务中心，沈阳 110034）
除亚洲以外，欧美等发达国家水稻种植均以直播为主，水稻直播已成为我国重点研究的水稻轻简化栽培技术之一。水稻种膜直播栽培技术是一种将种膜覆盖在地表，种子在膜下与土壤接触，利用可降解的种膜控制杂草生长，膜下种子发芽后通过种膜上预留出苗孔从膜下长出膜外发育的绿色栽培方式。与传统水稻移栽作业模式相比，具有以下特点：一是控草，不会带来农业面源污染；
二是节水，省水30%～40%；
三是省工，该技术省去了耕田、放水、晾田的步骤，能达到节省水源的目的[1]；
四是提温，使水稻提前8~10 d 成熟。水稻种膜直播栽培技术推广应用的主要障碍因素有两个方面：一是缺乏管理经验；
二是缺少适配装备。目前使用的水稻覆膜直播设备还无法满足作业质量要求，易出现播后不发芽、不出苗、出弱苗的现象，直接影响覆膜直播效果。为实现可降解膜的田间铺放作业， 采用配套的水稻种膜直播机械显得十分重要[2]。对此，结合前期研究基础，对水稻种膜覆膜直播装备进一步优化结构，改善机具性能，规范作业程序，保障作业质量，提升应用效果。
为解决水稻直播中的杂草控制问题，设计研制了2BSM210 型水稻种膜覆膜直播机[3]。
针对该机在试验中存在的问题，对关键部件进行改进完善，重点对覆土传送装置、分流导向装置和镇压装置进行了机构优化设计。
水稻种膜覆膜直播机结构简图如图1。
图1 水稻种膜覆膜直播机结构简图Figure 1 Structural diagram of rice seed film mulching direct seeder
1.1 覆土传送装置的研发与改进
覆土传送装置包括覆土主动辊、覆土被动辊和覆土输送带。
覆土主动辊设在机架上方，覆土被动辊置于机架下方，靠近旋耕碎土装置的旋耕刀，覆土主动辊、覆土被动辊上缠绕覆土输送带，旋耕刀旋耕后的土抛至覆土输送带。减速箱输出轴与覆土主动辊上分别安装传动轮，两个传动轮之间传动连接。
采用旋耕粉碎+抛土方式采集覆盖土， 用传送带将其采集、传送、覆盖于种膜上。
在试验过程中发现，这种抛土和覆土方式会使种膜上的土壤覆盖厚度差异加大，进而出现覆土不均和种膜悬空现象。对此，增设了覆土调节装置，即在机架上安装了覆土调节杆和调节板。
调节板通过两个调节杆连接在机架上，位于覆土输送带上方。
通过调节覆土调节杆长度，可以调整覆土调节板与覆土输送带之间的距离，进而控制覆土量。
根据多次试验验证，将覆土输送带与水平面之间的夹角 α 设定为 25 °～50 °，角度可调，以便传输。覆土输送带两侧设有挡板，防止抛上来的土掉落。
经改进后作业试验， 可以达到消除种膜悬空的效果，保证了膜上覆土量符合农艺要求。
1.2 分土装置的研发与改进
原设计的覆土分流方式较为简单，直接将旋耕粉碎的土壤抛至种膜上。由于机械在田间作业过程中起伏、振动较大，导致抛送的土壤间断性抛落，部分覆土区域极易出现部分堆积、部分无土的现象。对此，增设了覆土分流导向装置。该装置由多个三棱锥形的分土块组成， 相邻三棱锥分土块构成下窄上宽的梯形截面，并将导流槽倾斜设计，这样不仅提高了槽内土壤的流动性和方向性，而且可以防止土壤堵塞或粘附在导流槽表面。
改进后试验表明，抛送的土壤被分成若干条，覆盖于种膜的种带上，保证了种膜覆土的定向、连续、集中、均匀，为播后出苗一致性奠定了基础。
1.3 镇压装置的研发与改进
镇压辊用于细碎土壤的平整和压实，利于种膜覆膜播种。
为了解决种膜悬空失墒影响出苗的问题，设计一种带凸台的种槽镇压辊。该镇压辊可在种条带上镇压出一定宽度的条槽，分流后的土壤覆于条槽上将种带压实，保证地面平整和种膜紧贴地面，达到了改进效果。
围绕辽宁东西南中四大区域，在桓仁县、阜蒙县、灯塔市、沈阳于洪区分别建设4 个水稻种膜覆膜直播机械化作业示范基地，面积0.67～6.67 hm2不等，考察水稻种膜覆膜直播机作业状态，验证机具直播作业质量。春季重点测定了旋耕灭茬整地作业前和种膜覆膜直播机试验前的土壤含水率、秸秆覆盖率、土壤紧实度等数据，以保证试验地达到水稻种膜覆膜直播机试验的土壤条件和要求。同时，开展覆土性能参数测定，测得平均覆土厚度2.96 cm，覆土宽度161.6 cm，覆膜连续性和种膜搭接效果满足作业覆土作业质量要求。种膜降解实地观测效果良好，有效防控了杂草，减少了除草剂的使用。秋季多地多点测得4 个项目示范区的平均产量为406.7 kg/667 m2，产量不高的原因在于田间管理不到位，缺乏精细化管理经验。
通过两年监测，水稻种膜覆膜直播机工作稳定性和连续性较好，工作效率高，能够基本满足作业要求。
3.1 播后覆土压实，防范风刮鸟食
由于水稻栽培是以种膜覆盖地表的方式进行的，在覆膜播种时易受春季风力的影响。
在2020 年和2021 年水稻种膜覆膜播种试验期间， 因初春时节风力较大，导致膜上覆盖的一些土壤被风吹走，个别试验地块的膜上覆土几乎被吹净。尽管采取了人工覆土压膜补救措施，但部分播在种膜中的稻种仍出现离地悬空、失水跑墒现象，对后续水稻出苗影响较大，部分试验区出现出苗不齐甚至断苗现象，这也是影响水稻种膜覆膜栽培作业效果的重要环境因素。
此外，种膜覆膜播种后若不及时压土，会导致稻种裸露在外或覆土厚度不够，还易被麻雀偷食且难以看护，导致严重缺苗。
这就要求在种膜铺放的同时要及时覆土压实，并适时上水湿润土壤， 这样不仅可以防止麻雀啄食，还可为稻种提供充足水分，进而保障种膜中的稻种正常发芽、出苗和生长。
3.2 提升整地质量，灌水及时跟上
水稻种膜覆膜直播栽培对整地质量要求很高，要求地表平整度差在20 mm 以内， 否则会因水层难以控制而影响水稻出苗。同时，要求表土细碎，无明显土块，无长秸秆，这样才能保障种膜与地表紧贴，让水稻种子接地气，否则，种膜中的稻种会因无法从土壤中吸取水分和养分而出现不发芽、不出苗、出弱苗的现象。此时，若灌水后管理跟不上，也会影响水稻种膜覆膜直播效果和粮食产量。
但在实际作业过程中，很难达到理想中的地表平整状态，主要原因在于选择水稻种膜覆膜直播栽培的地块普遍面积较小且大多为旱地改为水用，原有旱作地块对平整度要求低。
这就要求在播种前期的整地过程中，有条件的地区事先实施激光平地作业，再进行灭茬旋耕、种膜覆膜、上土压土等一体化作业。
如果田块秸秆覆盖率较大，应事先秸秆粉碎还田，再利用水稻种膜覆膜直播机进行覆膜播种作业。
3.3 细化田间管理，总结技术规范
水稻种膜覆膜直播栽培技术要求高， 影响因素多，产量不稳定，因此，推广应用普及度不高。
应在试验示范和技术应用中注意以下几点：一是地块盐碱度对水稻种膜直播出苗产生一定影响，需掌握好催芽机浸种催芽时间；
二是需要注意播种量的控制，避免播种量过多或过少；
三是注意除草剂的种类选择、喷洒剂量及施药时间；
四是选择适宜的栽植时间以防倒春寒，后期应注意气温变化以防低温冷害；
五是培育懂技术的“明白人”，加强田间精细化管理，逐步扩大水稻绿色栽培面积；
六是持续开展试验研究，不断总结管理经验，提出适于不同地区的水稻种膜覆膜直播栽培技术规范，用以科学指导水稻直播栽培实践。