陈 晓，龚 艳*，张 晓，刘德江，缪友谊
（农业农村部南京农业机械化研究所，江苏南京 210014） 摘要：设施西瓜甜瓜一般采用起垄覆膜的种植方式。西甜瓜覆膜种植可以起到增温保墒、防虫、抗病、抑制杂草等作用，在有效减少西瓜甜瓜种植过程中的灌溉用水以及农药化肥使用量的同时，提高西甜瓜产量；起垄作业，则能接受更多的光照从而提高地温，增加土壤通透性，促进作物根系生长发育，抗逆性增强；且起垄的地块排灌方便，管理比平畦栽培更方便。机械起垄铺管覆膜作业质量好、效率高、成本低，它的推广应用对促进设施西甜瓜生产绿发展与提质增效起到了重要作用。围绕西甜瓜起垄铺管铺膜的要求，制定了机具作业规程，为西甜瓜起垄铺管铺膜作业提供技术参考。 关键词：西甜瓜；起垄铺管铺膜；作业规程
0 引言
我国是西甜瓜生产大国，种植面积及产量均位列世界第一位。近年来，随着我国农业供给侧结构性改革
编织袋折边器以及产业布局调整，西甜瓜种植面积不断增加，至2018年西瓜的播种面积达到517.9千hm2，甜瓜的播种面积达到376.1千hm2 [1]。西甜瓜产业作为劳动密集型产业，一直以来存在生产用工多、劳动强度大、机械化程度低等问题。尽管2018年我国农作物耕种收综合机械化率已超过67%，主要粮食作物更是达到80%，但是西甜瓜的耕种收综合机械化率仍然处于较低水平，仅为20%~30%[2]。目前已在西甜瓜生产中大面积推广应用的主要为耕整地、植保、水肥一体化等通用型机械，而起垄、播种、移栽等环节因缺乏与西甜瓜种植农艺要求相配套的专用机械，仍主要依赖于人工。人工作业不仅难以保证作业质量，并且无法满足规模化生产需求，尤其是随着我国农业“用工难”“用工贵”问题日益突出，西甜瓜生产的比较效益不断下降，限制了西甜瓜产业发展，“机器换人”已成为西甜瓜生产节本、提质、增效的必然需求。
由于我国西甜瓜不同产区的地理气候条件各异、西甜瓜品种及栽培模式差异大，农艺标准化、规范化程度低，给西甜瓜农机农艺融合关键技术及机械化装备的研发与推广应用带来困难。其中设施西甜瓜由于作业空间狭小、设施建设不标准，大型机械化装备无法进入其中作业，西甜瓜耕整地环节在用机具大多为铧式犁、旋耕机、开沟机等常规大田机械，起垄、施肥、铺管、铺膜复式作业机缺乏专用机具，人工作业或单项机械化作业，不仅费时费工，并且不利于后续作业环节机具的衔接配套。起垄、施肥、铺管、铺膜复式作业机可采用用于蔬菜的机具，但由于缺乏与西甜瓜不同栽培农艺相适应作业规程，作业质量难以保证。
因此，本作业规程围绕西甜瓜旋耕起垄铺管铺膜的要求，制定了作业方法，旨在规范西甜瓜起垄铺管铺膜复式作业机的使用流程，发挥机器功能，提高作业质量。
1 起垄铺管铺膜作业装备的结构与工作原理
西甜瓜起垄覆膜种植可以起到增温保墒、防虫、抗病、抑制杂草等作用，在有效减少西甜瓜种植过程中的灌溉用水以及农药化肥使用量的同时，提高西甜瓜产量。机械起垄铺管覆膜作业质量好、效率高、成本低，它的推广应用对促进西甜瓜生产绿发展与提质增效起到了重要作用。起垄铺管铺膜作业装备，按功能可分为单一铺管铺膜和起垄、起垄铺管铺膜复式作业三种。
铺管铺膜装备：铺管覆膜覆土一体机作业时，弧形铲土板将地铲平，地轮带动刨土板转动将弧形铲土板中的土刨入覆土板上，开沟犁开出覆膜沟，展膜辊将膜展开，并将农膜平铺于平整的膜床上，侧压膜轮将地膜边压入开出的覆膜沟内，使地膜紧贴膜床，膜边覆土圆盘将土均匀覆在膜边上完成覆膜作业，同时滴灌带被铺于膜下，与覆膜作业同步进行，覆土板将土分散压在地膜上，使地膜与地面紧贴并防止被风吹起，侧压膜轮和覆土犁配合将地膜两边用土压实，可一次性完成平地、铺管、覆膜、覆土等作业。 起垄装备：牵引式起垄装备，根据对土壤的作业次数又分为单刀辊和多刀辊2种结构，两者相比单刀辊结构配套动力相对需求小，更适合沙性土壤环境作业；多刀辊结构采用二次耕作土层的原理，精细
耕作表层土壤，所整理的垄质量更佳，同时也适合黏性土壤作业。单刀辊牵引式起垄装备主要由机架、扶土器、传动机构、起垄板、压整盖板、尾轮等组成，部分还包含镇压辊及液压控制部件等。多刀辊牵引式起垄装备在单刀辊的结构基础上再增加表层精细碎土
基金项目：国家重点研发计划项目（2020YFD1000300）；国家
现代农业产业技术体系项目（CARS-25）
作者简介：陈晓，（1989—），女，山东德州人，硕士，助理研
究员，研究方向为西甜瓜生产机械化技术与装备。
通讯作者：龚艳（1976—），女，海南琼海人，研究员，研究方
向为西甜瓜生产机械化技术与装备。
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农业装备
农业开发与装备 2022年第12期辊装置，进行深耕环节后表土二次精细破碎，再起垄作业，其目的在于保证表层土壤达到苗床细碎度的要求。此外，还有利用开沟起垄的研制起垄装备，适合高垄作业场合。开沟起垄机一般先采用两侧的圆盘式开沟装置将土壤深旋，而后土壤被圆盘的旋转带动，通过离心力甩至垄的正中央，自然形成垄结构，部分机具为保证垄表面的平整度，在垄表面增加镇压板或镇压辊对表土镇压修平。适用于塑料大棚等的小型自走式起垄机一般采用汽油机为动力，将动力传递至刀辊上，刀辊通常在中间部位布置旋耕刀片，两端设有起垄刀片，通过刀辊的转动带动旋耕刀切削土壤，同时起垄刀将切出的土块甩至畦中间区域集中，再利用起垄整形板镇压垄沟的侧边，完成垄的整理。
起垄铺管铺膜复式作业装备：针对作业功能的不同，为提高作业效率，减少土壤压实，目前很多采用复式作业结构——起垄铺管铺膜一体机。图1为农业农村部南京农业机械化研究所针对设施吊蔓西甜瓜耕整地机械化作业需求研制的履带式旋耕起垄铺管铺膜复式作业机，主要由传动部件、旋耕装置、起垄机构、铺膜机构、铺管机构、导向机构及覆土机构等组成。作业时，以35马力的柴油机为动力，采用履带式行走底盘，挂接旋耕起垄铺管覆膜复式作业机，通过可调型的起垄板，可以调节起垄高度与垄型。该机具一个作业流程即可完成旋耕起垄、铺滴灌带、铺地膜及膜边覆土的机械化复式作业。该机型起垄高25~30 cm， 垄宽70~90 cm，垄形弧形、梯形可调，作业速度 2~3 km/h，且体积小巧、
转向灵活，遥控系统能远程控制履带式底盘的左右前进方向以及机具的升降，在温室大棚内具有良好的通过性，满足了设施吊蔓西甜
瓜耕整地机械化作业需求。
1.传动部件vga连接器
2.旋耕机架
3.旋耕部件
4.分土铲
5.垄成形部件
图1 履带式旋耕起垄铺管覆膜复式作业机
2 起垄铺管铺膜复式作业装备操作规程2.1 起垄整地前装备
1）耕整地要求。起垄铺管铺膜前，根据当地气候环境、土壤条件及种植模式等，可选择性地对田块进行施肥、耕翻等预作业。设施土壤3~4年深耕或深松1次可有效打破犁底层，改善土壤板结情况，耕深需达到30 cm以上，深耕或深松后进行旋耕作业，旋耕作业深度应不小于15 cm，耕后地表平整度≤5 cm，碎土率≥50%[3]。耕整作业可结合撒肥机械进行底肥撒施，可
以改善土壤结构和理化性质。起垄铺管铺膜作业前，作业地块的土壤含水率应不大于16%，不应有尺寸大于10 cm的作物残茬、杂草等。
2）起垄铺管铺膜作业装备的选择。起垄铺管铺膜作业装备按行走方式可分为自走式、手扶式和牵引
式，如图2所示。
（a）牵引式 （b）自走式 （c）手扶式
图2 旋耕起垄铺管铺膜复式作业装备
机具的选型应根据设施环境、垄型要求、种植模式等因素进行：空间狭小的单跨大棚或温室，其棚内空间小、垄长较短，建议使用手扶式（或小型乘坐式）起垄铺管铺膜机进行起垄、铺管、覆膜等作业；针对连栋大棚吊蔓西甜瓜种植模式，可选择大棚王拖拉机配套牵引式起垄铺管铺膜机进行作业。
3）操作人员要求。操作人员应经过专业技术培训，熟练掌握操作技术，严格按照农机具使用说明书和安全操作规程进行操作；辅助人员应具备基本的作业知识和安全常识。2.2 作业前准备
1）作业前，检查油箱油量，对起垄铺管铺膜机的注油孔加注黄油。
2）应全面检查紧固件的螺栓、螺母等是否有松动或脱落现象。作业10~20 h后，在依次检查各紧固部件。
3）检查调整发动机气门间隙，对气门弹簧进行定期的检查，一旦弹簧的弹性不够，要及时更换.
4）检查各操纵手柄（主离合操纵杆、液压提升操纵杆）在分离状态；各连接件、传动件是否松动，焊接件是否脱焊.
5）如在工作中发现不正常现象，及时停车检查。如需更换零部件时须将发动机熄火，严禁发动机未熄火时更换零部件。
6）地膜应选择单幅成卷且有芯棒支撑的，其幅宽
应与农艺要求一致，覆盖于垄上后两边留有10~15 cm 的覆膜边。
7）膜卷棒芯应是坚实并有一定刚性的直通管，在膜卷内不应断裂，两端应整齐完好，相对膜卷侧端面的外伸量一般不应大于3 cm。2.3 机具调试
1）机具作业前应进行空转试验，在规定运行条件下各连接件和紧固件不能有松动现象，机器运转平稳，无异常声响。
2）根据垄距、垄高尺寸调整起垄铲的入土深度、作业宽度，使垄距、垄高达到要求后并固定。
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农业装备农业开发与装备 2022年第12期
3）安装膜辊，检查并调整压膜轮压膜情况、覆土盘覆土情况。
4）作业前，可预先规划机具作业轨迹。因起垄后一般会进行移栽作业，可以采用拉直线、设置参照物等方式确保垄体直线度。
2.4 正式作业
1）牵引式旋耕起垄铺管铺膜复式作业装备需和适宜马力的大棚王拖拉机配套，通过三点悬挂将拖拉机与旋耕起垄铺管铺膜复式作业装备连接；自走式与手扶式旋耕起垄铺管铺膜复式作业装备拉动发动机拉绳，启动发动机即可。
蒸汽减压减温装置2）作业装备作业时，应与起垄中心线对正，将地膜用手向后拉出0.5~1 m，并压牢端头与两侧，再将压膜轮压在地面两边，方可进行正式作业。
3）观察周围情况，确认安全后按规划路线作业。
4）作业中，辅助人员要经常检查起垄、铺膜、压膜、覆土等作业质量是否符合农艺要求，一旦发现问题，及时停机检查。
5）起垄铺管铺膜作业过程中，机组不得倒退。
6）地头转弯时要先停机，应将地膜留足覆盖地头的用量后人工将地膜剪断，然后升起机具掉头转弯，使机具对准下次作业位置，将地膜展开，确定压膜轮位置并将机具落下，固定好地膜，便可进行作业。
7）作业过程中发现异常及故障时，应及时停车检查排除。
8）相邻地块之间转移作业时，应将挂膜架升至最高位置，并将起垄压膜覆土器总成抬起。
2.5 作业质量
要求垄形平整，垄表面土壤细化度高且上实下松，垄沟回土、浮土少。垄距、垄顶宽、垄高合格率＞80%，垄表碎土率≥85%，垄顶面平整度≤2 cm，沟底面不平度≤2.5 cm，垄体直线度≤10 cm[4]。铺膜的采光面宽度合格率、采光面地膜展平度、采光面机械破损程度、膜边覆土厚度合格率等作业指标应符合NY/T 986的要求[5]。
设施西甜瓜生产过程中，起垄铺管铺膜作业基本还是以人工作业为主，各种品种采用的株行距、亩密度、垄宽垄向等农艺条件都是以实现产量、质量最佳为前提，考虑农机装备作业需求及便利性的基本很少。因此从宜机化和规范化生产角度出发，推荐的设施吊蔓西甜瓜的种植模式如下：
一垄两行。针对厚皮甜瓜，垄距推荐150 cm，垄上小行距30~40 cm，株距45~55 cm，定植密度：1 600~1 800株/667m2；针对小果型西瓜，垄距推荐180 cm，垄上小行距50~60 cm，株距45~55 cm。定植密度：1 300~1 500株/667m2。
3 保养与维护
1）作业期应给各转动件加注润滑油，拧紧松动的连接件，及时停车清除机具各部位的杂物。
2）作业结束后，应及时清扫附在机具上的泥土及其他杂物，检查机具各部件及其他紧固件情况，如有松动立即拧紧。
3）机器长期不用时，清点随机工具和零配件，清除机器外部尘土、油污及其他杂物；各润滑部位补充润滑油；将机器置于适宜的棚室内，并使其处于稳定状态，保持通风良好，干燥清洁。
4 常见故障及排除
1）地膜偏斜。故障原因：膜卷安装不正、膜卷本身卷绕不齐或机具行驶路线不直。解决办法：检查膜卷，重新安装膜卷并对正垄面，且与机具前进方向垂直；机具匀速、直线行驶。
2）横向皱纹。故障原因：地膜纵向拉力小于横向拉力，前进速度不均匀。解决办法：减小压膜轮压力，增加膜卷的卡紧力，机具保持匀速前进。
3）纵向皱纹。故障原因：地膜的纵向拉力大于横向拉力，前进速度过快。解决办法：增加压膜轮的压力，减小膜卷的卡紧力，适当降低机具前进速度。
4）斜向皱纹。故障原因：机具未能直线行驶，或是左右压膜轮压力不一致。解决办法：可以采用拉直线、设置参照物等方式确保机具直线行进，调整两侧压膜轮，使其压力均匀一致。
5）压膜轮压不住地膜。故障原因：膜卷安装不正、膜卷本身卷绕不齐或机具行驶路线不直。解决办法：检查膜卷，重新安装膜卷并对正垄面，且与机具前进方向垂直；机具匀速、直线行驶。
6）铺膜后卷边。故障原因：压膜轮压力过小，覆土铲与地膜之间的距离过小，覆土铲的角度过大。解决办法：增加压膜轮的压力，减小覆土铲的角度，调整覆土铲与地膜之间的距离。
7）地膜破碎。故障原因：压膜轮压力过大，覆土铲与地膜之间的距离过小。解决办法：减小压膜轮的压力，调整覆土铲与地膜之间的距离。
参考文献
[1] 刘均勇，胡乐鸣.中国农业年鉴（2019年版）[M].北京：中
国农业出版社，2019：300-301.
[2] 龚艳，陈晓，张晓，刘德江，王果.我国西甜瓜生产机械化现
状、问题与解决途径[J].新疆农机化，2019（03）：14-16. [3] 付秋实，陈晓，许传强，孙周平，王怀松.塑料大棚甜瓜优
质轻简高效生产技术规程[J].中国蔬菜，2022（08）：114-118.
[4] T/CAMA 37-2020，蔬菜机械化起垄作业技术规范[S].北紧急切断装置
京：中国农业机械化协会，2020-09-01.
[5] NY/T 986-2006，铺膜机作业质量[S].北京：农业农村部，
2006-04-01.
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