旱作马铃薯机械化全膜沟垄栽培方法

摘要

本发明涉及一种农作物种植技术领域，具体为一种旱作马铃薯机械化全膜沟垄栽培方法。一种旱作马铃薯机械化全膜沟垄栽培方法，其主要特点在于步骤为：(1)播前准备；(2)覆膜播种：一次性完成播种、施肥、起垄、镇压整形、全膜覆盖、提土坐土联合作业，在种薯上方膜顶覆盖3～5cm土壤；(3)植保：在播种后15～20天喷药；使用轮式拖拉机，车轮行走在小垄上，喷头按相应的行距设置；(4)马铃薯的收获。本发明的优点是该技术能实现机械化提土、分土和膜顶坐土，即在种薯上方膜顶覆盖3-5cm土壤，解决幼苗不能破膜出土而造成的烧苗问题；实现了全过程机械化，节约了劳力；解决了残碎膜对土壤的污染；机械化全膜沟垄栽培技术是一项新的农业技术，具有集雨、保墒、提温、增产等优点，其抗旱、增产效果十分显著。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种农作物种植技术领域，具体为一种旱作马铃薯机械化全膜沟垄栽培方法。

背景技术：

马铃薯、小麦、水稻、玉米是重要的四大粮食作物。其中马铃薯在相同的种植条件下单 位面积的蛋白质产量分别为玉米、小麦、大米的2倍、1.3倍、1.2倍，且所含的蛋白质分子 易被人体吸收。此外，马铃薯还含有其它粮食作物没有的胡萝卜素和抗坏血酸；马铃薯营养 丰富、成分结构合理，所含VB和VC分别是苹果的4倍和10倍，其它各种矿物质含量是苹 果的10倍以上。在日常生活中，以马铃薯为原料加工的食品特别受欢迎，营养学家称马铃薯 为性价比很高的食物。马铃薯在加工业中一直是不可缺少的重要原料，尤其是精制淀粉。因 此，马铃薯具有独特的自然属性及优越的经济和社会条件，相关产业有着广阔发展空间。世 界马铃薯研究中心研究表明：近5年内马铃薯全球需求增加了20％，到2020年马铃薯同比 增长超过水稻、小麦、玉米，将占全球总产量的一半以上。马铃薯需求的不断增加，催生马 铃薯种植技术的不断提高，尤其是马铃薯全膜垄沟覆盖种植技术。马铃薯沟垄栽培技术是西 北旱农区近年来广泛推广的一种抗旱增效栽培措施。其优点：降水通过膜面汇集到垄沟内， 能充分接纳作物生长期间的全部降雨，保证马铃薯正常出苗；二是能减少土壤水分的无效蒸 发，保证马铃薯生育期内的水分供应；三是能够提高地温，延长马铃薯生育期，有利中晚熟 品种发挥生产潜力，增产效果明显。特别是在干旱情况下，对春季一次保全苗的作用非常突 出，从而为马铃薯生长发育创造了一个相对稳定的农田生态环境，综合协调了影响马铃薯产 量的各主要因子，使马铃薯具有良好的生长环境，提高产量。

本发明根据我国半干旱地区传统全膜垄沟地膜覆盖马铃薯种植方法，经过多年的田间试 验，研究出一种机械化马铃薯全膜垄沟种植方法，具有集雨、保墒、提温、增产、增效、节 约劳力等优点，其抗旱、增产效果十分显著，为旱作农业区作物种植获得稳产、高产创出了 新路。

发明内容：

本发明的目的在于避免现有技术难于实现全程机械化的缺陷，提出一种旱作马铃薯机械 化全膜沟垄栽培方法。基于膜顶坐土促生机理，机械化种植时在种行膜顶上覆盖一层3～5cm 的土壤，使马铃薯茎芽自动破膜破土出苗。克服传统地膜覆盖马铃薯放苗、封洞程序费工费 时、放苗不及时造成的烧苗以及人为的破坏地膜而影响地膜的压草作用等弊端。解决传统旱 作全覆膜马铃薯种植模式机械化收获幅宽匹配难及容易形成残碎膜的问题。

本发明的目的可以通过采用以下技术方案来实现：一种旱作马铃薯机械化全膜沟垄栽培 方法，其主要特点在于步骤为：

(1)播前准备：

1)选地：

选地要求土地平整，在伏秋前茬作物收获后10～15天内深耕灭茬，采用翻转犁进行耕翻， 耕深达到25～30厘米，耕后在1～2天内耙耱；播种前要浅耕，平整地表，采用旋耕机旋耕， 耕深达到15～20厘米，做到地面平整、无根茬、无坷垃，无残膜；

2)消毒：

切块使用的刀具用0.5％的高锰酸钾消毒；将切割好的土豆块用草木灰拌种，使切口均匀 地沾上草木灰，然后种植；或在种植的垄沟中撒施草木灰做底肥；

(2)覆膜播种：

在4月下旬，采用全膜垄沟播种机进行播种，2行，行距55～60cm、株距25～35cm、播 深10～13cm(种薯距垄面)，再对种沟进行覆土镇压；同时在2行种薯内侧旁施2行化肥，行 距55～60cm；种植机上的取土机构在2行种薯中间取土，取土后形成宽25～30cm、深10～15cm 的沟槽；同时通过种植机上的覆膜装置用宽135～140cm地膜对已播地进行覆盖；最后种植机 上的输土、分土机构将细碎土壤覆盖在垄沟内及种行上，其中种行上方覆土高度为3～5cm； 全膜垄沟播种机下一趟作业时一半地轮压在已覆盖的15cm宽地膜边上，使2行地膜无间隙； 全膜垄沟播种机提土覆土机构在种薯上方膜顶覆盖3-5cm土壤；这种旱作马铃薯机械化全膜 沟垄栽培方法是一种能一次性完成播种、施肥、起垄、镇压整形、全膜覆盖、提土坐土联合 作业；

(3)植保：在播种后15～20天喷药；使用轮式拖拉机，车轮行走在小垄上，喷头按相应 的行距设置；

(4)马铃薯的收获；

1)收获期：

在秋末霜后，叶色变黄转枯，达到生理成熟；块茎脐部易与匍匐茎脱离；块茎表皮韧性 大，皮层厚，色泽正常，即可进行收获；

2)杀秧：

正常地块提前1天把茎秧割除；田间湿度大或土湿粘重地块，收前2～5天割除茎秧，以 利土壤水分蒸发，便于收获；杀秧机要求:杀净率≥95％，不伤地膜；

3)收获：

采用二级分离式马铃薯挖掘机对行挖掘，确保不切割和撕碎地膜，使地膜仍然附着在地 面上，在土薯分离时将地膜同时收起，在第一级分离机构末端将地膜与薯土分离，地里不留 残膜。

所述的地膜厚度为0.008～0.012mm，宽度为135～140cm；

所述的播种机种薯一侧施肥，行距55～60cm；

所述的播种机施肥量为30～70公斤/亩；

所述的膜顶覆土取自种薯中间宽25～30cm、深10～15cm垄沟；

所述的压土是对135～140cm地膜进行垄沟压土，种行上覆土高度为3～5cm；

所述的全膜覆盖为播种机下一趟作业时一半地轮压在已覆盖的15cm宽地膜边上，使相 临行覆膜无间隙。

本发明的有益效果：该技术能实现机械化提土、分土和膜顶坐土促生技术，即在种薯上 方膜顶覆盖3-5cm土壤，解决幼苗不能破膜出土而造成的烧苗问题；实现了全过程机械化， 节约了劳力；解决了残碎膜对土壤的污染；机械化全膜垄沟播技术是一项新的农业技术，具 有集雨、保墒、提温、增产等优点，其抗旱、增产效果十分显著。

附图说明：

图1为一种旱作马铃薯机械化全膜沟垄栽培方法截面示意图；

图中：1.种薯；2.地膜；3.沟底压土；4.膜顶坐土；5.支撑轮；6.排土槽。

具体实施方式：

以下结合附图所示之最佳实例作进一步详述：

实施例1：见图1，种薯1、地膜2、沟底压土3、膜顶坐土4、机器支撑轮5、排土槽6。

一种旱作马铃薯机械化全膜沟垄栽培方法，其主要特点在于步骤为：

(1)播前准备：

1)选地：

选地要求土地平整，在伏秋前茬作物收获后15天内深耕灭茬，采用翻转犁进行耕翻，耕 深达到30厘米，耕后在2天内耙耱；播种前要浅耕，平整地表，采用旋耕机旋耕，耕深达到 20厘米，做到地面平整、无根茬、无坷垃，无残膜；

2)消毒：

切块使用的刀具用0.5％的高锰酸钾消毒；将切割好的土豆块用草木灰拌种，使切口均匀 地沾上草木灰，然后种植；或在种植的垄沟中撒施草木灰做底肥；

(2)覆膜播种：

在4月下旬，采用2CM-2型全膜双垄沟播种机进行播种，2行，行距60cm、株距35cm、 播深13cm(种薯距垄面)，再对种沟进行覆土镇压；同时在2行种薯内侧旁施2行化肥，行 距60cm；种植机上的取土机构在2行种薯中间取土，取土后形成宽30cm、深15cm的沟槽； 同时通过种植机上的覆膜装置用宽140cm地膜对已播地进行覆盖；最后种植机上的输土、分 土机构将细碎土壤覆盖在垄沟内及种行上，种行上方覆高度为5cm土壤；2CM-2型全膜双垄 沟播种机下一趟作业时一半地轮压在已覆盖的15cm宽地膜边上，使2行地膜无间隙；一次 性完成机械化播种、镇压整形、施肥、全膜覆盖、压土等工序；

(3)植保：在播种后20天喷药；使用轮式拖拉机，车轮行走在小垄上，喷头按相应的 行距设置；

(4)马铃薯的收获

1)收获期

在秋末霜后，叶色变黄转枯，达到生理成熟；块茎脐部易与匍匐茎脱离；块茎表皮韧性 大，皮层厚，色泽正常，即可进行收获；

2)杀秧

正常地块提前1天把茎秧割除；田间湿度大或土湿粘重地块，收前5天割除茎秧，以利 土壤水分蒸发，便于收获；杀秧机要求:杀净率≥95％，不伤地膜；

4)收获

采用二级分离式马铃薯挖掘机对行挖掘，确保不切割和撕碎地膜，使地膜仍然附着在地 面上，在土薯分离时将地膜同时收起，在第一级分离机构末端将地膜与薯土分离，地里不留 残膜。

所述的地膜厚度为0.012mm，宽度为140cm；

所述的播种机种薯一侧施肥，行距60cm；

所述的播种机施肥量为70公斤/亩；

所述的膜顶覆土取自种薯中间宽30cm、深15cm垄沟；

所述的压土是对140cm地膜进行垄沟压土，种行上覆土高度为5cm；

所述的全膜覆盖为播种机下一趟作业时一半地轮压在已覆盖的15cm宽地膜边上，使相 临行覆膜无间隙。

实施例2：见图1，种薯1、地膜2、沟底压土3、膜顶坐土4、机器支撑轮5、排土槽6。

一种旱作马铃薯机械化全膜沟垄栽培方法，其步骤为：

(1)播前准备：

1)选地：

选地要求土地平整，在伏秋前茬作物收获后10天内深耕灭茬，采用翻转犁进行耕翻，耕 深达到25厘米，耕后在1天内耙耱；播种前要浅耕，平整地表，采用旋耕机旋耕，耕深达到 15厘米，做到地面平整、无根茬、无坷垃，无残膜；

2)消毒：

切块使用的刀具用0.5％的高锰酸钾消毒；将切割好的土豆块用草木灰拌种，使切口均匀 地沾上草木灰，然后种植；或在种植的垄沟中撒施草木灰做底肥；

(2)覆膜播种：

在4月下旬，采用全膜垄沟播种机进行播种，2行，行距55cm、株距25cm、播深10cm (种薯距垄面)，再对种沟进行覆土镇压；同时在2行种薯内侧旁施2行化肥，行距55cm； 通过种植机上的取土机构对2行种薯中间宽25cm、深10cm垄沟内取土；同时通过种植机上 的覆膜装置用宽135cm地膜对已播地进行覆盖；最后种植机上的输土、分土机构将细碎土壤 覆盖在垄沟内及种行上，种行上方覆高度为3cm土壤；全膜垄沟播种机下一趟作业时一半地 轮压在已覆盖的15cm宽地膜边上，使2行地膜无间隙；一次性完成播种、施肥、起垄、镇 压整形、全膜覆盖、提土坐土等工序；

(3)植保：在播种后15天喷药；使用轮式拖拉机，车轮行走在小垄上，喷头按相应的 行距设置；

(4)马铃薯的收获

1)收获期

在秋末霜后，叶色变黄转枯，达到生理成熟；块茎脐部易与匍匐茎脱离；块茎表皮韧性 大，皮层厚，色泽正常，即可进行收获；

2)杀秧

正常地块提前1天把茎秧割除；田间湿度大或土湿粘重地块，收前2天割除茎秧，以利 土壤水分蒸发，便于收获；杀秧机要求:杀净率≥95％，不伤地膜；

4)收获

采用二级分离式马铃薯挖掘机对行挖掘，确保不切割和撕碎地膜，使地膜仍然附着在地 面上，在土薯分离时将地膜同时收起，在第一级分离机构末端将地膜与薯土分离，地里不留 残膜。

所述的地膜厚度为0.008mm，宽度为135cm；

所述的播种机种薯一侧施肥，行距55cm；

所述的播种机施肥量为30公斤/亩；

所述的膜顶覆土取自种薯中间宽25cm、深10cm垄沟；

所述的压土是对135cm地膜进行垄沟压土，种行上覆土高度为3cm；

所述的全膜覆盖为播种机下一趟作业时一半地轮压在已覆盖的15cm宽地膜边上，使相 临行覆膜无间隙。

实施例3：一种旱作马铃薯机械化全膜沟垄栽培方法是在经过旋耕机与整地机械作业后 的大田上，采用2CM-2型全膜双垄沟马铃薯播种机播种，2行，行距58cm、株距30cm、播 深16cm(种薯距垄面)，再对种沟进行覆土镇压；同时在2行种薯内侧施2行化肥；种植机 上的取土机构在2行种薯中间取土，取土后形成宽30cm、深15cm的沟槽；同时种植机上的 覆膜装置对已播地覆盖宽138cm的地膜；最后种植机上的输土、分土机构将细碎土壤覆盖在 垄沟内及种行上，种行上覆高度为5cm土壤；2CM-2型全膜垄沟播种机下一趟作业时一半地 轮压在已覆盖的15cm宽地膜边上，使相临行覆膜无间隙；一次性完成机械化播种、镇压整 形、施肥、全膜覆盖、压土等工序。

实验例1：旱作马铃薯机械化全膜沟垄栽培方法，其步骤为：

(1)播前准备

1)选地

选地要求土地平整，以适合马铃薯的种植与收获。在伏秋前茬作物收获后及时深耕灭茬， 采用1LF-327液压翻转犁进行耕翻，耕深达到28厘米，耕后及时耙耱；播种前要浅耕，平整 地表，采用1GQ-140型旋耕机旋耕，耕深达到15厘米，做到地面平整、无根茬、无坷垃， 为覆膜、播种创造良好的土壤条件；

2)消毒

马铃薯切口拌草木灰消毒；将切割好的土豆块放在干净的地方，再用新鲜草木灰拌种， 使切口均匀地沾上草木灰，然后栽植；经实验，用这种方法处理的土豆种到地里后，一可起 到消毒杀菌作用，避免细菌侵染伤口，减少烂种现象，达到苗全苗旺；二是草木灰属钾肥， 是土豆生长、结块必不可少的要素。如果在栽植的垄沟中撒施草木灰做种肥，且增产效果会 更明显。

(2)覆膜播种

在4月下旬，采用由甘肃农业大学工学院研制的2CM-2型全膜垄沟播种机进行播种。能 一次完成播种、施肥、起垄、镇压整形、全膜覆盖、提土坐土联合作业。实现机械化提土、 分土和膜顶坐土促生技术，即在种薯上方膜顶覆盖5cm土壤，解决幼苗不能破膜出土而造成 的烧苗问题。

(3)植保

为了防治马铃薯疫病，引进马铃薯植保机具，根据种植模式进行改进，配套20马力轮式 拖拉机，车轮行走在小垄上，喷头按相应的行距安装，使其满足全膜垄沟垄播技术。

主要技术指标：

喷药架展宽/m 6.6；

喷药高度/mm 400-1000。

(4)马铃薯的收获

1)收获期

定西山区下霜早，无霜期短，为防止薯块受冻，可在秋末霜后，地上部大部分枯黄，达 到生理成熟。叶色变黄转枯；块茎脐部易与匍匐茎脱离；块茎表皮韧性大，皮层厚，色泽正 常，即可进行收获。

3)杀秧

正常地块提前1天把茎秧割除；田间湿度大或土湿粘重地块，收前3天(或根据情况天 数可再多些)割除茎秧，以利土壤水分蒸发，便于收获。

杀秧机要求:杀净率≥95％，不伤地膜。

4)收获

采用甘肃农业大学研制的二级分离式马铃薯挖掘机进行对行挖掘，确保不切割和撕碎地 膜，使地膜仍然附着在地面上，在土薯分离时将地膜同时收起，在第一级分离机构末端将地 膜与薯土分离，地里不留残膜。该机采用升运链式薯土分离机构和单侧挠性集条机构，满足 马铃薯全膜垄沟农艺作业要求，一次完成起膜、挖掘、土薯分离和铺放工序。挖掘铲和升运 链倾角可调，振动强度可调，能在含水率25％以内的粘重土、中粘土和沙壤土上作业，伤薯 率≤4％，土壤分离率在73～81％间。

实验例2：下面通过具体试验对本发明旱作马铃薯机械化全膜沟垄栽培方法种植的马铃 薯出苗、烤苗以及膜上覆土对马铃薯生育期、土壤温度、土壤含水量、产量、块茎变绿程度 的影响进行分析。

试验设计

采用随机区组设计，重复3次，设2个处理，每个处理小区面积28m²(10m×2.8m)， 每小区160柱，均采用一膜双行，平畦覆膜，膜边两侧播种，共6个小区。膜距90cm，膜幅 宽50cm，株距25cm，种植密度3800株/亩。处理一(A)：膜上不覆土，处理二(B)：膜上 覆土(播种后20d)抹上覆土，覆土厚度3-5cm。其他农艺措施均相同(整地、施肥、品种、 田间管理等)，并进行同等质量的田间操作。

2结果与分析

2.1对马铃薯出苗、烤苗的影响

覆膜马铃薯在出苗时由于地膜接受阳光而导致膜下温度较高容易烤苗，所以，出苗前需 要进行及时人工划膜放苗。由表1可知，在膜上覆土不会烤苗，并且出苗率与出苗整齐度都 比不覆土有明显差异。主要是由于覆土后降低了摸下的温度。

表1 膜上覆土对马铃薯出苗、烤苗和出苗整齐度的影响

注：播种后30d测定出苗和烤苗率，播种后25d测出苗整 齐度。

2.2膜上覆土对马铃薯生育期的影响

由表2可看出，膜上覆土处理比不覆土生育期长，各个生育阶段均提前。这是由于膜上 覆土在马铃薯生长后期改变了环境生态生长因子，抑制了由于覆膜而导致的植株早衰现象的 出现，表现出生健壮、生育期正常。

表2 膜上覆土对马铃薯生育期的影响(单位：月.日，d)

表3 膜上覆土对马铃薯经济性状的影响

2.3膜上覆土对马铃薯产量的影响

从膜上覆土与膜上不覆土马铃薯测产的结果可以看出(见表4)，膜上覆土为8500kg/hm²， 与膜上覆土的10300kg/hm²相比，膜上覆土比膜上不覆土增产1800kg/hm²，膜上覆土比膜上 不覆土产量增长21％。总体而言，膜上覆土与膜上不覆土相比具有一定的增产效果。

表4 膜上覆土对马铃薯产量的影响(9月20日)

2.4膜上覆土对土壤温度的影响

表5 7月1～20日早8:00膜上覆土对土壤温度的影响(单位：℃)

表6 7月1日-20日中午14:00膜上覆土对土壤温度的影响(单位：℃)

表7 7月1日-20日晚上20:00膜上覆土对土壤温度的影响(单位：℃)

地温仍然低于25℃。由于此期正是马铃薯块茎生长和膨大期，所需的地温超过25℃以后 不利于马铃薯块茎的生长，所以，膜上覆土有利于马铃薯块茎的生长、膨大和淀粉的积累， 膜上不覆土地温高于25℃，不利于马铃薯块茎的生长、膨大和淀粉的积累，影响了马铃薯的 产量和商品率的提高。

2.5膜上覆土对土壤含水量的变化

由表8、9可知，旱地马铃薯生长期间0-60cm土层土壤含水量随生育的推进有呈波状下 降变化趋势，2种种植方式生育期间土壤平均含水量变化在12.30％-17.80％。6、7、8、9月 0-60mm土壤平均含水量覆土高于不覆土，土壤蓄水量也是覆土高于不覆土。覆土后降低了阳 光对地膜的直射，降低了土壤的蒸发量，故此，覆土土壤蓄水量和土壤含水量均高于不覆土， 有利于马铃薯生长发育。

表8 膜上覆土马铃薯生育期间0～60cm土壤含水量的动态变化

表9 膜上覆土马铃薯生育期间6～9月0～60cm土壤含水量变化

综上所述，本发明相对于现有技术具有以下优点：

旱作马铃薯机械化全膜沟垄栽培中，膜上覆土有利于马铃薯出苗和防止地膜对马铃薯出 苗前的烤苗、出苗整齐一致；

膜上覆土延缓了由于覆膜而导致的植株早衰，使马铃薯商品率、单株结薯重、单株薯重 等都高于不覆膜，从而提高了马铃薯的商品产量；

膜上覆土3-5cm地温均在8℃-18℃，有利于马铃薯块茎的生长；

覆土土壤蓄水量和土壤含水量均高于不覆土，有利于马铃薯不同时期生长； 膜上覆土减少了绿薯率，有利于提高马铃薯块茎的商品率。

以上所述仅为发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。