摘 要 青海省东部地区是我国重要的马铃薯生产基地，其独特的高原气候和复杂地形为马铃薯种植提供了良好环境条件，但也为机械化生产带来了挑战。马铃薯地膜覆盖全程机械化技术是一种现代化农业技术，可有效提高马铃薯种植效率。为更好发挥马铃薯地膜覆盖全程机械化技术在青海省东部地区马铃薯种植中的作用，根据当地对该技术的应用现状，分析地膜覆盖与播种的配合度较低、地膜破损率较高、地膜覆盖不均匀等问题，提出提高地膜覆盖与播种的配合度、减少地膜破损、提升地膜覆盖均匀性等对策。
关键词 马铃薯；地膜覆盖全程机械化技术；青海省东部地区
中图分类号：S532 文献标志码：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.04.050
马铃薯作为我国重要的粮食作物之一，在保障国家粮食安全和促进农业经济发展方面发挥关键作用。青海省东部地区是我国重要的马铃薯生产基地，其独特的高原气候特征为马铃薯生长提供了优良环境条件。近年来，随着农业现代化进程的加快，地膜覆盖全程机械化高产栽培技术在该地区得到广泛应用，显著提高了马铃薯产量和生产效率。然而，由于青海省东部地区地形复杂、土壤条件多样，全程机械化技术在实施过程中仍面临诸多挑战[1]。这些问题不仅影响了马铃薯的产量和品质，而且制约了当地农业的可持续发展。因此，深入研究和解决这些技术难题具有重要的理论和实践意义。笔者通过系统分析青海省东部地区马铃薯地膜覆盖全程机械化高产栽培技术的现状，识别关键问题，并提出针对性的创新策略，以提高地膜覆盖全程机械化作业的精确性和效率。
1 技术应用现状
青海省东部地区是我国重要的马铃薯生产地，位于青藏高原东部边缘，海拔在2 000～3 500 m，属高原大陆性气候，年平均气温4～8 ℃，年降水量300～600 mm，光照充足，昼夜温差大，非常适宜马铃薯生长。2013—2022年，青海省农业农村厅先后在民和县、乐都区、互助县等10个地区推广地膜覆盖栽培技术，累计应用面积达80万hm2，并且通过与农业机械应用融合，显著提高了作物产量和农户收益，马铃薯每667 m2增收400元以上。同时，为解决残膜污染问题，青海省积极开展田间残留地膜回收工作，累计回收8 700万kg，并探索应用全生物降解地膜。在机械化方面，以乐都区为例，青海省投入102台（套）马铃薯生产农机具，实现播种、铺膜、埋滴水管、施肥同步作业，效率提高10.6倍，每667 m2节省劳动力开支435元；同时，实施农机具购置补贴等政策，重点支持马铃薯地膜覆盖生产全程机械化。这些措施的实施显著提升了青海省东部地区马铃薯种植的生产效率和经济效益，推动了农业现代化进程。
2 存在的问题
2.1 地膜覆盖与播种的配合度较低
青海省东部地区在应用马铃薯地膜覆盖全程机械化高产栽培技术的过程中，存在地膜覆盖与播种的技术配合问题。1）地膜铺设与播种的协调性不足。在实际操作中，地膜铺设速度与播种机作业速度往往难以有效匹配，导致两个关键过程无法同步进行。地膜铺设速度过快时，播种机无法及时跟上，部分种子未能及时被膜覆盖而暴露在外，不仅直接影响出苗率，还可能导致种子生长受到不利因素的干扰，如干旱、寒潮等自然灾害或鸟害等[2]；播种机速度过快时，则可能导致地膜覆盖不及时或不完全，影响后续田间管理和对作物生长环境的调控。这种不协调不仅显著降低了作业效率，还可能造成地膜浪费或覆盖不均匀等问题，增加生产成本并影响整体种植效果。2）机械化覆膜条件下播种深度和行距精确性不足。覆盖地膜后，由于地膜的存在，播种机难以准确感知实际的地面位置，进行播种时也受到一定阻碍，导致无法精准控制播种深度。播种过深可能导致出苗时间延迟、种子能量过度消耗，甚至导致种子腐烂；播种过浅则可能使种子易暴露于不利环境中，影响其发芽和初期生长。同时，地膜的存在显著增加了准确控制行距的难度，导致出现行距不均匀的情况。这不仅影响后续田间管理操作的便利性，还会导致马铃薯生长空间分配不均进而影响产量和品质[3]。
2.2 地膜破损率较高
地膜破损率较高，是青海省东部地区应用马铃薯地膜覆盖全程机械化技术过程中面临的重要挑战。1）机械作业过程中的直接损坏。在播种、中耕和收获等机械化作业过程中，农机具与地膜的直接接触是不可避免的。这种接触容易造成地膜被划伤、撕裂、穿孔，严重降低了地膜的覆盖效果、缩短其使用寿命。特别是在复杂地形条件下，机具操作难度增加，更容易对地膜造成意外损伤，不仅影响保墒增温效果，还可能导致杂草滋生，增加后期管理难度。2）环境因素引起的膜质量退化。青海省东部地区的特殊气候条件对地膜材质提出了更高要求，强烈的紫外线辐射、较大的昼夜温差和干燥的气候加速了地膜的老化和脆化，使得地膜在机械作业过程中更易发生破损，大大缩短了地膜的有效使用期限。随着时间推移，地膜的保墒增温效果逐渐减弱，不仅影响作物生长，还可能增加土壤白化风险。3）残留杂物造成的膜损伤。前茬作物的残茬、石块等田间杂物在机械作业过程中极易刺破或划伤地膜。在全程机械化作业模式下，由于人工干预减少，难以及时清除这些杂物，大大增加了膜破损的概率。这不仅影响地膜的整体覆盖效果，还可能造成局部土壤水分和温度的异常变化，影响马铃薯生长。
2.3 地膜覆盖不均匀
覆盖不均也是青海省东部地区在应用马铃薯地膜覆盖全程机械化技术过程中面临的重要挑战。1）地形的影响。青海省东部地区地形复杂多变，坡度变化大，给机械化覆膜作业带来了巨大挑战。在覆膜过程中，现有设备难以根据地形变化实时调整覆膜参数，导致在不同地形条件下，地膜铺展存在多方面问题，如出现地膜褶皱、松弛或过度绷紧等情况，严重影响覆盖效果和后续田间管理。2）机械设备的局限性。目前，青海省东部地区使用的覆膜机械在适应性和精确性方面存在明显不足。这些设备难以根据田间实际情况灵活调整覆膜参数，如张力、覆盖角度等。因此，在不同区域的地膜铺设过程中，经常出现张力不一致、平整度差异大等问题，导致出现覆盖不均现象。这不仅影响地膜的保墒增温效果，还可能导致局部区域出现土壤水分和温度的异常变化[4]。3）土壤条件的影响。青海省东部地区土壤类型多样，质地差异显著，复杂的土壤条件对机械化覆膜提出了更高要求。在覆膜过程中，不同土壤条件下地膜的贴合度和固定效果存在较大差异。例如，在砂质土上地膜可能难以固定，而在黏土上却可能出现过度贴合的情况。这种不一致性容易造成局部区域覆盖不充分或过度，影响整体覆膜效果。4）作业速度与精度的矛盾。为了提高作业效率，通常机械化覆膜作业速度较快。然而，高速作业往往会影响覆膜的精确性和均匀性。这一矛盾在地形变化较大或土壤条件复杂的区域尤为突出。过快的速度可能导致地膜铺设不平整、固定不牢，甚至出现遗漏或重复覆盖的情况，严重影响覆膜效果。
3 对策
3.1 提高地膜覆盖与播种的配合度
针对青海省东部地区马铃薯地膜覆盖全程机械化高产栽培技术应用中存在的地膜覆盖与播种配合度较低的问题，可采取以下两种针对性措施。1）开发一体化智能地膜覆盖播种机，集成地膜铺设和精准播种功能。该设备应配备高精度传感器实时监测地膜铺设速度和张力，配合在播种装置上安装的变速电机，通过智能控制算法自动调节播种速度，确保播种与地膜铺设同步。同时，设计人机交互界面，允许操作者根据实际情况进行微调。这种一体化设计可有效解决地膜铺设与播种协调性不足的问题，提高作业效率和播种质量。2）研发适应覆膜条件的精确深度控制和行距调节系统。该系统配备穿透式土壤探测器，能够准确感知地膜下的地面情况，并配合液压自动调节的播种深度控制装置，根据探测数据实时调整播种深度。采用基于全球定位系统和实时动态载波相位差分技术的高精度导航系统，确保播种行距的均匀性和直线度。设计可调节播种器，根据种植密度要求灵活调整行距。同时，研发特殊开沟器，在不过分破坏地膜的情况下精确开沟播种。这套系统能够有效克服地膜覆盖带来的播种深度和行距控制困难，确保播种精度，为马铃薯的均匀出苗和后期生长管理创造有利条件[5]。
3.2 减少地膜破损
针对青海省东部地区马铃薯地膜覆盖全程机械化作业中的地膜破损问题，可采取以下3点解决措施。1）改进机械设计以降低直接损坏风险。开发智能防护系统，通过实时感应系统检测机具与地膜之间的距离和压力，自动调整作业深度和压力，最大限度减少直接接触导致的损坏。同时，优化机具接触面设计，采用光滑圆弧形状，减少尖锐边角，在关键接触部位使用柔性材料或滚轮结构提供缓冲。2）研发适应高原环境的新型地膜材料。针对强烈的紫外线辐射，开发添加高效紫外线吸收剂的地膜，延缓地膜老化速度；通过改进聚乙烯分子结构或添加增韧剂，提高地膜的抗撕裂和抗穿刺性能，并使其更加适应大温差环境；同时，研制适合青海省东部地区气候条件的生物降解地膜，在保证使用效果的同时，减少残留污染。3）建立全程膜损监测防护体系。实施精细化整地，开发适合当地的深松整地设备，彻底清除田间杂物和石块。引入智能监测系统，利用机器视觉和传感器技术实时监测地膜状况，及时发现并标记破损位置，以便后续修复工作顺利进行。开发自动修复技术，如热熔贴膜装置，在作业过程中自动修复小面积破损。建立膜损评估与预警机制，基于大数据分析结果制订个性化防护方案，减少机械化作业过程中地膜破损
情况的发生。
3.3 提升地膜覆盖均匀性
为解决青海省东部地区马铃薯地膜覆盖全程机械化作业中地膜覆盖不均的问题，可采取以下对策。1）开发智能自适应覆膜系统。该系统应包含多关节柔性覆膜机构，根据地形变化自动调整覆膜角度和压力；采用实时地形扫描技术，如激光雷达或三维摄像头，精确捕捉田间微地形变化，搭配人工智能算法，实时计算最佳覆膜参数。开发分区控制系统，实现精细化覆盖。2）改进覆膜机械设计。研发模块化覆膜机构，要求可根据不同地形和土壤条件快速更换适配部件；设计可变张力控制装置，实时调整张力。同时，开发智能边缘固定系统，确保地膜边缘固定牢固；引入精准定位技术，实现厘米级精度的覆膜作业。3）研发适应多样化土壤条件的覆膜技术。开发土壤感知系统，实时检测土壤参数；设计可调节的压辊系统，自动调整压力；研发多功能覆膜组件，集成整地、施肥和覆膜功能；开发智能注水固膜技术，增强干燥土壤条件下的地膜固定效果。4）优化作业环节。开发变速覆膜系统，根据地形复杂度和土壤条件自动调整作业速度；设计智能路径规划算法，优化作业路线；引入作业质量实时监控系统，及时发现并调整覆膜不均的问题；开发协同作业模式，多台覆膜机协同工作；建立覆膜作业数据库，记录和优化不同地块的最佳作业参数，为制订覆膜方案、确保覆膜均匀提供数据支撑。
4 结语
青海省东部地区马铃薯地膜覆盖全程机械化高产栽培技术的研究和应用对于提高当地马铃薯产量、品质和生产效率具有重要意义。尽管当前该技术的研究与应用面临诸多挑战，但通过持续创新和优化，问题有望得到有效解决。例如，智能自适应系统的引入将大大提高覆膜机械对复杂环境的适应能力，改进的机械设计将确保地膜在各种条件下都能达到理想的覆盖效果，优化作业流程将进一步提高覆膜作业的整体质量和效率。以上对策为进一步提升青海省东部地区马铃薯地膜覆盖全程机械化高产栽培技术水平指明了方向。
参考文献：
[1] 寇玉花.青海省马铃薯机械化生产现状与生产效益分析[J].农业工程技术，2021，41（17）：94.
[2] 任俊林，马全保，韩广卿，等.马铃薯地膜覆盖全程机械化高产栽培技术微探[J].农村实用技术，2024（4）：78-79.
[3] 刘慧敏.马铃薯地膜覆盖高产栽培技术与主要病虫害防治[J].河南农业，2024（8）：39-40.
[4] 许庆芬，佟卉，刘燕清，等.不同地膜覆盖对马铃薯生长发育及产量的影响[J].农业科技通讯，2024（3）：69-73.
[5] 唐莉.马铃薯地膜覆盖高产栽培技术的要点[J].黑龙江粮食，2024（2）：52-54.
（责任编辑：刘宁宁）
