侯守印 王升哲 竹筱歆 张继成 纪文义 陈海涛

(东北农业大学工程学院， 哈尔滨 150030)

0 引言

秸秆纤维基地膜以农作物秸秆为原料，通过挤压、揉搓、爆破等物理方式制取纤维，采用特殊造纸工艺制造成膜[1-2]，其不仅具有节水保墒、抑草增温、提质增产等优点[3-5]，且作物收获之前可被完全降解，既实现了地力培肥和秸秆高值利用，又解决了秸秆焚烧污染环境、塑料地膜残留破坏土壤结构、再处理增加成本等问题[6-7]。

机械化膜上播种是高质、高效覆膜播种技术的核心。目前，国内外膜上播种装置根据工作原理主要分为滚轮式和直插式[8-9]。滚轮式膜上播种装置作业时成穴器在自重、牵引力和土壤阻力共同作用下实现转动、破膜、成穴和播种，地膜受成穴器结构和运动规律的影响，易产生撕膜和挑膜，造成膜孔炸裂、土壤扰动大、种子着床位置不精准[10]。同时，由于塑料地膜韧性较高，成穴器与地膜作用时膜孔受力方向产生的塑性形变造成地膜受力错移，导致膜孔与穴孔地表不同位，作物出苗后会出现弱苗、伤苗和死苗等现象[11-13]。直插式膜上播种装置采用成穴器相对地表垂直插入和拔出的方式实现破膜和成穴，并通过创新机构实现零速投种，具有土壤扰动小、播种质量高等优势，避免了膜孔破损、膜孔与穴孔错位等问题[14-16]，由于其机构设计与工作原理导致作业速度较低。上述两种膜上播种装置主要针对塑料地膜，而秸秆纤维基地膜为干湿抗张力强度及耐破度较高的脆性材料，在力学性能上表现为各项异性[17]，存在抗拉强度与韧性较差等问题，通过预试验表明，采用上述方式进行秸秆纤维基地膜膜上播种会因执行部件对地膜冲击造成膜孔尺寸较大、形状不规则。……