玉米苗帶清茬施肥播種聯(lián)合作業(yè)機(jī)研制

　　摘要:針對(duì)秸稈還田后秸稈量增加擁堵玉米播種機(jī)械，碎稈與土壤的混雜減弱了鎮(zhèn)壓效果，造成播深不一致、出苗不整齊及缺苗斷壟等問題，提出了在收獲后秸稈覆蓋的田間清理出一條帶狀播種區(qū)，然后在苗帶上進(jìn)行免耕施肥、播種作業(yè)的苗帶清茬方案，研制了一種苗帶清茬施肥播種聯(lián)合作業(yè)機(jī)。著重介紹了機(jī)具結(jié)構(gòu)及工作原理，對(duì)關(guān)鍵作業(yè)部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，試制了樣機(jī)并進(jìn)行了田間試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明:整機(jī)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，通過性良好，播種深度、施肥深度合格率分別達(dá)到了92．3%、94．3%，粒距合格率達(dá)到了93．0%，能夠有效解決秸稈還田后的弊端，實(shí)現(xiàn)秸稈還田與保護(hù)性耕作雙重效益。

　　關(guān)鍵詞:玉米苗帶;清茬;施肥;播種;聯(lián)合作業(yè)機(jī)

　　0引言

　　作物秸稈含有大量有機(jī)質(zhì)和植物生長(zhǎng)所必需的氮、磷、鉀及其它微量元素［1－2］，秸稈還田能夠?qū)⑶安缱魑锝斩挿鬯殇伻鲈诘乇砩?，防止地表裸露，提高土壤抗水蝕和風(fēng)蝕的能力［3－6］。連續(xù)的秸稈還田可以改變土壤物理結(jié)構(gòu)、增加土壤有機(jī)質(zhì)等，從而改善土壤水分運(yùn)動(dòng)特性、提高土壤肥力，是保護(hù)性耕作的重要組成部分，也是保護(hù)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，并獲得生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益協(xié)調(diào)發(fā)展的可持續(xù)農(nóng)業(yè)技術(shù)［7－9］。但是，秸稈還田后秸稈量的增加常擁堵玉米播種機(jī)或其他播種機(jī)械，碎稈與土壤的混雜減弱了鎮(zhèn)壓效果，堵塞排種的同時(shí)造成播深不一致、出苗不整齊、缺苗斷壟，嚴(yán)重影響了玉米播種質(zhì)量，對(duì)玉米單產(chǎn)帶來影響［10－11］。這嚴(yán)重影響了秸稈還田技術(shù)的推廣，農(nóng)民在小麥?zhǔn)斋@后焚燒麥茬和秸稈現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

　　1結(jié)構(gòu)、工作原理及技術(shù)參數(shù)

　　1．1結(jié)構(gòu)

　　苗帶清茬施肥播種聯(lián)合作業(yè)機(jī)主要由機(jī)架、清茬系統(tǒng)、三點(diǎn)懸掛、肥箱、排肥器、種箱、仿行彈簧、種肥動(dòng)力系統(tǒng)、鎮(zhèn)壓輪、覆土器、排種管、排種器、排種開溝器、排肥管及排肥開溝器等組成。主視圖如圖1所示，俯視圖如圖2所示。

　　1．2工作原理

　　整機(jī)以機(jī)架為基準(zhǔn)，清茬系統(tǒng)位于機(jī)架上部前端位置，完成苗帶清茬作業(yè);三點(diǎn)懸掛位于機(jī)架前端上部，完成與拖拉機(jī)等動(dòng)力設(shè)備掛接;肥箱位于機(jī)架上部后端位置，主要用來儲(chǔ)存肥料;排肥器位于肥箱底部，通過排肥管與安裝在機(jī)架中間下部的排肥開溝器連接完成排肥作業(yè);種箱位于機(jī)架后端，通過螺栓固定在排種器上部，用于種子存儲(chǔ)，其下端通過排種管連接排種器，作業(yè)過程中種子落入排種開溝器開出的種溝內(nèi)，在覆土器的作用下完成播種作業(yè);鎮(zhèn)壓輪位于機(jī)架后部，在仿行彈簧的作業(yè)下完成對(duì)播種后地表適度鎮(zhèn)壓，同時(shí)將動(dòng)力傳遞給種肥動(dòng)力系統(tǒng)。

　　2關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

　　2．1機(jī)架結(jié)構(gòu)

　　機(jī)架主要由前端橫梁、連接護(hù)板、上懸掛板、后部拉板、后固定板、掛接上橫梁、掛接下橫梁、中間橫梁、清茬裝置安裝板、下懸掛板及懸掛支撐板等組成，如圖3所示。機(jī)架結(jié)構(gòu)由前端橫梁、掛接上橫梁、掛接下橫梁及中間橫梁成間隔定距離與連接護(hù)板焊合在一起，構(gòu)成基本框架。清查裝置安裝板成等距離焊合在前端橫梁和中間橫梁上面，兩板之間的距離等同玉米播種時(shí)的行距，安裝板上部開有安裝清茬裝置的安裝孔。上懸掛板、下懸掛板及懸掛支撐板兩兩焊合，構(gòu)成三點(diǎn)懸掛裝置。為增加穩(wěn)定性及緊固性，通過螺栓配合將上懸掛板、后部拉板及后固定板連接到一起。

　　2．2清茬動(dòng)力輸入裝置

　　清茬動(dòng)力輸入裝置主要由安裝立板、動(dòng)力分配箱、加強(qiáng)筋及中間固定板等組成，如圖4所示。安裝立板焊合在中間固定板的上部前端，通過加強(qiáng)筋將兩者牢固地焊合在一起，動(dòng)力分配箱通過螺栓固定在立板上。拖拉機(jī)動(dòng)力通過萬(wàn)向節(jié)將動(dòng)力垂直輸入，動(dòng)力分配箱將動(dòng)力轉(zhuǎn)變?yōu)樗椒较蜉敵?，作業(yè)時(shí)通過六方軸分配到清茬裝置。

　　3性能試驗(yàn)及結(jié)果分析

　　3．1試驗(yàn)條件

　　3．1．1試驗(yàn)地情況

　　2018年6月12日，在山東省濟(jì)南市章丘區(qū)山東省農(nóng)業(yè)機(jī)械科學(xué)研究院試驗(yàn)示范基地，進(jìn)行了玉米苗帶清茬施肥播種田間性能試驗(yàn)。試驗(yàn)地為小麥?zhǔn)斋@機(jī)收獲后的麥茬地，留茬高度平均為21cm，土壤類型為壤土，供試小區(qū)地表較為平整。

　　3．1．2試驗(yàn)儀器

　　米尺(0～2m)，卷尺(0～50m)，數(shù)碼相機(jī)，秒表，小鐵鍬。配套動(dòng)力選用福田雷沃歐豹TA704拖拉機(jī)，要求拖拉機(jī)技術(shù)狀態(tài)良好，駕駛員駕駛技術(shù)熟練，并了解玉米苗帶清茬施肥播種聯(lián)合做業(yè)機(jī)的使用與要求。聯(lián)合作業(yè)機(jī)具要求結(jié)構(gòu)完整，各連接件牢固，動(dòng)力傳遞可靠安全，工作狀態(tài)良好。3．2試驗(yàn)方法試驗(yàn)設(shè)3個(gè)測(cè)試區(qū)，每個(gè)面積220m2(2．28m×100m)，每個(gè)測(cè)試區(qū)長(zhǎng)為100m，在地頭和地尾處分別留出20m的調(diào)頭預(yù)備區(qū)。在每個(gè)測(cè)試區(qū)隨機(jī)選取6個(gè)取樣小區(qū)，小區(qū)長(zhǎng)度為3m，按試驗(yàn)要求記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。具體試驗(yàn)方法及標(biāo)準(zhǔn)參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20865－2007《免耕施肥播種機(jī)》［12］規(guī)定的方法和國(guó)家農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T1628－2008《玉米免耕播種機(jī)作業(yè)質(zhì)量》［13］。

　　5結(jié)論

　　1)試驗(yàn)結(jié)果表明:提出的在收獲后秸稈覆蓋的田間清理出一條帶狀播種區(qū)，然后在苗帶上進(jìn)行免耕施肥、播種作業(yè)的苗帶清茬方案切實(shí)可行，為苗帶清茬播種施肥機(jī)械化技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

　　2)田間性能試驗(yàn)表明:播種機(jī)通過性能良好，播種及施肥深度合格率分別達(dá)到了92．3%、94．3%，粒距合格率達(dá)到了93．0%，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，出苗整齊，無(wú)缺苗斷壟現(xiàn)象。

　　3)玉米苗帶清茬施肥播種聯(lián)合作業(yè)機(jī)能一次性完成苗帶清茬、施肥、播種和鎮(zhèn)壓等作業(yè)，作業(yè)質(zhì)量及效率大大提高，必將促進(jìn)保護(hù)性耕作技術(shù)的推廣應(yīng)用。

　　參考文獻(xiàn):

　?。?］李悅，馮浩，董勤各，等．秸稈氨化還田對(duì)農(nóng)田水分與夏玉米產(chǎn)量的影響［J］．農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)2018，49(11):220－229．

　?。?］張軍昌，閆小麗，薛少平，等．秸稈粉碎覆蓋玉米免耕施肥播種機(jī)設(shè)計(jì)［J］．農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2012，43(12):51－55．

　?。?］仵峰，張凱，宰松梅，等．小麥玉米秸稈摻土還田量對(duì)土壤水分運(yùn)動(dòng)特性的影響［J］．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2015，31(24):101－105．

　?。?］陳玉章，柴守璽，程宏波，等．秸稈還田結(jié)合秋覆膜對(duì)旱地冬小麥耗水特性和產(chǎn)量的影響［J］．作物學(xué)報(bào)，2018，44(11):1－13．

《玉米苗帶清茬施肥播種聯(lián)合作業(yè)機(jī)研制》

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