小麦免耕播种机设计（共7篇）
小麦免耕播种机设计 篇1
0 引言
保护性耕作技术是农业部在我国北方地区推广的主要农业机械化技术之一, 技术要求在秸秆覆盖的地表直接进行播种作业。通过几年的试验示范, 这项技术具有蓄水保墒、培肥地力、秸秆利用、保护环境、减少作业环节、降低成本、增加农业生产效益等优点, 是促进环境友好、农业持续发展的有效措施。在黄淮海小麦玉米一年两作区, 由于农时季节的影响, 小麦、玉米大量秸秆覆盖地表, 免耕播种机作业时, 地表秸秆韧性十足, 因而播种机械的通过性、作业效率以及作业性能, 是决定技术能否顺利实施的关键因素。
1 小麦玉米一年两作区农业生产特点
1.1 农时间隔短
小麦玉米一年两作区, 主要作业环节小麦收获与玉米播种、玉米收获与小麦播种间隔时间短。玉米收获与小麦播种间隔最长只有30天多, 小麦收获与玉米播种几乎没有间隔, 需要前后脚作业。由此而造成免耕播种时上季作物秸秆韧性好, 尤其是玉米根茬, 根多茬硬, 处理难度大。
1.2 秸秆量大
小麦玉米一年两作区, 粮食产量高, 秸秆量大, 地表覆盖厚。据测算, 在生产条件较好的地区, 小麦谷
1.3 作业环节多
小麦玉米一年两作区, 秋季生产作业环节多, 一般需要秸秆残茬处理、施用基肥、土壤耕翻整平、筑畦起垄、开沟播种、覆土镇压等。
1.4 小麦种植规格不尽科学
目前, 这一地区小麦主要采取“15cm-15cm-30cm”平均行距的种植规格, 播种量大, 边行优势不明显, 每年大面积小麦倒伏, 严重影响小麦产量。据2008年济宁市监测, 小麦倒伏50%以上, 倒伏小麦减产5%左右。
2 原免耕播种机存在的问题
2.1 机具作业效率低
免耕播种机作业效率关乎机手的效益。目前, 推广使用的免耕播种机土壤工作部件多, 工作阻力大, 动力消耗大, 设备的作业效率、机手收入低, 农户购买农业机械的积极性不高。
2.2 机具通过性差
在地表大量覆盖秸秆的情况下, 免耕播种机一次进地, 完成划草、破土、播种、施肥、镇压、扶垄筑畦等多项作业, 秸秆堵塞、缠绕严重, 通过性能差;还有的免耕播种机, 对坚硬的玉米根茬处理困难, 造成播种质量下降。
2.3 机具利用率低
目前引进的免耕播种机械, 只能进行小麦播种作业;而在小麦免耕播种地块, 常规的玉米播种机作业质量差, 造成免耕播种机利用率低。改进目前的免耕播种装备, 可实现多功能复式作业, 增加机具使用时间, 提高机械利用率, 减少农机户对农业机械设备的投资, 促进节约型农机化的建设, 是保护性耕作装备发展的必然。
2.4 机具适应性差
小麦玉米两作区各地生产条件不一样。旱作区秸秆覆盖量较少, 灌溉区秸秆覆盖量多;各地土质也不一样, 既有土质松软的砂土、壤土, 也有土质坚硬的黏土。目前, 对不同的秸秆覆盖条件和不同土质, 免耕播种播种机作业适应性差。
3 免耕播种机的研究与设计
3.1 工作原理
国外免耕播种机械主要是大型机械, 大多采用被动式圆盘式开沟器, 靠机械本身自重产生压力, 进行开沟作业, 改善播种机的防堵性能;但在秸秆量大或土壤坚硬时, 开沟圆盘很难入土。我国一年一作区常用的移动圆盘开沟器, 在小麦玉米两作区, 易发生堵塞;驱动缺口圆盘开沟器, 对秸秆撕拉和向上跳动大。小麦玉米两作免耕播种机采用动力驱动型旋耕刀开沟装置, 工作平稳、秸秆与土壤混合、蓄水保墒效果好, 播种施肥部件在流动的土壤中行进, 工作阻力小, 可以减少钢材强度和用量。同时, 可利用不断流动土壤的下落的位置和时间差异, 实现对肥种的分层覆盖, 使机械去掉覆土部件, 减少整机工作阻力。
3.2 刀轴变速设计
在耕作、播种过程中, 由于土壤松软程度、地表秸秆覆盖量不同, 对刀轴输出转速的要求不尽相同。目前, 旋耕、苗带旋播机械中, 刀轴转速大多为恒定转速, 不能充分发挥机械动力。小麦玉米两作区免耕播种机, 设计了两挡变速箱。当土质松软或地表作物残茬及杂草较少时, 可输出低转速小扭矩, 可以加快作业速度、提高作业效率、节省能耗;当土质坚硬或地表作物残茬、杂草较多时, 可输出高转速大扭矩, 以提高作业质量。根据不同的作业要求, 调整刀轴的输出转速和扭矩, 提高耕作效率、缩短耕作时间、提高耕作质量, 合理地利用发动机的输出功率。
3.3 防堵装置设计
小麦玉米两作免耕施肥播种机采用变速旋耕刀轴、柱状与等腰三角形组合的小麦施肥播种器、柱状与后弯曲组合的玉米施肥播种器、腰鼓型镇压器等装置, 相互配合, 相互作用, 防止秸秆堵塞。变速旋耕刀轴在高速旋转时, 可将秸秆切碎、抛到苗带以外的垄上;旋转的刀具将少数堵在圆弧状施肥播种器柱上的秸秆清理干净;斜向下扇形多孔播种器具有光滑的面, 通过性好;腰鼓型镇压器通过性好, 可将与土壤混合的秸秆挤压定型, 形成稳定的秸秆土壤混合土条。
3.4 防缠绕设计
小麦玉米两作免耕施肥播种机采用了防缠绕旋耕刀座 (专利申请号200720018668.4) , 防止长秸秆缠绕旋耕刀轴。防缠绕旋耕刀座消除了刀座与轴管焊接处存在的死角, 刀座工作时, 以刀轴轴线为中心顺时针旋转, 轴管外缘处的杂草及秸秆在土壤摩擦力的作用下, 沿排草板的弧形外缘滑动到旋耕刀, 被旋耕刀切断或通过滑移被抛出。同时, 弧形排草板可使刀座与轴管的焊接更加牢固, 从而减少刀及刀座飞出伤人的危险情况, 刀座如图1所示。
1.刀座体 2.通孔 3.排草板 4.第一侧孔5.第二侧孔 6.外缘 7 轴管
3.5 扶垄犁设计
山东小麦玉米两作区70%的面积是灌溉区, 如果免耕播种机不能扶垄, 就会造成农民筑垄、灌溉困难。考虑到灌溉区农民对灌溉筑垄的要求, 免耕播种机增加了窄幅长壁扶垄犁 (专利申请号200720017866.9) 。根据试验研究, 窄幅长壁扶垄犁具有对土壤耕性适应强、动力消耗小、地表覆盖物影响小等优点。窄幅长壁扶垄犁入土角大, 入土效果好, 对土壤耕性适应强;作业幅宽窄, 犁面曲线缓, 土壤翻垡能力弱, 动力消耗小;作业时在土壤表面以下, 地表秸秆覆盖量影响较小。
3.6 播种不同作物设计
在简化互换装置和部件的前提下, 考虑到播种机恶劣的作业环境, 采用封闭式小麦、玉米两用排种盒和小麦玉米两种播种器, 减少排种盒数量, 节约空间, 便于不同播种作物的互换;采用整个刀轴安装防缠绕刀座, 按照不同作物行距安装旋耕刀, 并将镇压磙设计成行距可调式, 解决不同作物行距不同的问题;通过变换不同的传动链轮, 改变排种器转速得到不同的播种密度。
3.7 种植规格设计
免耕播种机作业幅宽200cm, 在中高产田播种6行12cm宽的小麦苗带, 苗带之间宽25.6cm, 便于小麦发挥边行优势;在低产旱田, 播种7行小麦, 苗带之间宽19.3cm, 有利于小麦后期封垄, 充分利用光照;在播幅内, 播种玉米4行, 行距66.6cm, 利于玉米对行收获。其种植规格更加科学, 符合农艺要求。
4 结语
根据多年的研究, 研制出2BMFS-200型免耕播种机, 与36.2～50.7 kW拖拉机配套, 刀轴高速为306 r/min、低速为254r/min, 作业幅宽2m, 播6行12cm宽苗带小麦、4行玉米。通过作业示范, 小麦玉米两座区免耕播种机具有以下特点。
4.1 作业效率高
在玉米单产7 650kg/hm2, 秸秆粉碎一遍的壤土地作业, 与约翰迪尔720拖拉机配套作业, 作业速度达到0.9m/s。据调查, 播种作业率5.3hm2/d, 与同型号的旋耕机作业效率基本相同, 机手效益显著提高。
4.2 通过性好
据东昌府区试验, 无论在玉米秸秆全部还田地播小麦, 还是在小麦秸秆全部还田地播玉米, 只要秸秆还田处理一遍、抛洒均匀, 免耕播种机作业几乎不存在堵塞、缠绕现象。
4.3 作业效果好
在有秸秆覆盖的情况下作业:小麦播深2～4cm, 玉米播深3～5cm;小麦播量90～180kg/hm2, 玉米播量30～45kg/hm2;小麦基肥 (复合活复混肥) 量375～525kg/hm2, 玉米种肥150～180kg/hm2;苗带旋耕深度10～14cm, 化肥播深10～14cm;实现了化肥深施, 提高了肥料利用率;肥种分施, 避免烧种。其在开沟、施肥、播种、镇压的同时, 还能完成筑畦扶垄作业, 减少作业环节, 降低生产成本。
4.4 利用率高
播种机在不同的季节, 简单更换或增减工作部件, 实现播种不同作物, 提高了机械使用效率, 增加了机手收入。据跟踪调查, 秋季可播种小麦40hm2, 收入1.8万元;夏季可播种玉米35hm2, 收入0.75万元, 极大地提高了机械的利用率。
参考文献
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小麦免耕播种机的理论设计及探讨 篇2
外形尺寸1 200、1 000、1 100 mm;工作幅宽1 200mm;开沟器数12个;配套动力8.82～13.2 kW;工作速度4～6 km/h;挂接方式:全悬挂;传动方式:侧边链传动;排种器、排肥器:外槽轮式;排肥传动比1∶1;排种传动比1∶2;生产率0.48～0.72 hm2/h。
2 总体设计
2.1 设计原则
(1) 播量符合规定, 种子分布均匀。
(2) 破茬开沟器入土能力强, 不乱土层, 种子播在湿土层中且用湿土覆盖。
(3) 具有种肥分施功能。
(4) 播深一致, 行距一致, 各行播量一致。
(5) 种子破损率低。
(6) 质量小, 满足8.82～13.20 kW拖拉机的悬挂要求。
2.2 整机结构特点
本机为6行播种, 配套动力为8.82～13.20 k W的小四轮拖拉机, 工作速度4～6 km/h。采用仿行轮整体仿行, 简化了结构。仿行轮不仅具有仿行功能, 而且还为播种部件、排肥部件提供驱动动力, 实现排种、肥器的同步驱动, 从而保障排种、排肥器排出的种肥量始终与行走轮所走过的距离保持一定比例, 使单位面积的播种量、施肥量均匀一致。播种机与拖拉机之间的挂接方式为悬挂式, 具有机动性高、转向方便灵活、回转半径小、空行程少及通过性能好等特点[2], 适合于小地块作业。
2.3 总体方案
小麦免耕播种机主要由机架、破茬开沟器、仿行机构、传动机构及种肥箱总成等组成, 悬挂式设计, 其具体结构如图1所示。工作时, 由拖拉机悬挂牵引, 破茬开沟器开出种、肥沟, 排种、排肥器将种肥箱中的种、肥按农艺要求的播量排出, 经输种、肥管按农艺要求垂直距离分别播入种、肥沟内, 靠开沟器自动回土作用覆土, 完成整个工作过程。
1.种肥箱2.调节手轮3.张紧轮4.机架5.施肥开沟器柄6.连接板7.施种开沟器8.导肥管9.尖角形翼铲10.仿行轮11.传动链条12.下悬挂架13.上悬挂架14.加强筋
3 主要工作部件的选择、设计及参数确定
3.1 复合型肥、种垂直分施开沟器总成
复合型肥、种垂直分施开沟器由施肥开沟装置、施种开沟装置和连接板构成, 如图1所示。施肥开沟器由开沟器柄、尖角形翼铲和导肥管组成。施种开沟器由导种管和尖角形翼铲组成, 整体式制作。尖角形翼铲具有入土能力强、结构简单、价格低廉、开沟动土量小及可以自动回土等特点, 能够满足农艺要求。施肥开沟装置、施种开沟装置由连接板连接, 连接板焊接在导肥管上。连接钢板上开有长孔, 可以调节施种开沟装置的工作深度。开沟器柄由厚14 mm、宽45 mm、长590 mm的45号热扎钢板制成, 导肥管采用内径Φ30 mm、壁厚2.5 mm的钢管制成, 导种管采用内径Φ25 mm、壁厚2.5 mm的钢管制成。由于本机在播种的同时施肥, 为避免肥料烧伤种子, 种、肥之间应隔开4～5 cm的距离, 又由于小麦属于密植作物, 行距小, 因此应垂直分施。
3.2 种、肥箱总成
(1) 种肥箱的设计。
(1) 种肥箱结构设计。在种肥箱的设计过程中, 既要考虑地头加种, 减少加种次数, 提高工作效率, 又要考虑加种后整机质量及悬挂起来后防止种子和肥料从种肥箱中溢出。设计时将箱体的横截面设计成梯形, 种肥箱容积及结构参数可由下式确定
式中γ为种子或肥料的单位容积 (kg/L) , γ小麦[2]=0.7～0.85, 取γ小麦=0.7, γ肥料[2]=0.54～1.35取γ肥料=1.1;Nmax为单位面积最大播量 (kg/亩, 1亩=1/15 hm2) , 由经验可知, 播种量为7.5～20 kg/亩, 播肥量为3～30 kg/亩, 考虑到是免耕播种, 播种量为10 kg/亩, 施肥量为26 kg/亩。
B为工作幅宽 (m) , B=1.2;L为最工作长度 (m) , 根据实际情况取L=1 000;a为上底宽 (m) ;b为下底宽 (m) ;h为箱体高 (m) ;l为箱体长 (m) 。
为防止悬挂时种肥溢出, 由资料[3]查得, V′=1.5 V。因为排肥量大于排种量, 考虑到箱体的对称性, 取V′=2 V肥, 经计算得:V′≈126 L, a=40 cm, b=30 cm, l=120 cm, h=30 cm。
(2) 种肥箱的材料及加工。对种肥箱的要求是坚固耐用、质量小、刚度好且耐腐蚀, 故选用材料为2 mm厚的冷扎钢板, 内外涂防腐油漆。箱体经压制成形。为加强箱体的边缘强度及避免刮伤人, 将种肥箱边缘折起大约2 mm。
(2) 排种、肥器的选择及参数确定。
排种、肥器是播种机上的主要工作部件, 排种、肥器选择的好坏将直接影响播种机的工作性能。与其他播麦类、肥类排种器相比, 外槽轮排种器具有构造简单、容易制作、成本低、调节方便、使用可靠及通用性广等特点, 因此本机上选用了外槽轮式排种器。确定外槽轮的参数时应遵循以下几点。 (1) 以播麦类为主的槽轮直径d为40～50 mm。 (2) 槽轮的工作长度L应大于种子长度的1.5～2倍, 现有槽轮的L值在30～50 mm。 (3) 槽数Z为10～18; (4) 槽的深度h最深不应小于种子厚度之半。针对以上原则及本机的要求, 外槽轮的参数选择如表1。
3.3 机架的设计
机架由矩形框架和悬挂装置焊接而成。机架的设计依播种要求的幅宽、种肥箱的设计尺寸和各工作部件在机架上相互配置的位置关系而定。机架的设计尺寸为长1.2 m、宽0.6 m。机架的材料采用无缝方型钢, 边长a为50 mm, 厚度t为4 mm。悬挂装置由上悬挂架、下悬挂架、悬挂轴及加强筋等组成。两下悬挂架在框架上的间距为500 mm, 下悬挂架与机架成45°, 上悬挂架与机架成60°。
4 主要结论及问题探讨
4.1 主要结论
(1) 该机具有结构简单紧凑、性能可靠、操作灵活及调整方便等特点。
(2) 工作部件采用复合型种肥垂直分施破茬开沟器, 成功解决了由于免耕播种施肥量大而带来的烧种问题。
(3) 采用外槽轮式排种器不仅容易调整, 而且高速行走时还可减少脉冲幅, 增加排种均匀性, 既提高了生产率, 又改善了播种质量。更换不同结构尺寸的外槽轮并进行相应地调整, 可以播种其他作物。
4.2 问题探讨
本机的缺点是采用尖角翼铲式开沟器, 工作时有少许缠草, 应定期清理, 以免影响工作质量。潼草是本机应该改进的, 如加装清草排堵装置, 将能解决这一问题。
摘要：本文介绍了小麦免耕播种机的主要技术参数, 主要工作部件的选择、设计及参数确定, 同时也对该机存在的主要问题进行了理论探讨。该机结构简单, 质量小, 调整使用方便, 能够满足小麦免耕播种的农艺要求。
关键词：小麦,免耕播种,设计
参考文献
[1]高焕文.农业生产机械化 (上册) (M) .北京:中国农业出版社, 2002.
[2]北京农业工程大学.农业机械学 (上册) (M) .北京:中国农业出版社, 1999.
小麦免耕播种机设计 篇3
黑龙江省地处高纬度,冬季严寒持续期长,最低温度可达到- 30℃［1］。“东农冬麦1号”的培育打破了我国高寒地区不能种植冬小麦的历史,改写了黑龙江省传统的一年一熟的种植制度,将冬小麦的种植范围扩大到了北纬47°［2 － 3］。近几年,推广的沟播种植较平播出苗返青率高,降雪覆于垄体内,起到提高地温和保墒作用,可提高寒地冬麦的安全越冬性［4 － 9］。
在耕作形式以垄作为主的高寒地区,冬小麦须在结冻前生长出5 ~ 6片叶子,3 ~ 4个分蘖,才能保证冬小麦顺利过冬［9 － 10］。所以,播种要求在8月底至9月初进行,而此时前茬作物还没有成熟,须在有前茬作物的垄间套播,即在垄沟两侧播种冬小麦,在垄沟内进行施肥［11］。
该种植模式还没有相应配套的农机具,因此针对低矮作物( 如大豆等) 未成熟时垄间套播冬小麦种植模式的农艺要求,设计了一种具有单体上下、左右仿形功能、冬小麦开沟器上不到垄台的垄间套播冬小麦机械式排种免耕播种机。
1垄间套播种植模式
垄间套播冬小麦的种植模式将冬小麦播种在垄沟两侧,在垄沟内进行施肥,垄台上保留原有作物,免耕1年,对耕地起到保护作用,如图1所示。
2整机结构及工作原理
2. 1整机结构与技术参数
垄间套播冬小麦免耕播种机主要由机架、双向仿形机构、地轮、分草施肥部件、播种开沟器、种肥箱和镇压轮等组成( 见图2) ,主要技术参数如表1所示。 播种机跨两垄作业,机具横梁上有3组播种单体,每组播种单体在垄沟施肥,垄沟两侧播两行冬小麦,侧向施肥。
2. 2工作原理
为实现种、肥分施,该播种机采用分草施肥部件和锐角播种开沟器组合。采用分草施肥部件主要起到对垄间散落的秸秆及杂草清理的作用。播种开沟器采用弧形开沟器,其入土效果好、动土量少、开沟深度稳定性好、不揽动土层,可满足保护性耕作的要求。
该播种机与拖拉机配套使用,釆用三点悬挂式。 作业时,在拖拉机牵引和机器自重的作用下,地轮通过链条带动传动链轮驱动机械式排种、排肥装置。地轮同时起到仿形地轮的作用,当地面高低起伏时,平行四杆上下仿形机构起作用; 当垄形有弯曲状时,平行四杆左右仿形机构起作用。随后,开沟器划开土壤,种子和肥料通过导种、导肥管落入开沟器所开的沟内,通过覆土器、镇压轮进行覆土、镇压,完成播种全过程。
3主要工作部件的设计
3. 1双向平行四杆仿形机构
控制好播种机开沟深度和确保在垄沟两侧播种冬小麦是播种机单体的关键,所以仿形机构是播种机的关键部件之一［12］。双向平行四杆仿形机构如图3所示。
3. 1. 1左右仿形角的确定
播种单体左右仿形有助于播种机根据垄形变化在垄沟两侧播种冬小麦,可以确保开沟器不能上到垄台上伤害作物。左右仿形四连杆的主要参数如图4所示。
从图3可知: 左右仿形量与左右仿形杆长度的关系为
式中α'—左右仿形角( °) ;
L1—左右仿形杆的长度(mm);
x—左右总仿形量(mm)。
为确保播种单体工作稳定,左右仿形量按照仿形量大小为50 ~ 70mm即x = 50 ~ 70mm进行设计,采用不限制仿形角度的工作方式,初始工作角为0。取左右仿形杆长度L1= 220mm,则左右仿形角为
取左右仿形杆长L1为220mm,横向宽a为200mm。
3. 1. 2上下仿形角的确定
播种单体上下仿形有助于播种机控制好开沟深度。上下仿形四连杆的主要参数如图5所示。
由图5可知: 上下总仿形量与上下仿形杆长度的关系为
式中α —上下仿形角( °) ;
L2—上下仿形拉杆的长度(mm);
y—上下总仿形量(mm)。
由式( 3) 可知: 上下仿形量一定时,上下仿形拉杆与仿形角成反比,上下仿形拉杆越长,仿形角越小,表明仿形角 α 变化范围越小; 上下仿形拉杆越短,仿形角越大,表明仿形角 α 变化范围越大。但是,上下仿形拉杆越长,仿形结构变长,使机具重心后移,导致悬挂式播种机机组的纵向稳定性变差［13 － 14］。
由于冬小麦在秋天播种,田间土壤硬度较大,为了能够满足开沟器开沟深度,播种机仿形量为50 ~ 70mm,即y = 100 ~ 140mm。 取上下仿形拉杆L = 350mm,则上、下仿形角为
3. 2锐角播种开沟器
开沟器主要由入土开沟部分和铲柄组成,如图6所示。入土开沟部分设计成锐角圆弧式,其结构简单、起土方便、主要参数有入土角α 、入土隙角β 及曲率半径R。这种开沟部分的结构设计锐角部分能够保证铲子顺利入土,圆弧部分可以降低土壤对铲子的行进阻力。
在参数选择时,入土角过大不易于入土,过小强度不够,一般在25° ~ 55°范围内,取α = 36°; 入土隙角过大土壤提前回落,影响播深,过小入土能力差,一般在5° ~ 10°范围内,取β = 5°; 曲率半径过小行进阻力增加,过大铲子结构过长,强度降低,取R = 100mm。 铲柄采用30mm × 50mm中空方管,中空方管可兼做导种通道,连接处采用套管形式与单体机架联接,结构简单、实用。
3. 3分草施肥部件
由于垄间套播时,垄沟内会有杂草生长,在播种作业时缠绕在播种开沟器上,造成两个开沟器之间推拖。因此,设计一种分草施肥部件,它能够将垄沟内的杂草分到垄台上,同时在垄沟内开沟施肥,实现冬小麦的种、肥分施。分草施肥部件由除草铲、分草板、 施肥管等组成,如图7所示。
4田间试验
4. 1试验条件
垄间套播冬小麦免耕播种机田间试验于2014年9月23日在东北农业大学试验田进行。试验地的前茬作物是未成熟的大豆作物,平均垄距为650mm,土壤含水率为16. 08% ( 0 ~ 5cm) 、16. 52% ( 5 ~ 10cm) ; 垄台土壤坚实度为0. 44MPa ( 5cm ) 、0. 87MPa ( 10cm) 、1. 41MPa ( 15cm) ,垄沟土壤坚实度为0. 78MPa( 5cm) 、1. 41MPa ( 5cm) 、2. 26MPa ( 5cm) ; 作业速度为4km /h。试验所用冬小麦品种为东农冬麦1号,种子千粒质量平均为35. 3g。
4. 2试验方法
根据国家标准GB /T 20865 - 2007的检测项目和检测方法进行试验,本次田间试验的测试内容主要包括播种深度、施肥深度、出苗情况、麦苗干重及冬小麦返青率等。
4. 2. 1播种深度合格率的测定
播种深度合格率是指覆土深度在30 ~ 60 mm范围内的点占总测定点的百分数。垄距700 mm,随机选取6行,每行在10m内随机选取5点,人工扒土进行播种深度的测量。播种深度在30 ~ 60 mm范围内为合格,计算公式为
式中 α —播种深度合格率( % ) ;
h1—播种深度合格点数(粒);
h0—测定总点数(粒)。
4. 2. 2施肥深度的测定
随机选取4行,每行随机选取5个点,人工扒土, 测量垄沟底面与肥料之间的垂直距离。
4. 2. 3种子出苗速率的测定
在田间随机选取4个测区并做标记,每个测区选取6行,每行长度为0. 6m,共24行。从首次出苗日期开始,第1、3、7、13、21天进行查苗直到出苗数不变为止,并记录出苗数。出苗速率计算公式为［1 5］
式中SE—种子出苗速率[( 株·d－ 1) /m];
Ni—出苗数( 株) ;
di—查苗间隔天数(d);
L—被查行长度(m)。
4. 2. 4麦苗干重的测定
在出苗稳定后,随机选取5行,每行随机选取5株苗,测其分叶数,放入已称重烘干后的信封中并称总重; 将信封放入干燥箱内在80C。温度下烘干48h,并称烘干后的总重,测得麦苗干重,公式为
式中G—麦苗干重( g) ;
G1—烘干后装有麦苗的信封的质量(g);
G2—烘干后信封的质量(g)。
4. 2. 5冬小麦返青率的测定
越冬期过后,在冬小麦处于次年返青期时,测其返青率。在冬小麦返青期时,对测定出苗速率时标记的4个测区,进行查苗,并记录返青数。返青率的计算公式为
式中R—冬小麦返青率( % ) ;
Ni—出苗数(株);
Nj—返青数(株)。
4. 3试验结果与分析
免耕播种后,测试结果表明: 播种机播种深度平均值为45. 9mm,合格率为86. 7% ; 肥料平均覆土深度为76. 5mm,合格率为91. 2% ( 见表2) ; 能够满足试验地区播种深度在40 ~ 60mm,侧向施肥深度在70 ~ 90mm左右的农艺要求。试验地区每0. 6m出苗数平均值为40株,出苗速率平均值为每米每天4. 88株,冬小麦次年返青率平均值为85. 3% ,如表3所示。试验结果表明: 播种机各项指标符合国家相关标准的要求,能够适应高寒地区冬小麦的种植要求。
5结论
1) 为满足高寒地区冬小麦生长的越冬要求,提出了在低矮作物未成熟时垄间( 垄沟两侧) 套播冬小麦的播种方式。研制了垄间套播冬小麦免耕播种机,可在垄间一次完成施肥、播种、镇压及覆土作业。田间试验表明: 该机能够满足垄间( 垄沟两侧) 套播冬小麦的播种要求。
2) 为了解决播种开沟器播种时既不能上垄台,又不能在垄沟内的问题,设计了双向平行四杆仿形机构,可同时实现上下、左右仿形功能。根据上下、左右仿形量等要求确定了仿形机构的主要参数: 上下仿形拉杆长度为350mm,左右仿形拉杆为220mm,仿形机构横向宽度为200mm。
摘要：为满足高寒地区冬小麦生长的越冬要求,针对在低矮作物(如大豆等)未成熟时垄间套播冬小麦种植模式的农艺要求,设计了垄间套播冬小麦机械式排种免耕播种机。为了保证冬小麦开沟器不在垄台上伤害农作物,设计了双向平行四杆仿形机构,能同时完成上下、左右仿形。田间试验结果表明:平均播种深度为45.9mm,合格率为86.7%;平均施肥深度为76.45mm;冬小麦出苗速率SE为4.88(株/天)/m,在次年返青期冬小麦的返青率为85.3%,能够满足垄间(垄沟两侧)套播冬小麦的播种要求。
小麦免耕播种机设计 篇4
固定垄保护性耕作是将保护性耕作、固定道和垄作沟灌等技术相结合的一项新型农业生产体系,其基本特征是固定垄沟灌和垄作。这一技术在我国西北地区的应用,有效地解决了当地农业发展中存在的水资源短缺、农业水分利用率低、土壤侵蚀严重和农业经济效益差等问题。目前,在固定垄保护性耕作系统中,特别是在西北地区垄宽小和玉米秸秆量大的条件下,玉米收获后免耕播种小麦存在着严重的秸秆堵塞、垄床破坏严重以及播种质量差等问题。因此,开展固定垄免耕播种机的研究,保证玉米茬地小麦免耕播种质量,对于固定垄保护性耕作的深入发展具有重要的意义[1,2]。
国内外免耕播种机玉米茬地免耕播种小麦常用的防堵方式主要有两种:一是被动圆盘切刀式,在开沟器前安装破茬圆盘切刀,在机具自身重力的作用下入土切断秸秆和根茬,多用于国外大型牵引式免耕播种机上;二是驱动旋耕刀式,即开沟器前安装旋耕刀破茬,存在着土壤扰动量大、不利于土壤保墒、动力消耗大等问题[3]。本文拟研制一种新型的玉米根茬地垄作免耕播种机,其基本思路是综合以上两种防堵装置的特点,采用驱动圆盘刀防堵,保证播种质量,并采用修垄犁保证播种作业中垄床的稳定性。
1 整机设计
驱动圆盘式固定垄小麦免耕播种机主要由驱动圆盘、开沟排肥器总成、双圆盘开沟器、地轮、覆土镇压装置及修垄装置等组成,如图1所示。机具与拖拉机三点悬挂,配套动力为14.7kW的小四轮拖拉机。
作业时,动力驱动圆盘在拖拉机动力输出轴驱动下高速旋转,在切断玉米根茬的同时可开出4~5cm宽的沟,可有效减少其后施肥与播种开沟器的作业阻力。地轮通过驱动链条驱动排肥、排种装置施肥和下种。施肥开沟器铲柄紧贴驱动圆盘,一旦有根茬挂在开沟器铲柄上,即可通过驱动圆盘的转动将其打掉,防止在开沟器前壅堵。
播种过程中,由于驱动圆盘的破茬作用,开沟器工作条件得到改善,可使镇压轮的滑移率降低,从而保证播种的均匀性[4]。同时,通过双圆盘开沟器上部的弹簧可实现一定范围内的单体仿形。播种开沟器采用双圆盘开沟器的结构,有利于提高通过性,实现单体仿形,提高播种质量[5]。
固定垄技术是保护性耕作技术推广实施中出现的新技术,是我国北方一年一熟地区实施保护性耕作的关键配套机具。该机具与14.7kW的拖拉机配套使用,提高了机具的通用性能,减少了机具的进地次数,降低了作业成本,对小麦抢时抢种增收效果十分明显。
该机主要技术参数和作业参数为:
外形尺寸(长×宽×高)/mm:1230 ×1000 ×800
整机质量/kg:350
配套动力/kW:14.7
动力输入转速/r·min-1:540
作业行数/行:5
行距/mm:130(可调)
播种深度/mm:40~60
施肥深度/mm:80~120
1.驱动圆盘 2.变速箱 3.种肥箱 4.镇压轮 5.修垄犁6.播种开沟器 7.施肥开沟器 8.地轮
2 关键部件设计
2.1 动力驱动圆盘的设计
动力驱动圆盘是该固定垄小麦播种机主要的防堵部件[6],其原理如图2所示。动力驱动刀轴上的圆盘切断地面的玉米秸秆和杂草,切开埋在地里的玉米根茬, 破茬尖角开沟器锋利的铲尖能切开部分玉米根茬, 需要的正压力小, 解决了排种机构易壅堵的问题。刀轴距离地面10cm ,粉碎后的秸秆推到开沟器两侧, 有利于提高播种质量。该机适用于一年一熟玉米秸秆覆盖地, 播种行距为130mm。 机具一次作业能够完成秸秆粉碎、开沟、施肥、播种、覆土和镇压等多道工序。
1.圆盘刀 2.开沟器
2.2 圆盘刀上任意点的运动方程及运动轨迹
斜置缺口圆盘绕刀轴轴线做定轴转动,并与机组以速度υm向前运动,圆盘外圆上的任意点A的运动是绕刀轴线的圆周运动和机组向前运动的合成运动,圆盘外圆上点的运动轨迹是一条余摆线。以缺口圆盘刀外圆上任意点A为研究对象,点A运动轨迹的起始位置A0如图3所示。
1.根茬 2.秸秆
坐标轴x是机组的前进方向,坐标轴y向上为正。设A点绕刀轴轴线(坐标轴z)转动,半径为RA=AC,如图4所示。缺口圆盘外圆上任意点在直角坐标系xoyz内的参数方程是
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圆盘外圆上A点的运动方程式为
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α为圆盘刀的斜置角度(rad),R0为圆盘半径(m),ω为圆盘刀的角速度(rad/s),υm为机器前进速度(m/s),t为时间参数(s),ϕ为A0同A点的夹角。圆盘外圆上不同的点运动方程式不同之处就是绕刀轴轴线的回转半径的不同,即运动方程中RA和ϕ角的不同。
2.3 圆盘刀的设计
圆盘刀的半径R0可以根据式R0=H+R1+J求得。根据由刀轴强度、刚度和防止缠草等要求,确定刀轴半径R1为50mm,刀轴的离地间隙J确定为100mm,缺口圆盘入土深度H已确定为100mm,所以本机的R0确定为250mm。此驱动缺口圆盘秸秆根茬切断装置, 缺口圆盘刀安装在动力驱动的刀轴上, 以一定转速正向转动。正向转动的驱动圆盘滑切作用较强, 滑切速度向后下方, 可压紧秸秆加强支撑, 是比较理想的切割方式, 同时开出一个一定宽度和一定深度的沟槽。为了达到较好的播种质量,圆盘刀的入土深度在10cm左右,开沟宽度在5cm左右。根据上述要求,利用下面公式求的偏置角度α,即
B=2R0sinα
式中 R0—缺口圆盘的半径,取R0=25cm。
根据宽度B=5cm,算出偏置的角度α≈5°。
3 其他部件设计
3.1 施肥开沟器
根据农艺要求,结合实验,施肥开沟器选用窄翼型尖角式开沟器[7],破土幅宽为30~40 mm。由于本机具有动力防堵装置,所以开沟器并列分布在驱动圆盘的后方。如果有秸秆挂在开沟器上,可以通过驱动圆盘将其打掉,达到防堵的目的。
3.2 播种圆盘
驱动圆盘开沟装置解决了尖角开沟器铲柄的堵塞问题[8]。为解决粉碎后的秸秆和杂草在播种机构间产生壅堵, 播种机构采用通过性好的双圆盘开沟器。施肥开沟器为整体仿形, 当地表不平整时, 对施肥深度影响较大。为保证播种深度均匀性, 双圆盘播种采用单体仿形。单体仿形合理的镇压和稳定的播种深度为种子提供了良好的发芽与出苗生长环境[5]。
3.3 镇压轮
选择分离式刚性镇压轮,可以保证有较好的镇压碎土效果,减小土壤中的孔隙,达到保墒作用和良好的后仿形性能[4]。
3.4 修垄装置
修垄犁采用倒装铧式犁的设计,利用垄侧面和垄沟解冻的浅层土壤来修垄,入土量很小,不会产生很大阻力。利用地轮在垄沟中仿行,不仅可以增加垄边行覆土的效果,而且还对垄侧面和底边进行切割,有利于灌溉水向垄中间侧渗[9]。
4 性能试验与结果分析
2007年,在甘肃酒泉对小麦免耕播种机进行了播种性能试验,主要测试播种质量与整机通过性能,如图5所示。试验地地势平坦, 为一年一熟旱地, 前茬作物为玉米,土壤质地为壤土,土壤含水率为25%左右,地表有根茬,并人工在垄面上放置一定量秸秆,覆盖率为4.2kg/m2。测试内容包括常规的播种质量、种肥覆土状况、种肥间距、播种后晾籽情况、机具通过性和地轮滑移率等, 主要检验依据为《免耕播种机选型试验大纲》和农业部农机试验鉴定总站制定的小麦免耕播种机性能检测项目与检测方法。检测设备包括电子秤、秒表及卷尺等。
4.1 地轮滑移率的测量
在播种过程中, 测量地轮转动n=10 圈的实际前进距离为S1。地轮半径为R=400mm。因为两轮为独立链条传动,所以各测5次求平均值。计算公式为
G=(S1- S2)/S1×100%
式中 G—地轮的滑移率(%);
S1—地轮实际行驶距离(m);
S2—地轮理论行驶距离(m);
R —地轮半径(m);
n —地轮转动圈数。
根据计算,地轮转动10圈时,理论前进的距离为S2=25.1m,实际测量地轮转动10圈前进的距离如表1所示。地轮滑移率为: 左轮5.8%, 右轮5.7%。地轮滑移率能满足播种要求, 保证了播种质量。
4.2 播种施肥质量测定
种肥深度测量拖拉机以正常作业速度播种后, 随机取5点,进行分层厚度(如表2所示)和覆土厚度(如表3所示)的测量。分层深度平均值为5.54cm,满足种肥间距5cm的要求,但播种时播深同时要受开沟深度和落种前回土量双因素的影响。本播种机构采用双圆盘播种镇压单体仿形, 因此分层厚度变异系数相差不大。
4.3 覆土厚度的测量
本免耕播种机为破茬尖角开沟器破茬开沟施肥, 双圆盘在肥沟上二次开沟播种,。在播种过程中,双圆盘将秸秆和杂草推开, 使种子直接播进土壤中, 能够创造良好的种床。覆土厚度平均值为4.66cm,满足覆土厚度5cm左右的要求。查苗过程中也没有发现晾籽, 保证了出苗率。测量结果如表3所示。
5 结论
1) 2BMF-5固定垄小麦免耕播种机型小麦免耕播种机在玉米整秆覆盖情况下的种子覆土深度为4~6cm , 肥料的覆土深度为8~11cm , 种肥深度相差4~6cm , 种肥深度合格率达80% , 播种质量完全满足免耕施肥播种的农艺要求。
2) 驱动圆盘与圆盘开沟器联合防堵机构, 提高了机具的通过性, 防堵效果显著,为解决一年一熟地区玉米收获后免耕直播小麦易堵塞这一难题提供了一种可行方案。
3) 粉碎播种后秸秆覆盖地表, 出苗率高,节水、保水效果好, 增加了土壤保墒能力。秸秆粉碎、开沟、施肥、播种、覆土和镇压等联合作业减少了投入成本, 减少了作业工序, 对一年一熟地区增产、增收、抢农时以及提高机械化作业水平效果比较明显。
摘要：针对我国西北地区固定垄保护性耕作条件下,玉米茬地垄作免耕播种小麦秸秆堵塞严重和播种质量差等问题,设计了一种驱动圆盘式固定垄小麦免耕播种机。整机主要由驱动圆盘式破茬装置、开沟施肥装置、单体仿形播种装置及镇压传动装置等组成。田间试验结果表明,驱动圆盘刀的平均入土深度为10cm,平均播种和施肥深度分别为5cm和10cm。该机一次作业可完成破茬、开沟施肥、播种和镇压等工序,作业时土壤扰动小,播种作业质量可满足西北地区农艺要求。
关键词：免耕播种机,驱动圆盘,固定垄,小麦
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小麦免耕施肥播种机的研究 篇5
随着保护性耕作逐渐被人们接受,其发展前景也越来越乐观。在保护性耕作体系的推广实施中,关键环节之一是需要质量可靠、性能完善的专用机具,其中最重要的配套机具是免耕施肥播种机。保护性耕作技术要求用秸秆残茬覆盖地表,实现保水、保土等功效,但大量的秸秆残茬对免耕施肥播种机的通过性会造成极大的影响;在免(少)耕且有秸秆残茬覆盖的相对坚硬的土壤上播种施肥,需要有入土能力强的开沟器,同时对拖拉机动力也有较高的要求;实行免耕作业,地表不平度加大,影响播种作业质量。以上3点均是免耕施肥播种机的研究开发重点、难点。
小麦作为我国主要的粮食作物,在膳食结构中占有重要地位,发挥了不可替代的作用[1,2],对我国发展起着举足轻重的作用。长期以来,翻耕法是主要的土地耕作方法,不可避免地存在着一些弊端:加快土壤水分散失,助长了土壤侵蚀;使犁底层致密增厚,阻碍根系伸展和降水入渗;导致有机质矿化,影响土壤有机质积累和动态平衡。同时,农民采取抛撒施肥的方式,这种方法不仅浪费了肥料,而且麦苗吸收肥料不均匀,从而影响收成。针对这些问题,保护性耕作不仅能够有效地解决,而且带来显著的效益:减少径流60%、水蚀80%、风蚀60%,抑制沙尘暴,减少大气污染;休闲期土壤贮水总量增加14%～17%,土壤有机质年提高0.03%～0.05%,水利用率提高15%～19%,速效氮和钾提高;提高小麦产量13%～17%,降低作业成本10%～20%,增加农民收入20%～30%[3]。因此,设计出一台免耕施肥播种机具有重要的现实意义。
高产、优质是我国农业由传统化向现代化转变的发展方向。播种质量直接影响着农作物的出苗、苗全和苗壮,对最终的产量影响很大。针对这一点,该播种机整体和单体均采用仿形装置,保证绝对的播种深度。播种机可以实现多层施肥,可结合农学农艺要求完成进一步的研究,用最少的肥料、最有效的利用率来满足小麦对肥料的需求。
1 研究现状
1.1 国外小麦免耕播种机的研究现状
国际上保护性耕作开展较早,技术较先进的国家,如美国、加拿大、澳大利亚以及巴西等国,经过多年的研究开发,已拥有相对成熟的技术和机具。其免耕施肥播种机一般体型大、质量大、结构复杂、价格昂贵,多采用牵引式,需要大功率拖拉机配套,播种效率高,适合于大地块使用。例如,美国的JOHN DEERE 1590型免耕播种机和GREAT PLAINS 1205NT型免耕播种机施肥量小,不能满足我国施肥量大的要求[4]。其多采取凿铲式或圆盘式开沟器破茬开沟实现施肥播种,采用多梁结构安装方式,从而加大了秸秆的通过空间。开沟器为单体仿形,其中双弹簧结构给以足够压力进行免耕作业。在农业生产中发达国家一般只使用较少的化肥,因而在播种机的设计上多采用种、肥同施的方式。
1.2 国内小麦免耕播种机的研究现状
根据农田作业地块较小,免耕覆盖施肥播种作业条件恶劣,与播种机配套的中型轮式拖拉机动力为35～48kW、小型轮式拖拉机动力为8.8～13.2kW等特点,必须开发适合我国国情的免耕播种机[5]。我国免耕覆盖播种机研制开发的总体方案和基本思路是:与动力机的挂结形式为悬挂式,以减小转弯半径,充分适应小地块的特点;排种方式采用现有的精量、半精量穴播和条播小麦等为主,以降低制造成本;结构上除排种、排肥器部分沿用传统播种机上的现用部件外,需要重点解决的技术问题为防堵技术及其结构、破茬开沟技术及其装置、种肥分施技术及其装置和总体机架等。
当今国内涉及小麦免耕机的研究还比较少,多采用动力灭茬,类似选择性旋耕,这就对拖拉机的动力有一定严格的要求,而且并不是完全符合保护性耕作的要求。
2 整体构想及其工作原理
该小麦免耕施肥播种机与拖拉机的挂接方式为机动性较好的三点悬挂式,由机架、施肥开沟器、可调导种管、外槽轮排种器、外槽轮施肥器、镇压轮和地轮等组成。其结构简图如图1所示。
1.驱动轮 2.导种管 3.种箱 4.肥箱 5.机架 6.导肥管 7.开沟器 8.镇压轮
该装置按照宽窄行要求进行设计,行距为10,20cm;多余的残茬秸秆聚集在行距20cm处,发挥预期的作用。开沟器均匀分布机架前两根梁上,前三后四,间距60cm;错开安装的开沟器有效地避免了开沟器之间的拥草和拥秸秆。
开沟器可入土20cm以内任意深度,在保证3～5cm的播种深度前提下,可针对不同地区施肥需求自行调节导种管,完成6～16cm任一深度的施肥或多层施肥。开沟器切碎根茬同时完成施1行肥、播2行种,成向后弯曲状的导种管完成回土工序,对种子进行覆盖,安装在第二三根梁上与开沟器对应的单独镇压轮完成对种子的压实和对土块的压碎,一次性完成开沟、施肥、播种和镇压等工序。
3 关键部件研究
3.1 开沟器的研究与设计
少动土、少跑墒是保护性耕作的基本要求。免耕施肥播种时,地表有秸秆残茬覆盖,有的土壤紧实,要求有良好的破茬开沟技术,这是实现免耕播种的关键技术之一。本着这个原则,课题组研制3种单体(如图2～图4所示)进行对比试验,实验结果如下。
1.仿形机构 2.施肥开沟铲 3.分草(秸秆)装置 4.镇压装置 5.行间压草(秸秆)装置 6.播种开沟铲
该单体采用前置仿形,理论上集开沟施肥、双向分草(秸秆)装置、镇压、行间压草(秸秆)器和开沟播种为一体,完成1行施肥、两行播种。破茬开沟铲进行破茬开沟施肥,未切断而堆积在开沟铲前的草或秸秆通过分草(秸秆)器和行间压草(秸秆)轮的共同作用被分开、压住,使其不随开沟铲的前进而移动,防止堵塞,然后由尖角式开沟铲在无秸秆且已由破茬开沟铲松过的土壤上二次开沟播种。行间镇压轮完成对土壤的压平,保证播种深度。
试验结果表明,仿形机构未能实现预期效果,单体前半部分有明显入土现象,未与地面保持平行,影响后面的播种效果;镇压器,分草(秸秆)器起到预想的效果;尖角开器沟入土良好,距离太近导致开沟器间堵草和秸秆,从而影响播种质量。
1.深松铲 2.镇压轮 3.单圆盘开沟器 4.护种板 5.固定装置
深松开沟铲完成开沟施肥,后附铸铁镇压轮对土块进行压碎回土,保证平整的播种条件;紧接着两个单圆盘开沟播种,有效地避免了秸秆和杂草的影响;护种板方便了导种管安置的同时又始终保证了相邻10cm的行距;之后再附镇压轮进行二次镇压,有助于种子与土壤的紧密接触。
试验结果表明:镇压轮质量大时,形成明显的压沟,影响了播种深度;质量小时,很难对沟壑进行有效的处理,无法提供理想的播种环境。单圆盘自身回土效果不好,镇压后有种子裸露在表面,需另加回土装置;护种板效果较理想。
1.导肥管 2.开沟总成 3.出肥口 4,5.导种管 6.可调装置
该单体开沟同时完成施肥播种,导种管成向后弯曲状,避免了秸秆缠绕;导种管上下可调,在保证播种深度的条件下,可满足农户不同深度的施肥。
试验结果表明:开沟能达到预想的深度,残茬直接被切断且没有被拱出地表的现象;导种管没有挂草和秸秆的现象,并且有效地起到了回土的作用。
综合考虑,单体三结构简单使用,保证了播种深度的一致性,满足农学农艺要求。根据实际需求,对开沟器入土角进行研究,综合入土深度、消耗动力等因素,最终确定入土角为25°。
3.2 排种器(施肥器)的研究与选定
目前,我国小麦播种几乎都采用外槽轮排种器播种机,外槽轮式排种器具有结构简单、易制作、成本低、工作可靠和播量调整较方便等优点。
通过外槽轮的工作长度和改变转速来调节排种量。实验表明:工作长度以及转速对标准差、排种量和排种均匀性变异系数都存在极为显著的影响,工作宜采用的策略为较大的工作长度匹配较小的转速。
为了尽可能减少排种的不均匀性,避免排种的脉动现象,拟采用斜外槽轮排种器。该播种机排种器应用参数为:槽轮齿槽数Z=18,凹槽半径r=2.5mm,齿槽深度b=3.5mm。
3.3 镇压轮的研究和选定
镇压轮是播种机的重要部件,合适的镇压能够提高土壤松碎程度与地表平整度,使其表层松软、下层密实,还可以减少土壤中的大空隙,减少水分蒸发,加强土坡毛细管作用,起到“调水”和“保墒”的作用,为种子出苗和生长创造良好的条件[6]。
免耕地表秸秆残茬较多,设计的镇压轮(如图5所示)采取对行镇压,减少其它部分带来的阻力;单体仿形保证对种子不带来任何不利影响;相互分离的镇压滚子之间安装活动套管,既限定了宽度,也解决了单独整体粘土的问题。
1.微仿装置 2.轮架 3,5.铸铁轮 4.套管
4 试验结果与分析
4.1 播种出苗
经过免耕播种后,得到种子和肥料的覆土深度、合格率等测试结果,如表1所示。测试结果表明,种子播种深度的平均值为3.9cm,种肥的垂直间距为4.3cm,可以满足农学农艺要求。
4.2 排种器性能分析
排种器性能的测试结果,如表2所示。结果表明:每项指标均符合标准值的要求,能够满足免耕播种的需求,并且性能质量好。
5 结论
1)关键部件全部采用可调装置,可以更大范围地适应不同农艺参数的播种作业。
2)两个行走驱动轮分别传动种箱肥箱,减小阻力对播种施肥的影响。
3)田间试验表明:播种深度合格率为90%,施肥深度合格率为86%,能够满足农艺要求。
4)排种器各行排种量一致性变异系数2.1%,排种均匀性变异系数为30.7%,总排量稳定性变异系数为0.7,种子破损率为0.1%,均符合行业标准。
5)该播种机与大功率拖拉机配套使用,适应大马力拖拉机快速增长的需要。
摘要：针对国内小麦播种机的现状,设计了一种小麦免耕施肥播种机,与当今流行的保护性耕作紧密结合。覆盖地表的秸秆残茬有效地减少了地表水分蒸发,增强了土壤的蓄水功能,达到了抗旱保墒的作用,起到了节水的效果;同时,增强土壤有机质、提高土壤能力,在同样的施肥下更能促进植物的生长。该装置能够一次性完成破茬、开沟、播种、施肥、覆土和镇压等工序,从而减少了拖拉机的进地次数。其不仅提高了肥料的利用率而且避免了肥料的浪费,同时省去了播种前的1～2次的旋耕,为农民降低了生产成本。田间试验证明:整机结构设计合理,符合农民种植要求。
关键词：小麦,播种机,免耕,保护性耕作
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小麦对行免耕播种机的使用 篇6
1.我国免耕播种机的研究现状
我国农业机械化保护耕作技术中, 免耕播种是技术的关键, 也是有效推广耕地保护的可靠机具。在西方发达国家, 对于保护性耕作技术的研究较早, 目前的工艺和技术已经相对成熟。我国的免耕播种机研制工作始于在20世纪90年代, 对于免耕播种机的几个关键部件和工作机理进行了深入的研究, 对于工作时秸秆在摩擦力上移过程中草板两侧滑走现象进行了有效控制。我国的小麦免耕播种机在此基础之上, 无论是规模还是品种等方面都作了优化, 对于不同地区的不同条件下施工作了详细的要求。
2.我国一年两熟小麦免耕播种机的使用现状
在我国中原地区是单形的“玉米-小麦”一年两熟种植区, 传统的耕作方式虽然对于高产的实现起到了一定作用, 但是也出现了负面影响。例如:水资源的侵占、环境污染、土壤结构破坏。为了保持我国农业发展的可持续性, 必须要从根本的耕作方式进行改变, 寻求新型的耕作体系和配套农机具是首要任务。免耕覆盖播种对于作物高产是十分有利的。从一年两熟地的特性我们知道, 对于秸秆覆盖地表只有减少土壤水分蒸发和提高土壤的需水量, 才能提升经济效益。经过多年实践, 已经初步建有成效。但是对于玉米收获后的免耕播种技术相配套的农机具经验还不成熟。 一年两熟地区的玉米秸秆覆盖地播种小麦的难度较大, 因为小麦属于窄行距播种植物, 在开沟器播种时容易发生堵塞;玉米的根茎比较粗, 不太容易根除, 所以会形成深坑, 不利于播种。
3.播种机构的优化
(1) 单圆盘播种单体的优化
此机主要由两个部分构成, 即圆盘和稻种管。在小麦对行免耕播种机工作时, 是由较短的锐角开沟器进行破土开沟播种。由于土质的松软性, 开沟的阻力不大, 可以把少量的土翻到沟外, 开出“V”形沟以后, 再由齿轮的转动带动转动杆恢复原位。
(2) 双圆盘播种单体的优化
双圆盘播种机是根据单圆盘理论基础之上进一步优化的。其工作原理是采用双圆盘进行播种, 为防止播种过程中发生堵塞, 可以在两端张开10°～15°的一个交叉点, 这样在土壤的反作用力下更有利于穴坑的覆盖。
综合比较下, 我们可以看出, 单圆盘结构复杂不说, 田间播种过程的防堵性较差, 而双圆盘的结构简单, 工作性能却很好, 有效地解决了防堵问题。
4.田间播种试验成效
田间的试验工作是有效检验产品设计成果的一个有效步骤, 对于考察农机关键部件的可靠性和对于田间使用程度以及农机整修的技术参数的数据提供都是有益的。通过试验, 我们得出:第一, 在秸秆覆盖和青贮粉碎的情况下, 依然可以将种子覆盖在深度5～6 cm以下, 并且能保证覆盖土层的深度达到9～11 cm, 种肥的深度差距可达4～5 cm。机具工作的过程中, 播种平稳性好, 能满足免耕施肥的播种工艺要求。第二, 在秸秆覆盖下, 两旁滑轮侧移率可以控制在4.35%～5.37%, 而对于青贮的粉碎程度可以达到6.82%～7.53%。主要是因为播种机的底轮可以在秸秆上行走, 即使有滑移现象也能满足播种的正常要求。第三, 肥料的入穴深度标准与开沟深度有关, 在播种时, 对于开沟的土块大小标准控制不好, 影响回土量。第四, 在播种过程中避免了晾籽情况的出现。第五, 对于地面的秸秆覆盖面积较大时, 两组种管有的时候会有堵塞现象, 但是不会影响播种的质量。
5.结束语
免耕播种小麦常见问题分析 篇7
1 小麦免耕播种常见问题
1.1 苗弱
免耕播种小麦出现苗弱现象在冬前较为明显, 原因一是免耕播种时玉米或小麦秸秆覆盖地表, 农户常常忽视对地表的适当处理而直接播种, 地表状况差的地块平整度肯定差, 部分种子得不到镇压压实而出现弱苗;二是秸秆量偏大的地块, 冬前若不及时浇一次踏墒水, 种子不能与土壤有效贴合出现弱苗。苗弱不利于小麦生长发育, 影响小麦产量。
1.2 缺苗断垄
由于免耕播种机是复式机具, 开沟、施肥、覆土、镇压一次完成, 排种管与排肥管上下间距、播种深度、播种速度等都会影响播种质量。种肥间距过小会出现烧苗, 播种过深会拉长种子发芽出苗时间, 若墒情不足、种子自身养分不够会导致种子没出苗就死掉, 所有这些都影响出苗率, 补救不及时最终影响产量。
1.3 苗旺
气温过高、播期提早、播量大、化肥使用量太大等都会使小麦出现旺苗的现象, 而且一年一作冬小麦较一年两作冬小麦严重一些, 发生几率大一些。如果冬前出现苗旺现象, 旺长使小麦生长细嫩, 抗旱抗冻能力减弱, 抗逆性降低, 透风差, 影响小麦生长发育。
1.4 病虫害
小麦在生长过程中难免会受到病虫害的影响, 但近年来农户盲目使用化肥, 土壤中氮肥使用过量会释放大量硝酸盐, 破坏了土壤正常的免疫系统, 使农作物更容易受病虫害侵袭。加之免耕播种的小麦秸秆覆盖量较大, 为害虫生存提供了隐蔽场所。在多种病虫集中危害的高峰期, 若管理不当, 会严重影响小麦产量和品质。
2 出现问题的原因
2.1 机具研发不能及时跟进
陕西省岐山县推广保护性耕作技术已近10年, 小麦免耕播种作为关键技术之一, 一直以来是制约其发展速度的重要一环。目前基本成熟的机具只有两种, 一是西安亚奥公司生产的2BMG-4/6型小麦带状免耕施肥播种机, 二是洛阳鑫乐生产的2BMFD-6/12全还田防缠绕免耕施肥播种机。两种机型虽然进行了多次改进, 但依然存在拥堵、种肥间距过小、机件易变形、价格昂贵等各方面问题, 若没有机具补贴, 机手购机积极性并不高, 若没有作业补贴, 农户用机积极性也不高。
2.2 机手播种技术不过关
免耕播种机的使用, 要求农机手必须严格按照操作规程进行操作, 不同土壤结构、不同地质、不同墒情, 要求作业速度不大相同。调查中发现, 有个别机手为了追求利益的最大值, 往往忽略播种机的速度要求, 盲目提高作业速度, 造成播种深、苗带宽、镇压不实等作业质量问题。另外, 速度过快, 施下化肥后来不及回土或者回土不彻底, 种子就跟着播下去, 结果导致烧种现象的发生。
2.3 土壤退化、免疫系统遭破坏
现如今, 主要农作物从播种到收获基本实现了全程机械化, 机械进地次数多, 有些群众连年翻地, 连年施化肥, 导致土壤板结、耕层变浅、蓄水能力变弱, 土壤免疫系统遭到了严重破坏, 无论是遇到旱还是涝, 小麦都容易受到影响。所以在农业生产过程中要讲究科学种田, 尽量减少机械进地次数, 使用配方肥, 逐步改善土壤, 促进小麦高产。
2.4 管理措施不到位
由于近年来农村青壮年劳动力大都外出务工, 农村劳动力缺乏, 当遇到干旱、病虫害问题时不能及时解决处理。而小麦免耕播种特别要注意冬前灌一次踏墒水, 才能让秸秆与土壤紧密结合, 加速秸秆分解, 为后期小麦生长提供营养, 而大多数群众并不注意冬灌, 严重影响小麦生长发育。
3 改善免耕播种小麦栽培管理的有效措施
3.1 加强机具的研发改进
机具的研发改进一是需要政府通过采取相应的扶持政策, 鼓励企业、科研院所加大开发力度, 加强适用技术模式和适用机具的研究, 在探索研究农机与农艺相互结合的基础上, 将机具与作业模式的适用性研究作为今后推广免耕播种技术的主要方向, 从而提高免耕播种技术水平。二是加强企业质量管理, 增强企业质量意识。针对产品质量存在的问题, 加强对企业质量管理, 引导企业重视产品安全、技术核心, 从源头控制质量问题。三是敦促企业加强“三包”服务网点建设, 提升企业的“三包”服务质量, 确保农机维修服务的效果和质量。
3.2 注重种植技术培训
小麦免耕播种技术是一项新的耕作播种技术, 任何环节出现差错, 都可能使播种质量出现偏差, 无法实现推广新技术的预期效果, 甚至造成减产减收, 给农民朋友造成损失。所以应综合掌握并宣传关键技术措施, 首先注意改善作业环境;其次正确选择机械型号, 精选良种, 使用颗粒肥料;再次是熟练掌握机械性能, 按标准规范实施播种技术, 严把每一个关键环节, 提高小麦免耕播种质量。
3.3 科学治理病虫害、合理密植
针对病虫害问题, 应联合农艺专家采取综合措施, 科学治理。合理使用农药, 选用正规喷药机械, 掌握最佳喷药时间, 让药效得到充分利用。种植密度、播种量要适当。如果过密, 营养跟不上, 透风透光差, 小麦生长细嫩, 抗寒能力下降, 影响小麦壮苗和品质;过于稀疏则直接影响小麦产量。
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