玉米苗带清茬施肥播种联合作业机研制

　　摘要:针对秸秆还田后秸秆量增加拥堵玉米播种机械，碎秆与土壤的混杂减弱了镇压效果，造成播深不一致、出苗不整齐及缺苗断垄等问题，提出了在收获后秸秆覆盖的田间清理出一条带状播种区，然后在苗带上进行免耕施肥、播种作业的苗带清茬方案，研制了一种苗带清茬施肥播种联合作业机。着重介绍了机具结构及工作原理，对关键作业部件进行了设计，试制了样机并进行了田间试验验证。结果表明:整机结构稳定，通过性良好，播种深度、施肥深度合格率分别达到了92．3%、94．3%，粒距合格率达到了93．0%，能够有效解决秸秆还田后的弊端，实现秸秆还田与保护性耕作双重效益。

　　关键词:玉米苗带;清茬;施肥;播种;联合作业机

　　0引言

　　作物秸秆含有大量有机质和植物生长所必需的氮、磷、钾及其它微量元素［1－2］，秸秆还田能够将前茬作物秸秆粉碎铺撒在地表上，防止地表裸露，提高土壤抗水蚀和风蚀的能力［3－6］。连续的秸秆还田可以改变土壤物理结构、增加土壤有机质等，从而改善土壤水分运动特性、提高土壤肥力，是保护性耕作的重要组成部分，也是保护农田生态环境，并获得生态效益、经济效益及社会效益协调发展的可持续农业技术［7－9］。但是，秸秆还田后秸秆量的增加常拥堵玉米播种机或其他播种机械，碎秆与土壤的混杂减弱了镇压效果，堵塞排种的同时造成播深不一致、出苗不整齐、缺苗断垄，严重影响了玉米播种质量，对玉米单产带来影响［10－11］。这严重影响了秸秆还田技术的推广，农民在小麦收获后焚烧麦茬和秸秆现象时有发生。

　　1结构、工作原理及技术参数

　　1．1结构

　　苗带清茬施肥播种联合作业机主要由机架、清茬系统、三点悬挂、肥箱、排肥器、种箱、仿行弹簧、种肥动力系统、镇压轮、覆土器、排种管、排种器、排种开沟器、排肥管及排肥开沟器等组成。主视图如图1所示，俯视图如图2所示。

　　1．2工作原理

　　整机以机架为基准，清茬系统位于机架上部前端位置，完成苗带清茬作业;三点悬挂位于机架前端上部，完成与拖拉机等动力设备挂接;肥箱位于机架上部后端位置，主要用来储存肥料;排肥器位于肥箱底部，通过排肥管与安装在机架中间下部的排肥开沟器连接完成排肥作业;种箱位于机架后端，通过螺栓固定在排种器上部，用于种子存储，其下端通过排种管连接排种器，作业过程中种子落入排种开沟器开出的种沟内，在覆土器的作用下完成播种作业;镇压轮位于机架后部，在仿行弹簧的作业下完成对播种后地表适度镇压，同时将动力传递给种肥动力系统。

　　2关键部件设计

　　2．1机架结构

　　机架主要由前端横梁、连接护板、上悬挂板、后部拉板、后固定板、挂接上横梁、挂接下横梁、中间横梁、清茬装置安装板、下悬挂板及悬挂支撑板等组成，如图3所示。机架结构由前端横梁、挂接上横梁、挂接下横梁及中间横梁成间隔定距离与连接护板焊合在一起，构成基本框架。清查装置安装板成等距离焊合在前端横梁和中间横梁上面，两板之间的距离等同玉米播种时的行距，安装板上部开有安装清茬装置的安装孔。上悬挂板、下悬挂板及悬挂支撑板两两焊合，构成三点悬挂装置。为增加稳定性及紧固性，通过螺栓配合将上悬挂板、后部拉板及后固定板连接到一起。

　　2．2清茬动力输入装置

　　清茬动力输入装置主要由安装立板、动力分配箱、加强筋及中间固定板等组成，如图4所示。安装立板焊合在中间固定板的上部前端，通过加强筋将两者牢固地焊合在一起，动力分配箱通过螺栓固定在立板上。拖拉机动力通过万向节将动力垂直输入，动力分配箱将动力转变为水平方向输出，作业时通过六方轴分配到清茬装置。

　　3性能试验及结果分析

　　3．1试验条件

　　3．1．1试验地情况

　　2018年6月12日，在山东省济南市章丘区山东省农业机械科学研究院试验示范基地，进行了玉米苗带清茬施肥播种田间性能试验。试验地为小麦收获机收获后的麦茬地，留茬高度平均为21cm，土壤类型为壤土，供试小区地表较为平整。

　　3．1．2试验仪器

　　米尺(0～2m)，卷尺(0～50m)，数码相机，秒表，小铁锹。配套动力选用福田雷沃欧豹TA704拖拉机，要求拖拉机技术状态良好，驾驶员驾驶技术熟练，并了解玉米苗带清茬施肥播种联合做业机的使用与要求。联合作业机具要求结构完整，各连接件牢固，动力传递可靠安全，工作状态良好。3．2试验方法试验设3个测试区，每个面积220m2(2．28m×100m)，每个测试区长为100m，在地头和地尾处分别留出20m的调头预备区。在每个测试区随机选取6个取样小区，小区长度为3m，按试验要求记录相关数据。具体试验方法及标准参照国家标准GB/T20865－2007《免耕施肥播种机》［12］规定的方法和国家农业行业标准NY/T1628－2008《玉米免耕播种机作业质量》［13］。

　　5结论

　　1)试验结果表明:提出的在收获后秸秆覆盖的田间清理出一条带状播种区，然后在苗带上进行免耕施肥、播种作业的苗带清茬方案切实可行，为苗带清茬播种施肥机械化技术的推广应用提供了理论依据。

　　2)田间性能试验表明:播种机通过性能良好，播种及施肥深度合格率分别达到了92．3%、94．3%，粒距合格率达到了93．0%，符合相关标准要求，出苗整齐，无缺苗断垄现象。

　　3)玉米苗带清茬施肥播种联合作业机能一次性完成苗带清茬、施肥、播种和镇压等作业，作业质量及效率大大提高，必将促进保护性耕作技术的推广应用。

　　参考文献:

　　［1］李悦，冯浩，董勤各，等．秸秆氨化还田对农田水分与夏玉米产量的影响［J］．农业机械学报2018，49(11):220－229．

　　［2］张军昌，闫小丽，薛少平，等．秸秆粉碎覆盖玉米免耕施肥播种机设计［J］．农业机械学报，2012，43(12):51－55．

　　［3］仵峰，张凯，宰松梅，等．小麦玉米秸秆掺土还田量对土壤水分运动特性的影响［J］．农业工程学报，2015，31(24):101－105．

　　［4］陈玉章，柴守玺，程宏波，等．秸秆还田结合秋覆膜对旱地冬小麦耗水特性和产量的影响［J］．作物学报，2018，44(11):1－13．

《玉米苗带清茬施肥播种联合作业机研制》

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