1GKNM-250型雙軸旋耕機(jī)試驗(yàn)分析

趙 爽

（盤錦市農(nóng)機(jī)技術(shù)推廣站，遼寧 盤錦 124221）

沃揚(yáng)1GKNM-250型雙軸旋耕機(jī)是由江蘇沃揚(yáng)集團(tuán)生產(chǎn)的正反轉(zhuǎn)雙軸深耕旋耕機(jī)，在江蘇黃海農(nóng)場(chǎng)、靖江等地試驗(yàn)效果較好，特別是秸稈還田分層掩埋效果較為理想。為了順應(yīng)秸稈禁燒形勢(shì)和推進(jìn)秸稈綜合利用發(fā)展，提高水稻秸稈還田比例，盤錦市引進(jìn)該機(jī)并按照旋耕機(jī)類產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行綜合試驗(yàn)測(cè)試，以驗(yàn)證其作業(yè)效果，為大面積推廣提供依據(jù)。

1 旋耕深度合格率的測(cè)定

1.1 作業(yè)準(zhǔn)備

1.1.1 時(shí)間與地點(diǎn) 時(shí)間：2017 年 4 月；地點(diǎn)：盤錦瑞田合作社試驗(yàn)基地，位于大洼縣唐家鎮(zhèn)劉家村。

1.1.2 工具與方法 測(cè)試工具：100 m 米繩、50 cm 鋼板尺、5 m鋼卷尺、照相機(jī)、攝像機(jī)、GPS測(cè)畝儀；測(cè)試辦法：按照農(nóng)業(yè)部旋耕機(jī)作業(yè)質(zhì)量行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（NY/T499-2002）檢測(cè)方法檢測(cè)。

1.1.3 地塊及地況 試驗(yàn)地塊Ⅰ：地塊東西長(zhǎng)30 m、南北長(zhǎng) 42.5 m，面積 0.18 hm2；土地條件：地表無(wú)殘茬，地表相對(duì)平整，土壤含水量稍高。試驗(yàn)地塊Ⅱ：從試驗(yàn)田北屬第4條壟東面開(kāi)始計(jì)算，東西長(zhǎng)38 m、南北長(zhǎng)48m，面積 0.18 hm2；土地條件：秸稈 100%全量還田。

1.1.4 動(dòng)力及機(jī)具 農(nóng)機(jī)動(dòng)力：東風(fēng)1354拖拉機(jī)；配套機(jī)具：沃揚(yáng)1GKNM-250型雙軸旋耕機(jī)；試驗(yàn)地塊Ⅰ采用低三擋作業(yè)，配置限深鉸鏈；試驗(yàn)地塊Ⅱ采用低二擋作業(yè)，配置強(qiáng)壓入土裝置。

2 結(jié)果與分析

拖拉機(jī)配套1GKNM-250型雙軸旋耕機(jī)在試驗(yàn)地塊Ⅰ和試驗(yàn)地塊Ⅱ作業(yè)后，分別在2個(gè)地塊按對(duì)角線方向選取12點(diǎn)，挖坑測(cè)定每點(diǎn)對(duì)應(yīng)的深度，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 旋耕深度測(cè)定值Table 1 Determination value of rotary tillage depth /cm

由表1可知，1GKNM-250型雙軸旋耕機(jī)在測(cè)試地塊Ⅰ的旋耕深度平均值為15.75 cm。按照當(dāng)?shù)胤N植習(xí)慣，旋耕機(jī)耕深在12 cm左右便可滿足種植需求，從這個(gè)意義上講，該機(jī)旋耕深度可以完全滿足農(nóng)民的需求。但按照該機(jī)設(shè)定的旋耕深度≧16 cm的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，所測(cè)得的耕深為不合格。出現(xiàn)這種情況的主要原因在于：一是駕駛員為了減少作業(yè)阻力，作業(yè)時(shí)撤掉了原動(dòng)力配套的強(qiáng)壓裝置而改用限深鉸鏈，導(dǎo)致機(jī)具入土深度不夠。二是作業(yè)地塊秸稈殘留無(wú)需埋茬且平均作業(yè)深度15.75 cm已符合農(nóng)民作業(yè)要求，因此，駕駛員為提高作業(yè)效率而使用低三擋作業(yè)，導(dǎo)致片面追求速度而忽視作業(yè)深度要求，沒(méi)有對(duì)機(jī)具前進(jìn)速度及時(shí)調(diào)整。

1GKNM-250型雙軸旋耕機(jī)在測(cè)試地塊Ⅱ的旋耕深度平均值為20.04 cm，按照該機(jī)設(shè)定的旋耕深度≧16 cm的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，所測(cè)12個(gè)點(diǎn)的深度均大于16 cm，故耕深合格率達(dá)到100%。試驗(yàn)表明，秸稈還田量較大時(shí)應(yīng)采用低速作業(yè)并強(qiáng)壓入土，這樣，當(dāng)耕作深度達(dá)到18 cm以上時(shí)，不規(guī)則秸稈能夠得到有效的掩埋。缺點(diǎn)是作業(yè)效率降低、油耗增大、機(jī)具磨損加劇，單位面積作業(yè)成本增加。

2 植被覆蓋率的測(cè)定

2.1 地塊及條件

試驗(yàn)地塊與上述試驗(yàn)地塊Ⅱ相同，東西長(zhǎng)38 m、南北長(zhǎng) 48 m，面積 0.18 hm2；土地條件：秸稈 100%全量還田，地面秸稈量約6 375 kg/hm2。

2.2 動(dòng)力及機(jī)具

農(nóng)機(jī)動(dòng)力：東風(fēng)1354拖拉機(jī)；配套機(jī)具：沃揚(yáng)1GKNM-250型雙軸旋耕機(jī)；采用低二擋作業(yè)，配置強(qiáng)壓入土裝置。

2.3 植被覆蓋率計(jì)算

植被覆蓋率計(jì)算公式為：

式中，q：植被覆蓋率 /%；Q1：耕前單位面積秸稈質(zhì)量；Q2：耕后單位面積秸稈質(zhì)量/kg。

Q1的測(cè)定：采用 5 點(diǎn)法，即作業(yè)前在 1/8～1/4 對(duì)角線的長(zhǎng)度范圍內(nèi)選定比例后，等間距選取4個(gè)點(diǎn)位置，再加上某一對(duì)角線的中點(diǎn)，以這5個(gè)檢測(cè)點(diǎn)為中心選取1 m2覆蓋面積，手動(dòng)整理覆蓋地表的植物稱其質(zhì)量，得出5個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的平均值即為耕前地表植被殘留量，詳見(jiàn)表2。

Q2的測(cè)定：采用 5點(diǎn)法測(cè)定，作業(yè)后在 1/8～1/4對(duì)角線的長(zhǎng)度范圍內(nèi)選定比例，等間距選取，確定4個(gè)點(diǎn)的位置，再加上某一對(duì)角線的中點(diǎn)，在機(jī)組前進(jìn)方向上每個(gè)點(diǎn)2 m距離處再取5個(gè)點(diǎn)作為耕后秸稈覆蓋檢測(cè)點(diǎn)。以每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)為中心取面積1 m2覆蓋面積，手動(dòng)整理覆蓋地表的植物，稱其質(zhì)量，算出5個(gè)檢測(cè)點(diǎn)平均值，即為耕后地表植被殘留量，見(jiàn)表3。

表2 耕前地表植被殘留量的測(cè)定Table 2 Determination of the residual amount of surface vegetation before plough

表3 耕后地表植被殘留量的測(cè)定Table 3 determination of residual surface vegetation after tillage

根據(jù)測(cè)定得出

q＝（ Q1-Q2）/Q1＝（761-144.2）/761＝81%

由于測(cè)定的植被覆蓋率81%遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)55%，故能夠滿足農(nóng)藝要求。

3 耕后地表平整度試驗(yàn)

試驗(yàn)地塊：0.13 hm2（東西長(zhǎng) 30 m、 南北長(zhǎng) 42.5 m），2016年采用全喂入收割機(jī)進(jìn)行收割，割后地表凸凹不平、深溝較多。

采用5點(diǎn)法測(cè)定，在1/8～1/4對(duì)角線長(zhǎng)度范圍內(nèi)選定比例后等間距選取，確定4個(gè)點(diǎn)位置，再加上某一對(duì)角線中點(diǎn)。過(guò)耕后地表線最高點(diǎn)，垂直于機(jī)組前進(jìn)方向劃一水平直線作為基準(zhǔn)線，在其適當(dāng)位置取3 m（大于旋耕機(jī)耕幅2.5 m）條塊并分成10等分。在等分線上做垂線與地表線相交，分別量出耕后地表線各交點(diǎn)至基準(zhǔn)線距離。以平均值表示該點(diǎn)的平整度，最后求出5點(diǎn)平均值，即為耕后地表平整度，見(jiàn)表4。

表4 耕后地表平整度測(cè)試數(shù)據(jù)Table 4 Test data of surface flatness after ploughed

求得地表平整度

s＝（4.7+4.95+4.65+5.15+4.61） /5＝4.812 cm

所測(cè)得的地表平整度數(shù)據(jù)小于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)5 cm，因此可以滿足作業(yè)質(zhì)量要求。在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中，為了減小作業(yè)阻力而沒(méi)有在機(jī)具尾部加裝托平板。如果增設(shè)托平板，會(huì)使地表平整度達(dá)到更好的效果。

4 油耗分析

2016年盤錦市共推廣沃揚(yáng)1GKNM-250型雙軸旋耕機(jī)6臺(tái)，累計(jì)作業(yè)面積0.09萬(wàn)hm2，作業(yè)區(qū)域分布于遼東灣農(nóng)墾、盤錦監(jiān)獄農(nóng)場(chǎng)以及大洼東風(fēng)、清水、新興等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，地塊涉及白茬地和圓盤驅(qū)動(dòng)犁翻后地，配套動(dòng)力為常州東風(fēng)1 354拖拉機(jī)。土壤含水率適中，作業(yè)過(guò)程不破壞原有埝埂，平均作業(yè)深度18 cm，秸稈覆蓋良好。按照不同工況分類，不同作業(yè)油耗表現(xiàn)見(jiàn)表5。

從表5可知，采用沃揚(yáng)1GKNM-250型雙軸旋耕機(jī)在白茬地作業(yè)的油耗要高于翻后地作業(yè)，這說(shuō)明在稻草有序、均勻拋灑的地塊進(jìn)行作業(yè)，油耗明顯低于無(wú)序拋灑地塊。按0號(hào)柴油4.1元/L計(jì)算，沃揚(yáng)1GKNM-250 型雙軸旋耕機(jī)水田作業(yè)油耗在 8.6～13.1元/667 m2之間，為普通旋耕機(jī)作業(yè)耗油量的2倍左右。

表5 油耗表現(xiàn)Table 5 Fuel consumption /（L /667 m2）

5 效率分析

配套動(dòng)力：常州東風(fēng)1354拖拉機(jī)；作業(yè)條件：土壤含水率適中；作業(yè)要求：不破壞原有埝埂，平均深度18 cm，作業(yè)后秸稈覆蓋良好；作業(yè)時(shí)間：2016年3月26—29日和4月28日—5月1日；作業(yè)地點(diǎn)：盤錦監(jiān)獄三大隊(duì)5中隊(duì)和大洼縣東風(fēng)鎮(zhèn)河沿分廠四組。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表6。

從表6可以看出，采用沃揚(yáng)1GKNM-250型雙軸旋耕機(jī)在翻后地上作業(yè)，其效率要高于在白茬地上作業(yè)的效率。白茬地24 h平均工效在10 hm2左右，是普通旋耕機(jī)作業(yè)工效的一半。

表6 白茬地與翻后地作業(yè)效率測(cè)試結(jié)果Table 6 Test results of the working efficiency of the stubble field and plowed field /h

6 可靠性分析

從6臺(tái)沃揚(yáng)1GKNM-250型雙軸旋耕機(jī)作業(yè)0.09萬(wàn)hm2的效果來(lái)看，該機(jī)型可靠性較高，平均無(wú)故障工作時(shí)間超過(guò)90 h，達(dá)到了國(guó)家規(guī)定的可靠性要求標(biāo)準(zhǔn)。從發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題來(lái)看，主要體現(xiàn)在以下方面：

1）機(jī)具結(jié)構(gòu) 機(jī)具中部鏵鏟過(guò)大，應(yīng)適當(dāng)縮小，以減輕阻力和泥草堆積；機(jī)蓋與刀體間隙稍小，應(yīng)提高蓋板，減少作業(yè)過(guò)程中的泥土沉積，提高濕泥土條件下的作業(yè)通過(guò)性；傳動(dòng)齒輪應(yīng)與540 r/min動(dòng)力輸出軸配套，提高機(jī)具使用率；應(yīng)設(shè)計(jì)出高箱、中箱、矮箱3種類型，以適應(yīng)不同類型的拖拉機(jī)；適當(dāng)加大前軸旋耕刀間距，減小作業(yè)阻力和纏草現(xiàn)象；應(yīng)提高牽引架強(qiáng)度，避免變形；選擇高強(qiáng)度后軸旋耕刀刀庫(kù)，減少刀庫(kù)損壞變形。

2）刀具選用 應(yīng)根據(jù)盤錦地區(qū)水田土壤特點(diǎn)，選裝適宜的旋耕刀，如全球牌旋耕刀。

7 經(jīng)濟(jì)性分析

東風(fēng)1354拖拉機(jī)配套2.5 m沃揚(yáng)1GKNM-250型雙軸旋耕機(jī)，單班作業(yè)面積4.67 hm2左右（單班時(shí)間按11 h計(jì)算），平均每公頃油耗180.00元 （柴油4.10 元/L），駕駛員工資、副油、易損件等 75.00 元，拖拉機(jī)、雙軸機(jī)折舊 90.00 元，合計(jì)成本 345.00 元/hm2。農(nóng)民作業(yè)服務(wù)收費(fèi)價(jià)格按600元/hm2計(jì)算，完成作業(yè)項(xiàng)目為秸稈還田和耕整地兩道工序。

傳統(tǒng)秸稈處理+旋耕作業(yè)的成本為：處理高茬、秸稈每公頃費(fèi)用900元 （其中碎草300.00元、摟草150.00 元、打捆 450.00 元），旋耕費(fèi)用是 450 元，兩項(xiàng)作業(yè)收費(fèi)合計(jì)1 350元/hm2，且旋耕深度只能達(dá)到13 cm左右。

可見(jiàn)，與傳統(tǒng)作業(yè)方式相比，沃揚(yáng)1GKNM-250型雙軸旋耕機(jī)能夠達(dá)到節(jié)本增效的目的，作業(yè)成本降低750元/hm2，為營(yíng)機(jī)戶帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。

8 結(jié)語(yǔ)

1）沃揚(yáng)1GKNM-250型雙軸旋耕機(jī)在稻茬高35 cm以下、秸稈切碎且均勻拋灑、土壤含水量45%以下時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)高效作業(yè)，整地深度達(dá)到18 cm以上，秸稈均勻掩埋且分布在全耕層范圍內(nèi)。

2）土壤含水量75%以上時(shí)，可用沃揚(yáng)1GKNM-250型雙軸旋耕機(jī)帶水作業(yè)，旋耕深度和秸稈掩埋也能達(dá)到機(jī)插秧技術(shù)要求。

3）春季干旱少雨情況下雙軸旋耕機(jī)作業(yè)效果較為明顯：一是秸稈掩埋理想，耙地后效果好，水面漂浮少，與傳統(tǒng)模式節(jié)省2/3打撈稻茬時(shí)間；二是增加了作業(yè)深度，多數(shù)地塊達(dá)到18 cm，有助于提高土壤透氣性和改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)；三是秸稈還田有助于增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，減少化肥施用量，解決秸稈禁燒后秸稈處理難題，大大降低了秸稈處理成本。

［1］楊錚，葛迅一，楊東輝，等.雙軸旋耕復(fù)式作業(yè)機(jī)傳動(dòng)改進(jìn)設(shè)計(jì)研究［J］.農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)，2014（6）：13-15.

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