1JMY280型水田秸稈埋壓機的設計及試驗

王帥

摘要：基于水稻整株秸稈還田模式的需求，設計1JMY280型水田秸稈埋壓機。機具的性能試驗結果表明：秸稈埋壓效果理想，無漏埋現(xiàn)象，作業(yè)后地表平整，符合后續(xù)機械化插秧作業(yè)要求。整機結構合理，性能穩(wěn)定，各項性能指標均達到設計要求。

關鍵詞：水田秸稈;埋壓;設計;性能試驗

中圖分類號：S222.4? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1674-1161（2019）04-0031-03

作物秸稈是農(nóng)作物生產(chǎn)系統(tǒng)中一項重要的生物質(zhì)資源。據(jù)不完全估計，全世界每年可生產(chǎn)近20億t秸稈。我國是秸稈資源最為豐富的國家之一。據(jù)中國農(nóng)科院區(qū)劃所課題組調(diào)研分析，我國每年約產(chǎn)生6.2億t秸稈，其中水稻秸稈1.8億t，小麥秸稈1.1億t，總量相當于北方草原打草量的60倍，共含氮300多萬t，含磷70多萬t，含鉀近700萬t，相當于我國化肥總產(chǎn)量的1/4還多。近年來，合理利用作物秸稈成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一大難題。將秸稈還田與耕層構建有機結合起來，研究構建水稻高產(chǎn)耕層機械化作業(yè)模式，設計配套機械化作業(yè)機具，對促進水稻生產(chǎn)全程機械化具有重要意義。為此，遼寧省農(nóng)業(yè)機械化研究所設計了1JMY280型水田秸稈埋壓機，為構建先進的秸稈還田模式提供適用機具。

1 水田秸稈還田模式

當前，秸稈還田是秸稈利用的最優(yōu)方式，主要有間接還田、直接還田2種方式。其中秸稈直接還田主要有以下3種方式：

1） 高留茬滅茬攪漿還田技術。用全喂入收割機進行收割作業(yè)，留茬高度為25～30 cm。收割時將排草口調(diào)寬成長方形，使碎秸稈分布均勻，防止積堆。翌年春季放水泡田，用攪漿平地機進行攪漿平地作業(yè)，達到待插狀態(tài)。

2） 留高茬深翻還田技術。用全喂入收割機進行收割作業(yè)，留茬高度為20～25 cm（黑土層淺的控制在15～20 cm），用摟草機將收割機排出的秸稈清理出地塊。用旱田5～7鏵犁進行深翻作業(yè)，深翻20 cm以上，將高留茬全部埋入土壤，翌年春季用攪漿平地機（配套滑切刀齒，刀齒長度要達到標準）進行攪漿平地。平地結束后田面平整，達到待插狀態(tài)，秸稈全部埋壓在泥漿中，留茬翻埋率達98%。

3） 秸稈粉碎秋深翻埋還田。用半喂入收割機（帶切草裝置）進行收割作業(yè)，將秸稈切碎拋撒在田里，將排草口的四周擋板打開，使切碎后的秸稈均勻排放在田間。用大功率拖拉機配套旱田用5～7鏵犁進行翻耕作業(yè)（最好秋季進行），翻耕深度在25 cm以上，翻伐均勻，將切碎的秸稈全部埋壓在土壤里。翌年放水泡田后，用攪漿平地機（必須配套滑切刀齒）進行攪漿平地作業(yè)，保證飄浮根茬小于5%，達到待插狀態(tài)。

當前，高留茬滅茬攪漿還田、留高茬深翻還田、秸稈粉碎秋深翻埋還田這3種水稻秸稈還田技術應用廣泛，但將秸稈粉碎后翻埋或旋埋，生產(chǎn)成本高，粉碎秸稈掩埋效果也不甚理想，漂浮現(xiàn)象普遍，影響后續(xù)水稻移栽作業(yè)質(zhì)量。

水稻整株秸稈埋壓還田技術可解決上述難題。其技術原理為：機械化收獲后，秸稈不粉碎，而是有序平鋪地表，然后放水泡田（水面高度以沒過秸稈為宜），待耕層充分吸水后，采用專用機具——1JMY280型水田秸稈埋壓機將秸稈一次性壓入泥漿（深度10～15 cm）。

2 1JMY280型水田秸稈埋壓機的設計

2.1 設計思路

為配合水稻秸稈整株還田作業(yè)，遼寧省農(nóng)業(yè)機械化研究所研制了1JMY280型水田秸稈埋壓機。1JMY280型水田秸稈埋壓機由懸掛支架、底架、壓輥、刮平裝置及液壓缸組成，結構詳見圖1。工作時，拖拉機與懸掛支架鏈接，牽引機具前進，壓輥將秸稈壓入土壤，刮平裝置將地表刮平并掩埋秸稈，液壓缸調(diào)整埋壓深度和刮平度，從而完成秸稈還田作業(yè)。

2.2 關鍵部件設計

2.2.1 壓輥 根據(jù)秸稈預設埋壓深度10～15 cm，確定壓輥外徑500 mm，作業(yè)幅寬2 800 mm，柵條采用L50角鋼材料，增加剛度，降低工作變形，具體結構見圖2。

2.2.2 刮平裝置 刮平裝置（圖3）負責作業(yè)后地表整平功能，同時將壓輥未能完全壓入的秸稈刮平，起到二次掩埋的作用。其主體結構采用鋼板焊接而成，末端沿前進方向開有孔槽，防止壅土（水）。裝置由液壓缸控制深度，調(diào)整方便。

2.2.3 水田輪 泡田后土壤泥濘濕滑，為防止牽引拖拉機輪胎打滑深陷，設計一套與壓輥結構相似的水田輪（外徑大于輪胎外徑80 mm），加裝于拖拉機后輪外側，取代輪胎。水田輪也具有秸稈埋壓功能，提高作業(yè)效率。水田輪結構見圖4。

2.3 技術參數(shù)確定

2.3.1 秸稈埋壓深度調(diào)整 通過液壓缸控制壓輥與機架間角度實現(xiàn)深度調(diào)整。該方式操作簡單，可避免秸稈埋壓深度不一致及漏壓。

2.3.2 刮平裝置調(diào)整 刮平裝置具有將埋入秸稈后地表整平、漏埋秸稈二次還田的作用，其調(diào)整利用液壓缸實現(xiàn)，具有作業(yè)穩(wěn)定、地表平整等優(yōu)點。

2.3.3 加裝專用水田輪? ? 能有效防止牽引拖拉機輪胎打滑深陷，同時具有秸稈埋壓功能，提高作業(yè)效率。

2.4 性能指標

1JMY280型水田秸稈埋壓機總體性能指標如表1所示。

3 1JMY280型水田秸稈埋壓機性能試驗

樣機制作完成后，于2017年10月在鶴湖水稻生產(chǎn)專業(yè)合作社和沈陽市喜耕田農(nóng)機合作社進行作業(yè)試驗，檢驗機具的工作可靠性及作業(yè)質(zhì)量，為機具的改進提供依據(jù)。

試驗地地表平整，收獲后秸稈有序鋪放于地表，秸稈量為900 kg/667 m2，留茬高度7～11 cm，輕粘土。1JMY280型水田秸稈埋壓機的配套動力選用雷沃1204拖拉機。

試驗地塊水泡田24 h，水面深度沒過秸稈，設定作業(yè)深度150 mm。作業(yè)后進行植被覆蓋率、秸稈埋壓深度測試，其中埋壓深度平均為15 cm，符合預期效果，秸稈埋于起漿土層下面，無漂浮、裸露現(xiàn)象，符合機械插秧條件。作業(yè)7 d后，地表水層沉降，地表平整，無裸露秸稈

4 結論與討論

秸稈整株還田具有以下優(yōu)勢：免除秸稈粉碎環(huán)節(jié)，還田后無漂浮、聚堆現(xiàn)象，利于機械插秧作業(yè);縮短緩苗時間;降低秸稈腐爛對作物的影響，優(yōu)化耕層結構。

1JMY280型水田秸稈埋壓機性能試驗結果表明，秸稈埋壓效果理想，無漏埋現(xiàn)象，作業(yè)后地表平整，符合后續(xù)機械化插秧作業(yè)要求。整機結構合理，性能穩(wěn)定，各項性能指標均達到設計要求。機具可緩解用工貴的社會問題，促進水稻產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻

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Abstract： Based on the demand of rice straw returning to the field， model 1JMY280 straw burying machine was designed. The performance test results show that： The straw burying effect is ideal， with no leakage buried phenomenon， and the surface is flat after operation， which can meet the demand of follow-up mechanized transplanting operation. The whole machine has reasonable structure， stable performance， and all performance indexes can meet the design requirements.

Key words： paddy straw; burying; design; performance experiment