一種小麥寬行幅種肥同播一體機(jī)的設(shè)計(jì)

郭明偉 ，溫輝芹 ，張志平，裴自友，程天靈 ，李 雪 ，王宏兵

(1.山西省農(nóng)村技術(shù)開(kāi)發(fā)中心，山西 太原 030006；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所，山西 太原 030031；3.山西省定襄縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，山西 忻州 035400）

小麥?zhǔn)侵袊?guó)最重要的口糧之一，小麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展直接關(guān)系到國(guó)家糧食安全和社會(huì)穩(wěn)定。小麥寬行幅（帶）均勻播種,可提高麥苗有效分蘗，更利于麥苗通風(fēng)、采光、養(yǎng)分吸收和植株生長(zhǎng)，提高小麥抗倒伏能力，從而提高糧食產(chǎn)量?，F(xiàn)在大多數(shù)農(nóng)民種植小麥依然采用寬行（行距18～20 cm）條播，但這種播種方式不能有效利用光能，影響小麥產(chǎn)量的進(jìn)一步提升。目前，我國(guó)大部分地區(qū)小麥種植依然是將底肥撒施在土壤表面，然后用旋耕機(jī)旋耕,這樣不僅破壞土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu),還影響肥料的利用率。而種肥同播和深施，較常規(guī)施肥可提高肥料利用率20%～30%，在同等條件下可減少化肥用量10～20 kg。現(xiàn)有小麥播種機(jī)存在小麥寬行幅播種增產(chǎn)措施存在著難以落實(shí)、精準(zhǔn)控制播種量困難、種肥同播和肥料深施難以兼顧、播種質(zhì)量不高等問(wèn)題。本研究從小麥增產(chǎn)的農(nóng)藝措施出發(fā)，設(shè)計(jì)了一種小麥寬行幅種肥同播一體機(jī)，以解決上述問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)小麥增產(chǎn)增效。

1 整體結(jié)構(gòu)和工作原理

由牽引拖拉機(jī)帶動(dòng)小麥寬行幅種肥同播一體機(jī)移動(dòng)，同時(shí)為小麥寬行幅種肥同播一體機(jī)提供動(dòng)力，帶動(dòng)變速箱上的傳動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過(guò)鏈條與變速齒輪帶動(dòng)撥肥軸和取種軸轉(zhuǎn)動(dòng)，撥肥軸和取種軸分別帶動(dòng)撥肥齒輪和取種器轉(zhuǎn)動(dòng)完成施肥和播種作業(yè)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)變速齒輪調(diào)節(jié)撥肥軸和取種軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，從而調(diào)節(jié)施肥和撒種的速率（圖1）。

隨著小麥寬行幅種肥同播一體機(jī)移動(dòng)，施肥開(kāi)溝犁伸入到壟間的土壤中將土地挖掘成壟溝，帶動(dòng)施肥系統(tǒng)撥肥軸，施肥板打開(kāi)，肥料進(jìn)入開(kāi)溝犁內(nèi)部通道，肥料箱中的肥料會(huì)進(jìn)入到下肥槽中，撥肥齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)將肥料卷入到齒輪的縫隙當(dāng)中，然后隨著撥肥齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)撒落到施肥開(kāi)溝犁中，施入土壤中完成施肥。同時(shí)播種犁伸入到壟上的土壤中，在壟上犁出種子種植溝，傳動(dòng)播種系統(tǒng)上的變速齒輪，帶動(dòng)取種軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使種子箱中的種子不斷進(jìn)入到下種槽中，隨著取種器的轉(zhuǎn)動(dòng)，種子會(huì)進(jìn)入到取種器上的取種槽中，當(dāng)取種槽轉(zhuǎn)動(dòng)到刮種片的位置時(shí)，刮種片會(huì)將高于取種槽上平面的種子刮取出來(lái)，使取種槽中種子的數(shù)量為特定的數(shù)量，然后取種槽隨著取種器轉(zhuǎn)動(dòng)，種子從下種孔排出進(jìn)入到播種溝中。

緊接著覆土器在播種溝上適當(dāng)覆土，鎮(zhèn)壓輪碾壓播種溝，完成對(duì)小麥播種。

2 一體機(jī)各部件的設(shè)計(jì)

2.1 集中施肥系統(tǒng)

集中施肥系統(tǒng)包括肥料箱、肥料插板、撥肥齒輪、撥肥軸、大中小三個(gè)變速齒輪、施肥開(kāi)溝犁（圖2）。其中，撥肥齒輪和大中小三個(gè)變速齒輪通過(guò)撥肥軸相連，單位面積施肥量靠大中小三個(gè)變速齒輪的配備和肥料插板的位置調(diào)整實(shí)現(xiàn)，施肥量根據(jù)地力水平、氣候條件、品種特性和目標(biāo)產(chǎn)量設(shè)計(jì)為150～1 500 kg/hm2。施肥深度為50～100 mm。變速齒輪通過(guò)鏈條與變速箱傳動(dòng)齒輪相連。隨著小麥寬行幅種肥同播一體機(jī)移動(dòng)，施肥開(kāi)溝犁伸入到壟間的土壤中將土地挖掘成壟溝，撥肥軸通過(guò)傳動(dòng)齒輪與不同的變速齒輪連接而產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)動(dòng)速度,帶動(dòng)撥肥齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，肥料進(jìn)入到撥肥齒輪中，被撥肥齒輪轉(zhuǎn)移到施肥開(kāi)溝犁中排出裝置。

2.2 動(dòng)力傳輸系統(tǒng)

小麥寬行幅種肥同播一體機(jī)的動(dòng)力靠牽引拖拉機(jī)提供,通過(guò)變速箱，變速齒輪、鏈條傳給施肥系統(tǒng)和播種系統(tǒng)（圖3）?？梢酝ㄟ^(guò)鏈條將傳動(dòng)齒輪與不同的變速齒輪連接，從而能夠改變撥肥軸和取種軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.3 播種系統(tǒng)

播種系統(tǒng)包括種子箱、種子插板、取種器、取種軸、大、中、小三個(gè)變速齒輪、播種犁（圖4）。其中取種器及大、中、小三個(gè)變速齒輪通過(guò)取種軸相連、單位面積播種量靠大、中、小三個(gè)變速齒輪的配備和種子插板的位置調(diào)整實(shí)現(xiàn),播種量根據(jù)地力水平、氣候條件、品種特性、目標(biāo)產(chǎn)量和播種時(shí)期設(shè)計(jì)為150～300 kg/hm2。變速齒輪通過(guò)鏈條與變速箱傳動(dòng)齒輪相連。播種犁為中空的扁平鋼管，內(nèi)徑為長(zhǎng)直徑為100 mm，短直徑為30 mm的橢圓，長(zhǎng)直徑與播種方向垂直，以此實(shí)現(xiàn)麥苗寬行幅。隨著小麥寬行幅種肥同播一體機(jī)移動(dòng)，播種犁伸入到壟上的土地當(dāng)中，將種子放置到種子箱中，取種軸通過(guò)傳動(dòng)齒輪與不同的變速齒輪連接而產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，帶動(dòng)取種器轉(zhuǎn)動(dòng)，種子進(jìn)入到取種中，被取種器轉(zhuǎn)移到播種犁中排出裝置。

2.4 取種器系統(tǒng)

取種器是長(zhǎng)度為150 mm、直徑為60 mm的PVC圓柱體，其上刻有均勻分布的100 mm×10 mm×10 mm長(zhǎng)方體取種槽9個(gè)。并配有彈性刮種片（圖5）。取種槽的大小可以容納特定數(shù)量的種子，配合刮種片將多出的種子刮除，保證每次撒落出特定數(shù)量的種子。

2.5 覆土鎮(zhèn)壓系統(tǒng)

覆土鎮(zhèn)壓系統(tǒng)包括覆土器和鎮(zhèn)壓輪（圖6）。靠調(diào)整覆土器的上下位置和方向控制覆土深度，一般控制在30～40 mm，一般土壤濕度高,宜淺，反之宜深。鎮(zhèn)壓輪可自轉(zhuǎn)，靠調(diào)整上下位置控制鎮(zhèn)壓的緊實(shí)度，一般土壤濕度高，鎮(zhèn)壓需弱，反之則需強(qiáng)。覆土器將被播種犁挖掘出來(lái)的播種溝填平。

播種行位于施肥行之間，鎮(zhèn)壓輪與播種犁左右位置相同。施肥開(kāi)溝犁與播種犁的位置左右相間隔，使播種行與施肥行之間左右間隔，播種犁與鎮(zhèn)壓輪的位置左右相同，使覆土器和鎮(zhèn)壓輪能夠完成種子播種深度控制和表土壓實(shí)。

3 小結(jié)

小麥寬行幅種肥同播一體機(jī)通過(guò)寬行幅帶均勻播種，可提高麥苗有效分蘗、更利于麥苗通風(fēng)、采光、養(yǎng)分吸收和植株生長(zhǎng)，提高小麥抗倒伏能力，從而提高糧食產(chǎn)量。其次，肥料集中深施，提高了肥料利用率，可實(shí)現(xiàn)小麥節(jié)本增效，并減少了肥料對(duì)環(huán)境的污染。第三，施肥、播種、鎮(zhèn)壓一次機(jī)械作業(yè)完成，省工、省時(shí)、勞動(dòng)生產(chǎn)率高。