粘土地稻茬麥輕型反旋控深播種機(jī)研究

翟子清，朱 松，蔣東峰

（1.江蘇省農(nóng)墾農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司，江蘇 南京 210019；2.江蘇省農(nóng)墾農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院，江蘇 南京 210019）

0 引言

高質(zhì)量一次性反旋播種技術(shù)及配套機(jī)具是江蘇農(nóng)墾實(shí)現(xiàn)大小麥高產(chǎn)高效的創(chuàng)新節(jié)本性措施，也是簡(jiǎn)化栽培節(jié)約作業(yè)成本的創(chuàng)新作業(yè)模式[1-3]。旋耕滅茬碎土質(zhì)量與播種深度是衡量大小麥播種質(zhì)量的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)[4-5]，目前江蘇農(nóng)墾常規(guī)大小麥播種機(jī)播深控制裝置多采用控制播種開(kāi)溝器吊桿及壓力彈簧形成高度控制與壓力，存在播深一致性和穩(wěn)定性難以保證等問(wèn)題[6]，而針對(duì)特殊土壤條件（較爛地塊）配備的中型（2.5~3.2 m）反旋播種機(jī)作業(yè)時(shí)存在播種蓋種深度受旋耕深度變化而產(chǎn)生深淺不一，過(guò)深的達(dá)到5~8 cm，過(guò)淺的漂在地表，嚴(yán)重影響出苗質(zhì)量，且一次性作業(yè)后地表平整度差，嚴(yán)重影響苗后正常生長(zhǎng)[7]。而排種是否正常是靠輔助人員的視力觀察，存在浪費(fèi)人力且易斷壟。針對(duì)現(xiàn)在大力推廣反旋播種簡(jiǎn)化作業(yè)流程技術(shù)要求與存在的上述問(wèn)題，本項(xiàng)目針對(duì)這些問(wèn)題研制一種粘土地稻茬麥高性能輕型反旋滅茬精準(zhǔn)控深聯(lián)合播種機(jī)，并進(jìn)行試驗(yàn)示范研究。

1 整機(jī)設(shè)計(jì)

1.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)組成

對(duì)粘土地輕型正反旋開(kāi)溝聯(lián)合播種機(jī)改造后的高性能輕型反旋滅茬精準(zhǔn)控深聯(lián)合播種機(jī)結(jié)構(gòu)主要由中間傳動(dòng)箱、三點(diǎn)懸掛機(jī)構(gòu)、機(jī)架、第一反旋刀軸、“V”型限深壓槽輥、覆土絞龍裝置、播種箱、排種裝置、地輪等組成。中間傳動(dòng)箱和三點(diǎn)懸掛機(jī)構(gòu)均固定在機(jī)架上，三點(diǎn)懸掛裝置與拖拉機(jī)連接；第一反旋刀軸、限深壓槽輥、覆土絞龍裝置沿播種機(jī)前進(jìn)方向自前向后依次設(shè)置于機(jī)架底部，第一反旋刀軸與中間傳動(dòng)箱傳動(dòng)連接，限深壓槽輥與覆土絞龍裝置鏈傳動(dòng)連接，其中第一反旋刀軸主要的作用為碎土，限深壓槽輥的主要作用為播前苗床的壓平、壓實(shí)與壓出一個(gè)2~3 cm 的溝槽種床，覆土絞龍裝置的主要作用為將鎮(zhèn)壓開(kāi)溝棍上粘的土刮下來(lái)、淺層覆土蓋種；播種箱固定在機(jī)架上方，且底部設(shè)有排種裝置，地輪與排鐘裝置鏈傳動(dòng)連接。

圖1 結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 整機(jī)創(chuàng)新設(shè)計(jì)及動(dòng)力傳動(dòng)路線的設(shè)計(jì)

1.2.1 高性能反旋機(jī)構(gòu)研究 采用窄幅寬2.3 m 大直徑旋耕刀軸與長(zhǎng)刀片組成的第一反旋刀軸，解決因粘土與秸稈纏繞刀軸造成旋耕深度下降形成的秸稈與土壤攪拌混合不勻與地表殘留的現(xiàn)象，從而解決旋耕深度的穩(wěn)定性與滅茬碎土質(zhì)量問(wèn)題, 最終實(shí)現(xiàn)反旋深度10~15 cm，旋耕后地表平整、細(xì)碎、大土塊直徑≤4 cm。

1.2.2 播種深度精準(zhǔn)控制機(jī)構(gòu)研究 采用播種開(kāi)溝器前設(shè)置帶對(duì)行的“V”型限深壓槽輥，進(jìn)行播前苗床的壓平、壓實(shí)與壓出一個(gè)2~3 cm 的溝槽種床，并在其“V”型鎮(zhèn)壓輥后設(shè)計(jì)動(dòng)力刮土與淺層覆土蓋種的覆土絞龍裝置，在精準(zhǔn)控制覆土蓋種的同時(shí)幫助鎮(zhèn)壓輥刮去表面的粘土，解決爛地作業(yè)的適應(yīng)性問(wèn)題，最終實(shí)現(xiàn)播種深度2~4 cm，漂種率≤3%，深種率（達(dá)到5 cm）≤3%。

1.2.3 動(dòng)力傳動(dòng)路線的設(shè)計(jì) 由于機(jī)具采用高性能反旋機(jī)構(gòu)和播種深度精準(zhǔn)控制機(jī)構(gòu)，加之設(shè)計(jì)的專(zhuān)用覆土絞龍裝置、專(zhuān)用地輪等，根據(jù)結(jié)構(gòu)緊湊、傳遞可靠的原則，確定動(dòng)力傳動(dòng)路線為：拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸將動(dòng)力通過(guò)萬(wàn)向節(jié)傳入中間齒輪傳動(dòng)箱，中間齒輪傳動(dòng)箱通過(guò)四級(jí)齒輪傳動(dòng)將動(dòng)力分配給與之連接的第一反旋刀軸，同時(shí)從中間齒輪傳動(dòng)箱分配出動(dòng)力通過(guò)減速器、萬(wàn)向節(jié)傳給二級(jí)長(zhǎng)側(cè)邊變速箱，二級(jí)長(zhǎng)側(cè)邊變速箱將動(dòng)力傳遞給限深壓槽輥、覆土絞龍裝置，地輪與排種裝置通過(guò)鏈傳動(dòng)連接，地輪行走時(shí)為排種裝置提供動(dòng)力。

1.3 機(jī)具在粘土地作業(yè)的適應(yīng)性試驗(yàn)改進(jìn)研究

通過(guò)在農(nóng)場(chǎng)粘土地不同模式對(duì)比試驗(yàn)，兼顧作業(yè)效率，篩選出適宜重粘土區(qū)域作業(yè)的最佳工作模式。

在田間試驗(yàn)中，一是采用高性能反旋機(jī)構(gòu)，解決旋耕深度的穩(wěn)定性與滅茬碎土質(zhì)量問(wèn)題；二是采用播種深度精準(zhǔn)控制機(jī)構(gòu)，解決爛地作業(yè)適應(yīng)性問(wèn)題。三是采用覆土絞龍裝置，利用絞龍的快速轉(zhuǎn)動(dòng)，將“V”型限深鎮(zhèn)壓輥上粘的土刮下來(lái)，減少鎮(zhèn)壓輥爛地黏土，同時(shí)完成淺層覆土工作，可以通過(guò)調(diào)節(jié)覆土絞龍裝置的距地高度來(lái)改善播種質(zhì)量。改進(jìn)后的高性能輕型反旋滅茬精準(zhǔn)控深聯(lián)合播種機(jī)可實(shí)現(xiàn)正反旋碎土、壓槽、播種、覆土4 道工序于一體的復(fù)式作業(yè)。

當(dāng)前該機(jī)具的2 種作業(yè)模式：一是在較適宜墑情下，實(shí)現(xiàn)反旋滅茬精準(zhǔn)控深播種聯(lián)合作業(yè)，作業(yè)過(guò)程中播種深度一致，覆土質(zhì)量較好，播后出苗率高；二是在墑情較差的情況下，進(jìn)行反旋滅茬精準(zhǔn)控深播種聯(lián)合作業(yè)，作業(yè)過(guò)程中“V”型限深壓槽輪出現(xiàn)懸浮狀態(tài)，導(dǎo)致種子落在土壤表面，覆土絞龍也出現(xiàn)懸浮狀態(tài)，覆土質(zhì)量較差，播后出苗率低。通過(guò)田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在爛地作業(yè)時(shí)，機(jī)架前高粱易堵泥草，影響作業(yè)質(zhì)量，播種后有未出苗現(xiàn)象，試驗(yàn)后還需對(duì)高性能輕型反旋滅茬精準(zhǔn)控深聯(lián)合播種機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，如增加鎮(zhèn)壓輪，調(diào)節(jié)“V”型限深壓槽輪和覆土絞龍裝置。

2 結(jié)果與分析

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家農(nóng)業(yè)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定的旋耕機(jī)試驗(yàn)方法和旋耕機(jī)作業(yè)質(zhì)量對(duì)機(jī)具進(jìn)行性能試驗(yàn)和可靠性試驗(yàn)。主要檢測(cè)依據(jù)為：GB/T 5667—2008（農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)試驗(yàn)方法）、GB/T 5262—2008《農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)條件測(cè)定方法的一般規(guī)定》、GB/T 5668—2008《旋耕機(jī)》、DG32/T 007—2008《旋耕滅茬施肥播種機(jī)推廣鑒定大綱》、GB/T 20865—2007《免耕施肥播種機(jī)》、JB/T 8401.1—2007《旋耕聯(lián)合作業(yè)機(jī)械旋耕施肥播種機(jī)》等。田間試驗(yàn)表明，該機(jī)具各類(lèi)性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。高性能輕型反旋滅茬精準(zhǔn)控深聯(lián)合播種機(jī)的主要性能指標(biāo)見(jiàn)表1 所示。

表1 主要技術(shù)參數(shù)

改造后的粘土地輕型小麥播種機(jī)粘土地播種試驗(yàn)和播后田間出苗情況見(jiàn)圖2 所示。

圖2 播種試驗(yàn)與出苗情況

3 結(jié) 語(yǔ)

本文研究開(kāi)發(fā)了一種適應(yīng)粘土地稻茬麥作業(yè)條件的輕型反旋滅茬精準(zhǔn)控深聯(lián)合播種機(jī)。經(jīng)田間試驗(yàn)，該機(jī)具可實(shí)現(xiàn)反旋碎土、限深壓槽、播種、覆土等功能復(fù)式作業(yè)，播后地表平整，出苗一致，有利于降低成本，改善播種質(zhì)量，較好解決土壤墑情較大適應(yīng)性問(wèn)題，滿足粘土地播種簡(jiǎn)化作業(yè)流程的技術(shù)要求。但也存在機(jī)架前易堵?tīng)€泥等問(wèn)題，下一步將針對(duì)前期試驗(yàn)存在的問(wèn)題，改進(jìn)原有播種機(jī)的“V”型限深壓槽輥和覆土絞龍裝置，在播種機(jī)上增加橡膠鎮(zhèn)壓輪，在粘土地大墑情地進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證，測(cè)試復(fù)式作業(yè)性能及可靠性，形成適應(yīng)粘土地地區(qū)秋播高產(chǎn)作業(yè)模式和機(jī)具改進(jìn)配套方案。