免耕施肥播種機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的研究

王喜順

摘要：針對保護(hù)性耕作播種作業(yè)的特殊性要求，詳細(xì)論述了免耕施肥播種機(jī)的破茬開溝技術(shù)、防堵技術(shù)、覆土鎮(zhèn)壓技術(shù)、免耕播種機(jī)的仿形技術(shù)、免耕施肥播種機(jī)組縱向操縱穩(wěn)定性等8種關(guān)鍵技術(shù)的研究。

關(guān)鍵詞：保護(hù)性耕作；免耕施肥播種機(jī)；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號：S2232文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.05.005

0引言

目前，保護(hù)性耕作在我國大力推廣，其在生態(tài)環(huán)境保護(hù)、改善作物生長、節(jié)能節(jié)本、增產(chǎn)增效等方面發(fā)揮巨大作用。保護(hù)性耕作的關(guān)鍵技術(shù)包括：秸稈殘茬管理技術(shù)、免耕播種技術(shù)、深松技術(shù)、雜草及病蟲害防治技術(shù)、土壤肥料管理與作物栽培技術(shù)。其中秸稈殘茬管理技術(shù)是保護(hù)性耕作的基礎(chǔ)，而免耕施肥播種技術(shù)是保護(hù)性耕作的最關(guān)鍵技術(shù)。由于保護(hù)性耕作播種作業(yè)的特殊性，對免耕施肥播種機(jī)的要求也很高，下面主要論述免耕施肥播種機(jī)的幾項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)。

1破茬開溝技術(shù)

少動(dòng)土、少跑墑是保護(hù)性耕作的基本要求。免耕施肥播種時(shí)，地表有秸稈殘茬覆蓋，有的土壤緊實(shí)，要求有良好的破茬開溝技術(shù)，這是免耕播種的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前，保護(hù)性耕作技術(shù)實(shí)施中所采用的破茬開溝技術(shù)主要有以下三種。

11移動(dòng)式破茬開溝技術(shù)

目前，主要應(yīng)用窄形尖角式開溝器破茬開溝。窄形尖角式開溝器為銳角開溝，入土能力強(qiáng)，對土壤的擾動(dòng)少，消耗動(dòng)力小，易于實(shí)現(xiàn)較深的破茬開溝。一般開溝深度為10 cm左右，可以實(shí)現(xiàn)肥下、種上的分層施播。小麥等密植作物根茬小，對窄形開溝器的影響也小；玉米類作物根茬大，但大部分主根和須根集中在地表下4～72 cm，當(dāng)開溝深度達(dá)到10 cm左右時(shí)，開溝鏟尖從根下經(jīng)過，可將根茬挑起，順利實(shí)現(xiàn)破茬開溝。

12滾動(dòng)式破茬開溝技術(shù)

主要有滑刀式和圓盤刀式兩種，應(yīng)用較多的是圓盤刀式破茬開溝技術(shù)。圓盤刀式破茬開溝的原理是利用各種圓盤（缺口式、波紋式、平面式、凹面式等），以一定的正壓力沿地表滾動(dòng)，切開根茬和土壤，實(shí)現(xiàn)播種、施肥等功能。平面圓盤如果與播種機(jī)前進(jìn)方向平行，則圓盤的作用只是切開根茬，切斷雜草和秸稈，在土壤表面切出一道縫，后邊另有開溝器用于播種；平面圓盤如與播種機(jī)組前進(jìn)方向有一定的夾角（如美國John Deere公司生產(chǎn)1560型和1590型等免耕條播種機(jī)上，開溝平圓盤與前進(jìn)方向的夾角為7°），則可直接在圓盤所開溝內(nèi)播種、施肥。凹面圓盤同樣與前進(jìn)方向有一定夾角，工作時(shí)，可利用圓盤的角度及滾動(dòng)，將秸稈、根茬和表土拋離原位，實(shí)現(xiàn)破茬開溝。

圓盤開溝器的優(yōu)點(diǎn)是工作部件沿地面滾動(dòng)，通過能力強(qiáng)；直圓盤開溝時(shí)，開溝窄，對土壤的擾動(dòng)少（如美國John Deere公司生產(chǎn)1560型和1590型等免耕條播種機(jī)理論動(dòng)土量只有11%）。缺點(diǎn)是鈍角入土，必須有足夠的正壓力才能保證破茬和入土性能，因而，機(jī)器質(zhì)量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度和材料要求高。凹面圓盤的缺點(diǎn)是動(dòng)土量大，回土差，需要另配覆土裝置，播種機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，播種后地面平整度也差。

13動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式破茬開溝技術(shù)

其原理是利用拖拉機(jī)的動(dòng)力輸出軸，驅(qū)動(dòng)安裝在播種機(jī)開溝器前方的旋轉(zhuǎn)軸，通過安裝在旋轉(zhuǎn)軸上的破茬防堵部件入土破茬。破茬防堵部件有旋耕刀式、直刀式或圓盤刀式等。

2防堵技術(shù)

防堵技術(shù)是免耕播種中的重要環(huán)節(jié)，必須予以高度重視。

21免耕播種作業(yè)機(jī)組的防堵性分析

免耕施肥播種機(jī)的防堵性是指在免（少）耕及地表有秸稈殘茬覆蓋條件下進(jìn)行施肥播種等作業(yè)時(shí)作業(yè)機(jī)組所具有的防止秸稈覆蓋物堵塞的能力，也可以稱為秸稈覆蓋地上的作業(yè)機(jī)組的通過性。

影響免耕施肥播種機(jī)防堵性的因素有以下幾點(diǎn)：①地表秸稈、雜草的覆蓋量；②覆蓋秸稈的長度；③秸稈的含水量；④秸稈的韌性；⑤開溝器的類型；⑥開溝器與機(jī)架形成的秸稈通過空間。

22免耕播種機(jī)上常用的防堵技術(shù)

目前應(yīng)用的防堵技術(shù)主要有以下幾種：

（1）加大秸稈通過空間防堵技術(shù)。采用高地隙和多梁結(jié)構(gòu)，增大相鄰?fù)寥栏鞑考g形成的空間，以利于秸稈通過。加大開溝器間距防堵技術(shù)也稱為結(jié)構(gòu)防堵技術(shù)。

（2）部件開溝防堵技術(shù)。在播種機(jī)部件選擇和設(shè)計(jì)中采用有利于提高通過性的部件，如采用種肥垂直分施技術(shù)可以減小種肥側(cè)位分施時(shí)形成的堵塞截面；采用滾動(dòng)性好的大直徑鎮(zhèn)壓輪可以減少小直徑鎮(zhèn)壓輪不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所造成的拖動(dòng)堵塞；采用圓盤開溝器可以減少秸稈、殘茬或雜草的纏繞等。

（3）裝置防堵技術(shù)。裝置防堵技術(shù)有非動(dòng)力式防堵技術(shù)和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式防堵技術(shù)兩種。

在行距較大的寬行播種機(jī)上，為增加防堵能力，加裝非動(dòng)力式防堵裝置，是有效的防堵技術(shù)與措施。常用的防堵裝置有開溝器前加裝分草板、分草圓盤（單圓盤、雙圓盤、平面圓盤、凹面圓盤、凹面缺口圓盤等）、行間壓草器、輪齒式撥禾輪等，播種作業(yè)時(shí)，分草板或分草圓盤將種行上經(jīng)過粉碎的秸稈推到兩邊，減少開溝器鏟柄與秸稈的接觸，實(shí)現(xiàn)防堵；也有的是在開溝器前加裝“八”字形布置的分草輪齒，播種作業(yè)中，利用輪齒將播種行上的秸稈向側(cè)后方撥開，實(shí)現(xiàn)防堵。這幾種技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單，有一定的防堵效果，適合于粉碎后秸稈量較大的條件下的玉米播種。

動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式防堵是利用拖拉機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)安裝在開溝器前的防堵裝置，通過對掛接在開溝鏟柄或堆積在工作部件間的秸稈進(jìn)行粉碎、擊落、拋撒等作用實(shí)現(xiàn)防堵。前述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式破茬開溝技術(shù)同時(shí)具有很好的防堵效果。另外帶狀粉碎、不入土的粉碎、切碎均屬于動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式防堵技術(shù)。如帶狀粉碎式防堵技術(shù)就是在播種開溝器前安裝粉碎直刀，利用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)，將開溝器前方的秸稈粉碎，并利用高速旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能，使粉碎后的秸稈沿保護(hù)粉碎裝置的拋撒弧板拋到開溝器后方，實(shí)現(xiàn)防堵。這種防堵技術(shù)防堵效果好，又沒有旋耕刀式防堵技術(shù)對土壤的過度擾動(dòng)，因而更符合保護(hù)性耕作的技術(shù)要求。

23玉米免耕施肥播種機(jī)的被動(dòng)防堵措

玉米行距大，配置防堵裝置相對方便，因此，為保證玉米免耕施肥播種機(jī)在覆蓋地上的通過性，國內(nèi)外的玉米免耕覆蓋播種機(jī)上均設(shè)計(jì)有防堵裝置。國內(nèi)播種機(jī)上初期的防堵裝置多是在開溝鏟上設(shè)分禾器，播種時(shí)分禾器將開溝鏟前方的秸稈分開，以便開溝鏟順利通過。如大連農(nóng)牧機(jī)械廠生產(chǎn)的2BM-6、2BQM-6D型免耕覆蓋播種機(jī)等，均采用分禾器防堵。實(shí)踐證明，分禾器有結(jié)構(gòu)簡單、制造費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。但分禾器的防堵能力較小，而且要求秸稈粉碎質(zhì)量高，碎稈長度較短的情況下，才有較好的防堵效果。

3覆土鎮(zhèn)壓技術(shù)

為保證種子發(fā)芽，對種子上部要求有一定厚度的覆土層。并應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)逆?zhèn)壓，保證種子與土壤接合緊密，及時(shí)吸收土壤養(yǎng)分。

4免耕播種機(jī)的仿形

免耕播種機(jī)作業(yè)時(shí)地表?xiàng)l件惡劣，有前序作業(yè)時(shí)拖拉機(jī)進(jìn)地壓出的溝轍，有深松時(shí)開出的深松溝和較大的土塊，有隨作物生長出現(xiàn)的植株根部突起（如玉米根茬），還有大量的覆蓋不完全均勻一致的秸桿。這些條件的存在，影響免耕施肥播種質(zhì)量，尤其是對播深控制影響較大。

而播深一致是播種作業(yè)保證苗齊、苗全、苗壯的基本要求。因此，為了提高免耕施肥播種的質(zhì)量，除了進(jìn)行必要的地表耕作外，還必須考慮免耕施肥播種機(jī)的仿形性能，即在地表不平條件下保持播種深度一致的能力。

5免耕施肥播種機(jī)組縱向操縱穩(wěn)定性

為保證免耕施肥播種機(jī)的防堵性，窄行距作物的免耕施肥播種機(jī)均采用開溝器前后分置排列（雙梁），加上為保證播種質(zhì)量而配置的單體仿形機(jī)構(gòu)，使免耕施肥播種機(jī)質(zhì)量偏大且重心偏后。當(dāng)播種機(jī)升起，機(jī)組空行上坡或過田埂時(shí)拖拉機(jī)前輪的附著性能就會(huì)降低，作業(yè)機(jī)組的縱向操縱穩(wěn)定性也隨之降低。為了確保作業(yè)時(shí)機(jī)組的操縱可靠性和安全性，拖拉機(jī)前橋必須安置適當(dāng)?shù)呐渲兀詽M足作業(yè)縱向操作性的基本要求。

6地輪

實(shí)行保護(hù)性耕作，在免（少）耕且有秸稈覆蓋的地表施肥播種時(shí)，地輪容易出現(xiàn)的主要問題是滑移嚴(yán)重，一般普通播種機(jī)上所用的鐵制地輪，在免耕覆蓋地上使用時(shí)，其滑移率在20%以上，嚴(yán)重時(shí)甚至能達(dá)到40%。而一般傳統(tǒng)播種機(jī)在播量調(diào)整時(shí)所考慮的滑移率僅為5%～8%。如此高的滑移率及其不均勻性對播種質(zhì)量的影響是顯而易見的。造成高滑移率的原因主要有以下三個(gè)方面：一是地表有秸稈覆蓋，地輪在秸稈上運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦力減小，有時(shí)地表秸稈覆蓋量大，秸稈層之間在地輪運(yùn)動(dòng)時(shí)也會(huì)發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致地輪滑移；二是地表不平，地輪與地面的接觸不均，三是不論是單體平行四桿仿形開溝裝置，還是整體仿形開溝裝置，由于地表過硬開溝器入土深度受到限制，作為傳遞排種器排種、排肥的地輪往往出現(xiàn)被架空不轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象，造成不排種肥的問題。因此，如何解決地輪的高滑移率問題是提高免耕播種均勻性、防止漏播的重要措施。

7免耕施肥播種機(jī)的動(dòng)力性

免耕施肥播種作業(yè)機(jī)組的動(dòng)力特性是指懸掛式免耕施肥播種作業(yè)機(jī)組的牽引力性能，包括作業(yè)牽引力大小，拖拉機(jī)后輪的附著性能等。免耕施肥播種作業(yè)機(jī)組所需的牽引力大小決定于施肥播種時(shí)的使用質(zhì)量、掛接形式、開溝器形式、排列方式及其作業(yè)環(huán)境（如土壤物理狀況）和作業(yè)質(zhì)量（種深、肥深）要求等。

8結(jié)語

保護(hù)性耕作技術(shù)是我國確定重點(diǎn)推廣的農(nóng)機(jī)化新技術(shù)，是農(nóng)業(yè)種植方式的又一次革命。本文針對保護(hù)性耕作播種作業(yè)的特殊性要求，通過對免耕施肥播種機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的研究，為更好地設(shè)計(jì)、使用免耕施肥播種機(jī)提供參考。

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