東北壟作免耕播種工藝與機(jī)具的試驗(yàn)研究.pdf

1、遼寧省水資源匱乏，人均水資源擁有量為全國(guó)平均水平的四分之一，占全省總耕地面積的近七成農(nóng)田沒(méi)有任何灌溉條件，絕大部分旱作農(nóng)區(qū)仍然沿用傳統(tǒng)的以翻耕為主的耕作制度，水土流失嚴(yán)重、土壤肥力下降，旱災(zāi)頻繁發(fā)生已成為制約我省農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收的突出問(wèn)題。發(fā)展保護(hù)性耕作可以有效地抵御春旱、控制風(fēng)蝕、水蝕，防治沙塵暴、提高作物產(chǎn)量和培肥地力。是我省旱作農(nóng)業(yè)發(fā)展的必由之路。 本文的研究是在進(jìn)行農(nóng)業(yè)部重點(diǎn)項(xiàng)目：“東北壟作保護(hù)性耕作技術(shù)與玉米免耕播種

2、機(jī)的試驗(yàn)研究”基礎(chǔ)上完成的。經(jīng)過(guò)多年深入遼西冷涼風(fēng)沙區(qū)進(jìn)行保護(hù)性耕作調(diào)查研究及生產(chǎn)試驗(yàn)，對(duì)免耕播種機(jī)加工對(duì)象秸稈和殘茬的植物性狀、力學(xué)特性進(jìn)行了深入的研究，針對(duì)壟作高留茬耕播模式提出了破茬清壟新原理，并完成了各部件的設(shè)計(jì)制造以及整機(jī)的試驗(yàn)。通過(guò)虛擬設(shè)計(jì)進(jìn)行了機(jī)構(gòu)優(yōu)化。通過(guò)大量的理論分析與系統(tǒng)的試驗(yàn)研究，主要研究成果包括： (1)對(duì)遼寧省不同類(lèi)型地區(qū)保護(hù)性耕作技術(shù)工藝模式進(jìn)行了調(diào)查研究并提出基于壟作栽培制度的高留茬秸稈覆蓋耕播是遼

3、寧乃至東北地區(qū)保護(hù)性耕作的主流模式。 (2)研究測(cè)定了玉米秸稈及根茬的力學(xué)特性。試驗(yàn)結(jié)果表明，橫切莖稈需加載力為892N，橫切根上節(jié)需加載力為1450.4N，縱切根上節(jié)需加載的力為715.4N，劈切需加載的力為264.6N?？梢?jiàn)，劈切最省力，縱切次之。本研究采用的滾動(dòng)圓盤(pán)切刀先縱切后劈切，水平圓盤(pán)進(jìn)行滑切都是非常有利的切割方式。所以滾動(dòng)圓盤(pán)式破茬器更容易破茬，應(yīng)作為國(guó)內(nèi)免耕播種機(jī)技術(shù)創(chuàng)新的方向。 (3)為了解決“2BIS

4、J-2110型碎茬精量播種機(jī)”全幅碎茬動(dòng)土量大、功耗大的缺點(diǎn)，達(dá)到節(jié)省材料、降低成本和減少由于土壤攪動(dòng)量大而造成的水份大量散失的目的，改全幅碎茬為苗帶碎茬。利用計(jì)算機(jī)VB語(yǔ)言根據(jù)刀片端點(diǎn)與運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)學(xué)模型編寫(xiě)程序?qū)λ椴鐓?shù)進(jìn)行模擬研究。經(jīng)分析取機(jī)組前進(jìn)速度1.25m/s，刀片回轉(zhuǎn)半徑取260mm，刀片取4把。為實(shí)現(xiàn)窄帶淺旋處理根茬，單壟耕幅寬為100-110mm．并利用Solidwork軟件進(jìn)行旋耕刀，L型碎茬刀，刀盤(pán)刀座，刀輥軸等的設(shè)

5、計(jì)與繪制，并提出了兩種可行的刀輥配置方案。該兩種方案均能滿(mǎn)足不同行距的需要，為設(shè)計(jì)新型的窄帶旋耕滅茬作業(yè)機(jī)提供了設(shè)計(jì)依據(jù)。 (4)提出了東北壟作高留茬新的破茬清壟處理玉米根茬的原理——前滾動(dòng)圓盤(pán)犁刀破茬后水平圓盤(pán)清壟新原理。設(shè)計(jì)了玉米根茬處理裝置，進(jìn)行了玉米免耕播種通用機(jī)的試驗(yàn)研究。通過(guò)田間生產(chǎn)試驗(yàn)，證明了破茬清壟處理播種帶玉米根茬原理可行，所開(kāi)發(fā)的機(jī)具結(jié)構(gòu)新穎，屬?lài)?guó)內(nèi)首創(chuàng)。該機(jī)不但能創(chuàng)造無(wú)根茬的良好種床條件，有利于種子生長(zhǎng)發(fā)芽

6、，而且不需粉碎根茬，因而擾土量少、整機(jī)消耗動(dòng)力小、破茬入土能力強(qiáng)，發(fā)揮保護(hù)性耕作的優(yōu)勢(shì)明顯。 (5)為了對(duì)壟作玉米破茬清壟裝置進(jìn)行優(yōu)化，研制了通用機(jī)架、室內(nèi)試驗(yàn)裝置和室外試驗(yàn)裝置。 (6)對(duì)根茬處理裝置破茬質(zhì)量的試驗(yàn)測(cè)定，結(jié)果表明：3種滾動(dòng)圓盤(pán)刀處理種行玉米根茬時(shí)，光面圓盤(pán)比波紋盤(pán)和渦輪盤(pán)的破茬效果都要好，但開(kāi)溝較小。前進(jìn)速度和破茬刀的直徑對(duì)破茬質(zhì)量影響較大，隨著速度的提高和圓盤(pán)直徑的增大，破茬質(zhì)量明顯提高。但受整機(jī)的結(jié)

7、構(gòu)限制破茬圓盤(pán)犁刀也不宜太大；刀刃厚度對(duì)破茬質(zhì)量也有較大影響，隨著刀刃厚度的減小，破茬效果明顯提高，但是由于刀刃厚度太小，磨損較快，因而也不宜太小。配裝水平圓盤(pán)清壟裝置由于圍欄兩翼可根據(jù)需要自由調(diào)節(jié)清茬效果明顯。 (7)研制出壟作高留茬玉米免耕播種通用機(jī)一臺(tái)，在沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)留茬地進(jìn)行了玉米免耕播種試驗(yàn)，結(jié)果表明：該機(jī)對(duì)播種帶的玉米根茬清除率達(dá)939，0以上，種床基本無(wú)玉米根茬，破茬能力強(qiáng)、清茬效果較好，動(dòng)土量少，表土破土