車建壯，于 磊，李其昀

（1．淄博市科學技術情報研究所，山東淄博255040；2．天津鐵道職業(yè)技術學院鐵道工程系，天津300240；3．山東理工大學農(nóng)業(yè)工程與食品科學學院，山東淄博255091）

開展保護性耕作、實施免耕播種、取消鏵式犁翻耕，可以保留土壤自我保護機能和營造機能，是機械化耕作由單純改造自然、利用自然，向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的重要因素之一．免耕播種機開溝器的適應性對開展保護性耕作、實施免耕播種有重要意義［1]．

小麥免耕播種機在有玉米秸稈和根茬的覆蓋地的通過性能，已成為我國一年兩熟地區(qū)推廣全程保護性耕作的技術核心問題．目前國內(nèi)外免耕播種機秸稈、根茬切斷裝置主要分為被動式和動力驅(qū)動式．被動式圓盤刀主要是靠重力切斷秸稈和根茬，需要有足夠大的垂直載荷，因而機體重；動力驅(qū)動式裝置主要是靠動力驅(qū)動各種刀具旋轉(zhuǎn)切斷作物殘茬，但存在轉(zhuǎn)速高、功率消耗大、引起機具振動、安全性能差等缺點，且作業(yè)過程中高轉(zhuǎn)速引起的粉塵問題也十分突出．為了進一步提高玉米免耕播種機的技術性能，真正實現(xiàn)保護性耕作，促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，我們設計了圓盤式小麥免耕播種機．

1 總體設計方案

整機主要包括鎮(zhèn)壓裝置、機架、播種施肥裝置、開溝裝置和傳動裝置等幾部分，其中開溝器與覆土器是播種機的重要部分，開溝器與覆土器通過螺栓安裝在輸種管的側面．排種器與排肥器采用外槽輪式下排法．該機共有六圓盤開溝器組，相鄰兩組開溝器組前后交錯安裝，其目的是為了避免秸稈的堵塞；小麥免耕播種機的整體結構如圖1所示．小麥免耕播種機主要技術參數(shù)見表1．

圖1 播種機的結構簡圖

表1 小麥免耕播種機的技術參數(shù)

2 主要工作部件的設計

2．1 雙圓盤開溝器的設計

圖2 雙盤開溝器示意圖

雙圓盤開溝器由兩個平面相互傾斜對稱安裝形成夾角的圓盤構成．兩個圓盤邊緣交點在圓盤前沿下方的聚點m處，工作時在土壤反力作用下各自繞自己的軸線旋轉(zhuǎn)．圓盤滾轉(zhuǎn)時兩個平面將土壤向兩側推擠而形成種溝，導種管將種子導入溝底．雙圓盤開溝器如圖2所示，雙圓盤斜度常取10°～16°，m點的高度等于最大開溝深度為宜，β＝55°～60°，雙圓盤開溝器開出的溝底中部有凸尖，聚點m越高（β角增大），ψ角越大時，凸尖越大，溝底分成兩行的情況越明顯．要求行距較窄時進行條播就充分利用這一特點，將聚點m提高到β＝90°，ψ角增大到23°～25°，使一個開溝器內(nèi)播成兩行，兩行間距一般為65～75mm．單組圓盤開溝器的三維圖如圖3所示．

圖3 單組開溝器

2．2 覆土器的設計

為了保證開溝、施肥、播種后能夠及時覆土，來保證種子被土壤直接覆蓋而不直接接觸秸稈，設計出一套直接安裝在開溝器中間的覆土器，覆土器的結構如圖4所示，其結構類似于滑刀式開溝器；依靠滑刀處切出的土壤覆蓋到麥種上．圖5為覆土器的連接形式．覆土器通過螺栓連接在開溝器的連接板上．覆土器安裝在開溝器的中間、雙圓盤開溝器轉(zhuǎn)動軸的下方，兩個覆土器的夾角為8°～12°．當開溝器工作時，覆土器將開溝器中間凸起的細濕土鏟下一部分，并推送到種溝內(nèi)，將細濕土覆蓋在麥種的表面，完成覆土過程．

圖4 覆土器示意圖

圖5 覆土器的連接示意圖

3 田間實驗

3．1 實驗地點

實驗地點設在山東省淄博市桓臺縣北，山東巨明試驗田，地勢較為平坦開闊，地處東經(jīng)117°58′，北緯35°30′，屬東部暖溫帶半干旱季風氣候，大陸性氣候特點顯著，四季分明，春季干燥多風，夏季炎熱多雨，秋季晴和高爽，冬季寒冷少雪．實驗時間為2008年10月2日，天氣晴，小麥品種為魯豫16號．圖6是小麥播種的實驗樣機，圖7是用該機播種后小麥的生長情況．

3．2 播種質(zhì)量測試

小麥播種深度以3～5cm為合格．拖拉機以正常作業(yè)速度播種后，每行在50m內(nèi)隨機取10個點，人工扒開土層測量播種深度，測量結果如表2所示．種子平均覆土深度為

圖6 雙圓顯式小麥色耕播種種機樣機

圖7 用雙圓盤式小麥免耕播種機小麥生長狀況

式中：xi為各取樣點種子覆土深度（cm）；n為取樣點總數(shù)．

表2 小麥的覆土深度 cm

表3 肥料的覆土深度 cm

3．3 肥料覆土深度測量

測量方法與測種子覆土深度相同，施肥深度以6～10cm為合格．結果見表3．

肥料平均覆土深度為

式中yi為各取樣點肥料覆土深度（cm）．

4 結束語

圓盤式小麥免耕播種機采用圓盤組交錯安裝方法，防堵性能好，整機結構具有簡單緊湊，成本較低，性能可靠，操作靈活，調(diào)整方便等特點，符合我國黃淮海地區(qū)保護性耕作技術的要求．田間實驗研究表明，本機具適應性強，技術性能好，使用可靠，播種施肥深度均勻，是適宜山東半島地區(qū)保護性耕作技術的理想機具．

［1] 高煥文，李問盈．保護性耕作技術與機具［M] ．北京：化學工業(yè)出版社，2004：113．

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［3] 劉芳，杜瑞成．舵輪式杠桿開啟穴播器與凸輪—連桿穴播器的對比分析［J] ．山東理工大學學報：自然科學版，2007，21（4）：14－16．

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