多功能旱作節(jié)水鋪膜機(jī)的設(shè)計(jì)及試驗(yàn)

佟景春

摘要：根據(jù)遼寧省旱作節(jié)水鋪膜機(jī)械化技術(shù)的農(nóng)藝要求，研制多功能旱作節(jié)水鋪膜機(jī)。田間試驗(yàn)結(jié)果表明，機(jī)組轉(zhuǎn)彎靈活，操作方便，橫向穩(wěn)定性和縱向穩(wěn)定性良好;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，各部件結(jié)構(gòu)及連接強(qiáng)度安全可靠，各項(xiàng)作業(yè)指示能夠滿足實(shí)際作業(yè)要求。

關(guān)鍵詞：鋪膜機(jī);節(jié)水;試驗(yàn);性能;適用性

中圖分類號(hào)：S223.5? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1674-1161（2019）04-0017-03

遼寧省是我國(guó)嚴(yán)重缺水的省份之一，人均占有水資源量?jī)H為全國(guó)的1/3，干旱使遼寧省每年糧食減產(chǎn)25億～50億kg。滴灌是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)之一，尤其是我國(guó)首創(chuàng)的膜下滴灌節(jié)水技術(shù)具有省工、省時(shí)、省水、節(jié)約勞動(dòng)力、增產(chǎn)高效等諸多優(yōu)點(diǎn)。目前，新疆地區(qū)膜下滴灌面積在20萬hm2以上，黑龍江、甘肅等省的推廣應(yīng)用規(guī)模也較大。然而，遼寧省膜下滴灌技術(shù)發(fā)展相對(duì)緩慢，缺少成熟的膜下滴灌技術(shù)及配套機(jī)具。為此，根據(jù)遼寧省旱作節(jié)水鋪膜機(jī)械化技術(shù)的農(nóng)藝要求，研制改進(jìn)多功能旱作節(jié)水鋪膜機(jī)，為提升全省旱作節(jié)水鋪膜機(jī)械化技術(shù)水平提供機(jī)具支持。

1 多功能旱作節(jié)水鋪膜機(jī)的結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)

1.1 結(jié)構(gòu)組成

旱作節(jié)水鋪膜機(jī)（圖1）主要由施肥裝置、打藥裝置、滴灌鋪設(shè)裝置、鋪膜工作裝置、膜上播種裝置、限深裝置、機(jī)架、懸掛機(jī)構(gòu)等組成。

機(jī)具與拖拉機(jī)采用后懸掛方式連接。開溝施肥裝置、覆土機(jī)構(gòu)、膜上播種裝置、鎮(zhèn)壓機(jī)構(gòu)以機(jī)具縱向中心線為中心左右對(duì)稱布置;變速箱布置在機(jī)架前部的中心位置，其輸入軸與拖拉機(jī)輸出軸相連，輸出軸與覆土機(jī)構(gòu)的主動(dòng)鏈輪相連，主、從動(dòng)鏈輪帶動(dòng)刮土板實(shí)現(xiàn)取土、覆土作業(yè);開溝器布置在取土裝置后中下方，滴灌帶布置在機(jī)架中上方;打藥機(jī)構(gòu)、鋪膜機(jī)構(gòu)布置在滴灌帶鋪設(shè)機(jī)構(gòu)后機(jī)架下方。機(jī)具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、左右平衡性好、運(yùn)行平穩(wěn)、通過性好、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)。

1.2 工作原理

作業(yè)時(shí)，電動(dòng)驅(qū)動(dòng)開溝施肥機(jī)構(gòu)完成側(cè)深施肥，拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸經(jīng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)變速箱，進(jìn)而帶動(dòng)兩刮板式覆土器取土，同時(shí)完成噴藥、鋪滴灌帶鋪設(shè)作業(yè);將經(jīng)刮板式運(yùn)送的土壤覆在地膜上，由鴨嘴式精量排種器通過自轉(zhuǎn)滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)打孔播種，播種后由鎮(zhèn)壓輪完成鎮(zhèn)壓工作。

1.3 主要技術(shù)參數(shù)

1.3.1 播種深度 播種深度根據(jù)土壤類型、墑情及播種技術(shù)等因素確定。一般條件下，玉米適宜播種深度為30～50 mm，沙土地、干旱地區(qū)和干旱年份應(yīng)適當(dāng)加深，確保種子播在濕土上。經(jīng)認(rèn)真分析，確定播種深度為30～50 mm。

1.3.2 施肥深度 采用一次性深施肥，施肥深度90 mm。肥料施在種子側(cè)下方，與種子的隔離帶保持60 mm間距。施肥量根據(jù)土質(zhì)和玉米品種而定，可少施或不施口肥，無需追肥。

1.3.3 行距和株距 采用大壟雙行播種作業(yè)技術(shù)模式，考慮通風(fēng)、采光性等農(nóng)藝要求，行距設(shè)置為400～450 mm，株距為330～450 mm。

1.3.4 作業(yè)速度 播種機(jī)作業(yè)速度主要取決于工作部件和行走裝置對(duì)速度的適應(yīng)性。作業(yè)速度過高，影響鴨嘴滾筒式排種器的成穴質(zhì)量、排種效果和播種均勻性，故作業(yè)速度確定為2～4 km/h。

1.3.5 配套動(dòng)力 播種機(jī)所需功率是各部分所需功率的總和。播種機(jī)采用2行作業(yè)時(shí)，所需動(dòng)力較小，但考慮到需要后動(dòng)力輸出裝置及機(jī)型的普及性，選擇發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為25.7 kW的輪式拖拉機(jī)作為配套動(dòng)力。

1.3.6 幅寬 播種機(jī)采用2行作業(yè)時(shí)，壟寬為1 200 mm。結(jié)合考慮拖拉機(jī)的輪距，確定幅寬為1 200 mm。

1.3.7 作業(yè)效率 根據(jù)已確定的作業(yè)速度及幅寬，計(jì)算播種機(jī)的作業(yè)效率：

Q=BV? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

式中：B為幅寬;V為作業(yè)速度。

經(jīng)計(jì)算得播種機(jī)的作業(yè)效率Q=0.16～0.32 hm2/h。

2 多功能旱作節(jié)水鋪膜機(jī)田間試驗(yàn)

為確定多功能旱作節(jié)水鋪膜機(jī)的適應(yīng)性和性能，分別于錦州市黑山縣、阜新市阜蒙縣于寺鎮(zhèn)、朝陽凌源市進(jìn)行適用性試驗(yàn)和性能試驗(yàn)。

2.1 黑山縣試驗(yàn)

2018年4月20—23日，選擇在錦州市黑山縣龐河經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)地土壤類型為黑粘土，含水率19.21%，已完成旋耕整地、地表平整。試驗(yàn)田各處條件基本相同，面積滿足測(cè)試要求。前薦作物為玉米，東西壟向，田間無秸稈覆蓋。試驗(yàn)共播種玉米13.33 hm2，機(jī)具作業(yè)情況見表1。

試驗(yàn)結(jié)果表明：空穴率3.6%，穴粒數(shù)合格率87%，膜下播種深度合格率90%，穴距合格率91%，施肥深度合格率87%，能滿足當(dāng)?shù)赜衩撞シN作業(yè)要求。

2.2 阜蒙縣試驗(yàn)

2018年4月24日至27日，在阜新市阜蒙縣于寺鎮(zhèn)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)地土壤類型為沙壤土，含水率16.91%，已完成旋耕整地、地表平整，面積滿足測(cè)試要求。前薦作物為玉米，南北壟向，田間無秸稈覆蓋，使用機(jī)械化播種作業(yè)，共播種玉米12.33 hm2，機(jī)具作業(yè)情況見表2。

試驗(yàn)結(jié)果表明：空穴率3.1%，穴粒數(shù)合格率86%，膜下播種深度合格率89%，穴距合格率93%，施肥深度合格率89%，能滿足當(dāng)?shù)赜衩撞シN作業(yè)要求。

2.3 凌源市試驗(yàn)

2018年4月19—21日，在朝陽凌源市進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)地土壤類型為黑壤土，含水率為17.52%，旋耕整地、地表平整，面積滿足測(cè)試要求。前薦作物為玉米，南北壟向，田間無秸稈及雜草，使用機(jī)械化播種作業(yè)，共播種玉米9.33 hm2，機(jī)具作業(yè)情況見表3。