粘土地稻茬麥輕型反旋控深播種機研究

朱 松，何彥平，劉天星，卜永清，朱亞晨，李 玲

（1.江蘇省農墾農業發展股份有限公司現代農業研究院，江蘇南京 210019；2.中德作物生產與農業技術示范園，江蘇鹽城 224624；3.江蘇省農墾農業發展股份有限公司黃海分公司，江蘇鹽城 224624）

0 引言

高質量一次性反旋播種技術及配套機具是江蘇農墾實現大小麥高產高效的創新節本性措施，也是簡化栽培節約作業成本的創新作業模式[1，2，3]。旋耕滅茬碎土質量與播種深度是衡量大小麥播種質量的一個重要標準[4，5]，目前，江蘇農墾常規大小麥播種機播深控制裝置多采用控制播種開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定性難以保證等問題[6]，而針對特殊土壤條件（較爛地塊）配備的中型（2.5～3.2 m）反旋播種機作業時存在播種蓋種深度受旋耕深度變化而產生深淺不一，過深的達到5～8 cm，過淺的漂在地表，嚴重影響出苗質量，且一次性作業后地表平整度差，嚴重影響苗后正常生長[7]。而排種是否正常是靠輔助人員的視力觀察，存在浪費人力且易斷壟。針對現在大力推廣反旋播種簡化作業流程技術要求與存在的上述問題，本項目針對這些問題研制一種粘土地稻茬麥高性能輕型反旋滅茬精準控深聯合播種機，并進行試驗示范研究。

1 整機設計

1.1 整機結構組成

由圖1所示，對粘土地輕型正反旋開溝聯合播種機改造后的高性能輕型反旋滅茬精準控深聯合播種機結構主要由中間傳動箱、三點懸掛機構、機架、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。中間傳動箱和三點懸掛機構均固定在機架上，三點懸掛裝置與拖拉機連接；第一反旋刀軸、限深壓槽輥、覆土絞龍裝置沿播種機前進方向自前向后依次設置于機架底部，第一反旋刀軸與中間傳動箱傳動連接，限深壓槽輥與覆土絞龍裝置鏈傳動連接，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、壓實與壓出一個2～3 cm的溝槽種床，覆土絞龍裝置的主要作用為將鎮壓開溝棍上粘的土刮下來、淺層覆土蓋種；播種箱固定在機架上方，且底部設有排種裝置，地輪與排鐘裝置鏈傳動連接。

圖1 結構示意圖

1.2 整機創新設計及動力傳動路線的設計

1.2.1 高性能反旋機構研究。采用窄幅寬2.3 m大直徑旋耕刀軸與長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象，從而解決旋耕深度的穩定性與滅茬碎土質量問題，最終實現反旋深度10～15 cm，旋耕后地表平整、細碎、大土塊直徑≤4 cm。

1.2.2 播種深度精準控制機構研究。采用播種開溝器前設置帶對行的“V”型限深壓槽輥，進行播前苗床的壓平、壓實與壓出一個2～3 cm的溝槽種床，并在其“V”型鎮壓輥后設計動力刮土與淺層覆土蓋種的覆土絞龍裝置，在精準控制覆土蓋種的同時幫助鎮壓輥刮去表面的粘土，解決爛地作業的適應性問題，最終實現播種深度2～4 cm，漂種率≤3%，深種率（5 cm以上）≤3%。

1.2.3 動力傳動路線的設計。由于機具采用高性能反旋機構和播種深度精準控制機構，加之設計的專用覆土絞龍裝置、專用地輪等，根據結構緊湊、傳遞可靠的原則，確定動力傳動路線為：拖拉機動力輸出軸將動力通過萬向節傳入中間齒輪傳動箱，中間齒輪傳動箱通過四級齒輪傳動將動力分配給與之連接的第一反旋刀軸，同時從中間齒輪傳動箱分配出動力通過減速器、萬向節傳給二級長側邊變速箱，二級長側邊變速箱將動力傳遞給限深壓槽輥、覆土絞龍裝置，地輪與排種裝置通過鏈傳動連接，地輪行走時為排種裝置提供動力。

1.3 機具在粘土地作業的適應性試驗改進研究

通過在農場粘土地不同模式對比試驗，兼顧作業效率，篩選出適宜重粘土區域作業的最佳工作模式。

在田間試驗中，一是采用高性能反旋機構，解決旋耕深度的穩定性與滅茬碎土質量問題；二是采用播種深度精準控制機構，解決爛地作業適應性問題；三是采用覆土絞龍裝置，利用絞龍的快速轉動，將“V”型限深鎮壓輥上粘的土刮下來，減少鎮壓輥爛地黏土，同時完成淺層覆土工作，可以通過調節覆土絞龍裝置的距地高度來改善播種質量。改進后的高性能輕型反旋滅茬精準控深聯合播種機可實現正反旋碎土、壓槽、播種、覆土、四道工序于一體的復式作業。

當前該機具的兩種作業模式：一是在較適宜墑情下，實現反旋滅茬精準控深播種聯合作業，作業過程中播種深度一致，覆土質量較好，播后出苗率高；二是在墑情較差的情況下，進行反旋滅茬精準控深播種聯合作業，作業過程中“V”型限深壓槽輪出現懸浮狀態，導致種子落在土壤表面，覆土絞龍也出現懸浮狀態，覆土質量較差，播后出苗率低。通過田間試驗發現，在爛地作業時，機架前高粱易堵泥草，影響作業質量，播種后有未出苗現象，試驗后還需對高性能輕型反旋滅茬精準控深聯合播種機進行改進，如：增加鎮壓輪，調節“V”型限深壓槽輪和覆土絞龍裝置。

2 結果與分析

根據國家標準、國家農業機械行業標準制定的旋耕機試驗方法和旋耕機作業質量對機具進行性能試驗和可靠性試驗。主要檢測依據為：GB/T5667—2008《農業機械生產試驗方法》、GB/T5262—2008《農業機械試驗條件測定方法的一般規定》、GB/T5668—2008《旋耕機》、DG32/T007—2008《旋耕滅茬施肥播種機推廣鑒定大綱》、GB/T20865—2007《免耕施肥播種機》、JB/T8401.1—2007《旋耕聯合作業機械旋耕施肥播種機》等。田間試驗表明，該機具各類性能指標達到設計要求。高性能輕型反旋滅茬精準控深聯合播種機的主要性能指標見表1。

表1 主要技術參數

改造后的粘土地輕型小麥播種機粘土地播種試驗和播后田間出苗情況見圖2。

圖2 播種試驗與出苗情況

3 結語

本文是為研究開發了一種適應粘土地稻茬麥作業條件的輕型反旋滅茬精準控深聯合播種機。經過前期田間試驗，該機具可實現反旋碎土、限深壓槽、播種、覆土、作業的一次完成，播后地表平整，出苗一致，有利于降低成本，改善播種質量，基本解決爛地作業的適應性問題，滿足粘土地播種簡化作業流程的技術要求。但也存在機架前易堵爛泥等問題。下一步將針對前期試驗存在的問題，改進原有播種機的“V”型限深壓槽輥和覆土絞龍裝置，在播種機上增加橡膠鎮壓輪，在粘土地爛地進一步試驗，考察其可靠性，形成適應粘土地地區秋播高產作業模式和機具改進配套方案。