秸稈深埋還田施肥機的設計

劉忠澤 周偉艷 盧昊鵬 曹興喬 孟斌

摘要：根據秸稈施肥深埋還田的農藝要求，設計一種具有施肥、覆土、起壟、碎土等功能的秸稈深埋還田機。田間試驗結果表明，機具的各項作業指標均能達到深埋還田的農藝要求，能夠為秸稈深埋還田技術的推廣提供機具支撐。

關鍵詞：秸稈深埋;施肥;設計;田間試驗

中圖分類號：S222.4??? 文獻標識碼：A??? 文章編號：1674-1161（2021）04-0021-02

我國是農業大國，每年農作物秸稈產量約占世界總產量（約20億t）的30%。農作物秸稈資源利用涉及土壤地力提升、水土保持、環境安全等問題，對促進現代農業可持續發展具有重大意義。秸稈還田秸稈深埋還田是當前秸稈綜合利用的主要方式之一。此技術是將滅茬粉碎（或聯合收割機粉碎拋撒器粉碎）后的秸稈，拋撒在開溝器作業機開出的深溝內，通過秸稈深埋還田為農作物提供良好的種床條件。根據秸稈施肥深埋還田的農藝要求，設計一種秸稈深埋還田施肥覆土聯合作業機具，以期為秸稈深埋還田技術的推廣提供機具支撐。

1 秸稈深埋還田的作業要求

秸稈深埋還田覆土施肥的作業流程為：機械收獲→深開溝→滅茬粉碎（或聯合收割機粉碎拋撒器粉碎）→秸稈散落溝內→施肥（或秸稈腐蝕劑）→合壟覆土→鎮壓碎土→壟形整理。

施入化肥（或秸稈腐蝕劑）、合壟覆土和壟形整理是聯合作業的關鍵環節，要求施肥（或秸稈腐蝕劑）均勻。作業后的壟形要滿足大壟雙行的作業要求：配套動力輸出功率≥32 kW;配肥量180～240 kg/hm2，施肥均勻;秸稈上層覆土厚度≥10 cm;下壟寬120 cm，上壟臺寬80 cm，壟臺高20 cm，且壟形規整;土壤細碎、壓緊、壓實。

2 秸稈深埋還田施肥機總體結構

秸稈深埋還田施肥機由機架、懸掛裝置、排肥裝置、覆土裝置、鎮壓碎土裝置和壟形整理裝置組成，具體結構如圖1所示。

機具與拖拉機通過三點懸掛連接，由拖拉機液壓系統控制機具升降，可同時進行兩條壟溝的作業。作業時，拖拉機牽引機具前進，施肥機構將肥料均勻散落在溝內秸稈上，覆土鏟將土向前側和內側推送，使其覆蓋在秸稈上，隨后碎土機構進行碎土，最后通過整形板整理壟形。

3 秸稈深埋還田施肥機主要部件設計

3.1 機架

機架主要由懸掛裝置、前橫梁、后橫梁、左縱連接板和右縱連接板焊接而成，通過懸掛裝置焊接在前橫梁上。

3.2 施肥機構

施肥機構主要由肥箱、排肥器和排肥管組成。肥箱下方安裝有排肥器，每壟對應安裝2個電子排肥器。作業時，電子排肥器通過排肥管將肥料均勻撒施在溝內的秸稈上。

3.3 覆土裝置

覆土采用鏵式犁作業。因需同時進行2條壟溝作業，故覆土裝置由兩側對稱的單翼覆土鏟和中部雙翼覆土鏟構成。一側單翼覆土鏟和雙翼覆土鏟的一單側翼覆土鏟構成覆土裝置作業單元。覆土裝置有2組作業單元，可同時進行3條壟溝的覆土作業。單翼覆土鏟和雙翼覆土鏟分別通過犁柱與機架連接板相連，通過改變連接位置調整犁體的入土深度，以及兩側單翼覆土鏟和中部雙翼覆土鏟額的距離。

3.4 碎土鎮壓裝置

3.4.1 材質選擇 碎土鎮壓裝置主要用于碎土并將土壤壓緊壓實，為播種創造良好的作業條件。秸稈深埋還田作業大多在秋后進行，田間土壤干燥、土塊大，需要鎮壓裝置具有碎土功能。土壤與秸稈、肥料混合物緊密接觸，有利于秸稈快速腐爛分解。一般鎮壓輪的壓強為3～5 N/cm2，鎮壓后的土壤容重為0.8～1.2 g/cm3。傳統鎮壓裝置大多采用橡膠輪，鎮壓強度小，無法滿足要求。為加大鎮壓強度，碎土鎮壓裝置選用重量較大的鑄鐵材質。鎮壓器和鎮壓輪單元的結構見圖2和圖3。

3.4.2 結構設計 碎土鎮壓裝置由碎土輪、左右連接板和彈簧組成。碎土輪由多個鎮壓輪單元組合而成，通過軸承與左、右連接板相連。左、右連接板設有限位塊，使碎土鎮壓裝置只能繞機架的鉸接點向后轉動。彈簧的預拉力使碎土輪始終與地面接觸，確保鎮壓效果良好。

4 結論

秸稈深還覆土施肥作業是秸稈深埋還田的關鍵作業環節，勞動量大、成本高。為此，設計一種能夠實現秸稈施肥、覆土、起壟、碎土等作業功能的秸稈深埋還田機。秸稈深埋還田施肥機設計完成后，在吉林省榆樹市開展田間試驗，各項作業指標均能達到深埋還田的農藝要求，能夠為秸稈深埋還田技術的推廣提供機具支撐。

參考文獻

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Design of Straw Deep Buryingand Returning Fertilizer

LIU Zhongze1， ZHOU Weiyan2， LU Haopeng3， CAO Xingqiao1， MENG Bin1*

（1. Liaoning Institute of Agricultural Mechanization， Shenyang 110161， China; 2. Liaoning Agricultural Development Service Center， Shenyang 110034， China; 3. Shenyang Landscaping & City Appearance and Environmental Management Center; Shenyang 110000， China）

Abstract： According to the agronomic requirements of straw fertilization， a straw deep burying and returning machine was designed for straw fertilization， soil covering， ridging and soil crushing. The results of field experiment show that all the operational indexes of the machine can meet the agronomic requirements of deep burying and returning to the field， and can provide technical support for the popularization of straw deep burying and returning technology.

Key words： straw deep burying; fertilization; design; field experiment

收稿日期：2021-03-22

作者簡介：劉忠澤（1964—），男，高級工程師，從事農機設計與研制工作。

通信作者：孟 斌（1978—），男，助理工程師，從事農業機械研究設計及推廣工作。