固定道深松分層施肥免耕精密播種機(jī)研究

針對(duì)小麥玉米一年兩熟地區(qū)保護(hù)性耕作存在的問(wèn)題，由山東省農(nóng)機(jī)技術(shù)推廣站研究員竇樂(lè)智構(gòu)思設(shè)計(jì)，鄆城縣工力有限公司等試驗(yàn)完善生產(chǎn)的固定道深松分層施肥免耕精密播種機(jī)，一次進(jìn)地能完成播種帶旋耕、筑畦修道、間隔深松、分層施肥、精密播種、淺溝鎮(zhèn)壓等多項(xiàng)作業(yè)。該機(jī)是實(shí)現(xiàn)小麥玉米生產(chǎn)高產(chǎn)、、省錢、節(jié)能、降耗、環(huán)保的一種新型保護(hù)性耕作機(jī)械
一、研發(fā)背景

保護(hù)性耕作優(yōu)于傳統(tǒng)耕作，必將大面積推廣應(yīng)用是不爭(zhēng)的事實(shí)。但目前的保護(hù)性耕作技術(shù)和機(jī)具還存在一些問(wèn)題：一是保護(hù)性耕作取消了耕整地環(huán)節(jié)，機(jī)械無(wú)規(guī)則壓地造成地表不平，免耕播種質(zhì)量難保證；二是免耕播種機(jī)的筑畦效果不理想，畦埂筑窄了壓小麥，筑寬了浪費(fèi)地；三是多數(shù)免耕播種機(jī)的播種口在旋耕刀拋起土的下落范圍之內(nèi)，種子和土同時(shí)下落，種子深淺不一，同時(shí)在溝內(nèi)播種壟土下滑也造成種子覆土厚度不均，部分種子播的過(guò)深，出苗瘦弱，分蘗少，嚴(yán)重影響產(chǎn)量；四是把化肥集中施在種子下方5cm左右，當(dāng)施肥量大、地較濕或播種速度快時(shí)，易造成化肥燒種燒苗；五是土壤有機(jī)質(zhì)少的地塊，不松土免耕播種的小麥根系難下扎，產(chǎn)量受影響；六是單獨(dú)深松作業(yè)失墑重，干旱年份松后不澆地易減產(chǎn)，澆地用水量又很大；六是寬苗帶播種機(jī)播種速度快了，播種質(zhì)量差，而降速作業(yè)機(jī)手掙錢少不愿干；七是免耕播種機(jī)受土質(zhì)、土地干濕、播種速度、地表平整度、秸稈還田量等影響較大，播種質(zhì)量不穩(wěn)定，部分地塊出現(xiàn)減產(chǎn)現(xiàn)象。特別是免耕播種機(jī)作業(yè)質(zhì)量不穩(wěn)定和作業(yè)效率低，已嚴(yán)重影響到保護(hù)性耕作的發(fā)展速度。
二、主要技術(shù)集成

為解決上述問(wèn)題，我們優(yōu)化集成了機(jī)械固定道作業(yè)、澆水固定畦、小麥播種帶旋耕、土壤振動(dòng)深松、肥料分層深施、畦面整平、精密播種、淺溝防粘鎮(zhèn)壓、防纏防堵等多項(xiàng)技術(shù)，研究生產(chǎn)出了固定道深松分層施肥免耕精密播種機(jī)。該機(jī)主要由機(jī)架、變速箱、旋耕刀軸、播種帶旋耕刀、震動(dòng)器、深松鏟、肥料箱、種子箱、底肥施肥管、種肥施肥管、播種管（或圓盤播種器）、傳動(dòng)鏈輪、鎮(zhèn)壓輪、調(diào)節(jié)裝置等組成，現(xiàn)已申請(qǐng)專利。優(yōu)化集成的主要技術(shù)要點(diǎn)如下：
  1.機(jī)械化農(nóng)藝技術(shù)。綜合權(quán)衡農(nóng)藝要求和小麥玉米收、種機(jī)械配備的可行性，設(shè)計(jì)出既能符合高產(chǎn)栽培技術(shù)要求，又能便于機(jī)械配備，前后作業(yè)銜接，相互配套的小麥、玉米種植規(guī)格。

2.澆水固定畦技術(shù)。播種機(jī)通過(guò)播種帶旋耕刀旋起的土，在拖拉機(jī)兩輪胎的后面（或中間）筑起畦埂。畦埂位置每年固定不動(dòng)，播種小麥和玉米時(shí)均可對(duì)原畦埂進(jìn)行扶土作業(yè)。用兩邊的旋耕刀筑畦，畦埂規(guī)整，畦埂寬30～35cm，占地面積小，土地利用率高，不影響產(chǎn)量。畦面寬140cm，小畦澆地節(jié)水效果明顯。

3.固定道作業(yè)技術(shù)。機(jī)械行走的固定道也就是在拖拉機(jī)輪胎后面筑起的畦埂。掛接小麥、玉米兩用型播種機(jī)的拖拉機(jī)和小麥玉米兩用型聯(lián)合收獲機(jī)，在田間作業(yè)時(shí)，均在固定道上行走，小麥和玉米種在兩固定道之間，固定道（畦埂）保留。收獲和播種時(shí)，老畦埂已較低，并不影響拖拉機(jī)和聯(lián)合收獲機(jī)壓畦埂作業(yè)。隨著畦埂每年的壓實(shí)和抬高，可改變部分筑畦彎刀的方向，減少筑畦扶土量。

4.播種帶旋耕振動(dòng)深松技術(shù)。在旋耕刀軸上裝有播種帶旋耕刀，每條播種帶旋耕寬一般在20cm，播種2行小麥，兩播種帶之間不動(dòng)地寬一般在20cm。在旋耕刀軸后面，每組播種帶旋耕刀中間，裝有振動(dòng)深松鏟。變速箱兩端的振動(dòng)器動(dòng)力軸上裝有偏心套，偏心套通過(guò)連桿帶動(dòng)深松鏟震動(dòng)疏松土壤。深松鏟的深松深度能在25～35cm之間可調(diào)，一般每年調(diào)節(jié)2個(gè)鏟的深松深度在30cm左右，其它鏟深松在25cm左右，并每年調(diào)換深淺位置，這樣既能減少動(dòng)力消耗，又能每2-4年每條播種帶有一次深松深度達(dá)到30cm以上。

5.分層施肥技術(shù)。緊靠深松鏟后面，前后有兩根施肥管。底肥管緊靠深松鏟之后，底肥分散施在兩行小麥中間地下15～20cm之間。緊靠底肥管后面一根為種肥管，種肥施在2行小麥中間，在種子下方3～5cm。施肥管的位置是按深松25cm安裝的，若增加深松深度要相應(yīng)上提施肥管。施肥量20～70公斤可調(diào)，底肥施肥量一般占總施肥量的60%左右。

6.平畦精密播種技術(shù)。在旋耕刀后擋板下方裝有活動(dòng)拖地的平土板，平土板起檔土、碎土和平整畦面的作用。播種管位于平土板之后，在平整的畦面上播種，從而保證了標(biāo)準(zhǔn)播深。該機(jī)每行小麥4～5cm的苗帶裝有2套排種器和播種裝置，使播下的種子均勻分布在苗帶內(nèi)，有效避免了缺苗斷壟和疙瘩苗，達(dá)到了精密播種。

7.淺溝防粘鎮(zhèn)壓技術(shù)。為增強(qiáng)苗帶和深松部位的鎮(zhèn)壓效果，設(shè)計(jì)成大小直徑相差6cm左右的大小輪組合式鎮(zhèn)壓輪。鎮(zhèn)壓后形成苗帶淺溝，有利于保墑和蓄積雨雪，并避免了高壟塌土壓苗現(xiàn)象。在鎮(zhèn)壓輪上包有5mm厚的橡膠皮，橡膠皮的彈性變性和塑料刮土板的配合，有效防止了鎮(zhèn)壓輪粘土。

8.防纏防堵技術(shù)。一是在旋耕刀軸上不旋耕的位置不留刀座，避免了纏草；二是增加了播種帶旋耕刀的密度，彎刀和直刀相結(jié)合，提高了碎土、碎秸和把秸稈分到兩邊的性能；三是深松鏟位于旋耕刀旋轉(zhuǎn)半徑內(nèi)，施肥管又緊靠深松產(chǎn)，旋耕刀能有效防堵；四是播種管前后兩排分布，加大了秸稈通過(guò)空間，并且播種管下部向后彎曲，避免了掛草。還可選裝圓盤式播種器，通過(guò)性能更好。

9.除草劑噴灑技術(shù)?？蛇x裝除草劑噴灑裝置，在播種玉米和小麥的同時(shí)噴灑除草劑，易做到不重噴，不漏噴，噴灑均勻，減少作業(yè)環(huán)節(jié)，降低作業(yè)成本。特別是打封閉式除草劑，防治效果好。

三、主要設(shè)計(jì)參數(shù)

固定道深松分層施肥免耕精密播種機(jī)，分大、中、小型，分別配套90、74和66kW左右的輪式拖拉機(jī)。小麥玉米收獲選擇黃淮海地區(qū)應(yīng)用最廣泛的4YZ-2型小麥聯(lián)合收獲機(jī)底盤參數(shù)（秋季裝3行玉米收獲裝置）。改聯(lián)合收獲機(jī)前后輪同轍，輪距178cm，兩輪胎內(nèi)里寬140cm，兩輪胎外側(cè)寬216cm。調(diào)整拖拉機(jī)輪距與聯(lián)合收獲機(jī)同轍，以此作為兩固定道和播種機(jī)作業(yè)幅寬的主要設(shè)計(jì)參數(shù)。

作業(yè)幅寬2米的播種機(jī)，畦面寬140cm，每條固定道寬30～35cm。在拖拉機(jī)兩輪胎之間140cm播幅內(nèi)，旋耕深松4條播種帶，每條播種帶寬20cm，播種2行小麥，小麥大行距24cm，小行距16cm。對(duì)高水肥高產(chǎn)地塊適當(dāng)加寬不動(dòng)地寬度，減少播種帶寬度。小麥?zhǔn)斋@后每畦內(nèi)播種3行玉米，玉米行距60cm。作業(yè)幅寬270cm的播種機(jī)，畦面寬140cm，在拖拉機(jī)兩輪胎之間有4條播種帶，輪胎外側(cè)每邊1條播種帶，共6條播種帶，播種12行小麥。作業(yè)幅寬340cm的播種機(jī)，畦面寬140cm，在拖拉機(jī)兩輪胎之間有4條播種帶，輪胎外側(cè)每邊2條播種帶，共8條播種帶，播種16行小麥。小麥?zhǔn)斋@后每畦內(nèi)播種3行玉米，玉米行距60cm。作業(yè)幅寬260cm的播種機(jī)，在拖拉機(jī)兩輪胎中間起壟筑畦，拖拉機(jī)來(lái)回筑成230cm的畦面，拖拉機(jī)一次過(guò)去在畦埂兩邊各作業(yè)3條播種帶，共6條播種帶，播種12行小麥。小麥?zhǔn)斋@后每畦內(nèi)播種4行玉米，玉米行距63cm。上述種植規(guī)格，均用4YZ-2小麥玉米兩用型聯(lián)合收獲機(jī)固定道行走，分別收獲小麥和玉米。

四種型號(hào)的固定道深松分層施肥免耕精密播種機(jī)及相應(yīng)的小麥玉米種植規(guī)格見(jiàn)下圖。

1.作業(yè)幅寬200cm

　　2.作業(yè)幅寬270cm

　　3.作業(yè)幅寬340cm

　　4.作業(yè)幅寬260cm (拖拉機(jī)兩輪胎中間起畦埂)

　四、主要優(yōu)點(diǎn)

固定道深松分層施肥免耕精密播種保護(hù)性耕作技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)：一是秸稈還田覆蓋地表,能蓄水保墑，改善土壤結(jié)構(gòu)，培肥地力，減少水蝕、風(fēng)蝕；二是固定道作業(yè)，機(jī)械不碾壓作物種植區(qū)，不會(huì)有輪轍造成地表不平，從而保證播種質(zhì)量；三是固定道路基較硬，機(jī)械行走消耗動(dòng)力少，輪胎附著力好。并且畦埂為硬地，又是小畦灌溉，節(jié)水明顯；四是在20cm的播種帶內(nèi)用了8把旋耕刀，旋耕刀密度增加，碎土和秸稈切碎效果好，能創(chuàng)造良好的種床；五是用深松鏟疏松耕層而不反轉(zhuǎn)土壤，能改善土壤結(jié)構(gòu)，打破犁底層，提高蓄水能力。特別是深松與旋耕開溝播種及鎮(zhèn)壓相結(jié)合，避免了單純深松易失墑的問(wèn)題，從而使無(wú)水澆條件的地也能進(jìn)行深松，有水澆條件的地在稍旱的情況下，也不用澆水；六是分層施肥能避免燒種燒苗，顯著提高肥料利用率，減少作業(yè)環(huán)節(jié)；七是采用防纏防堵措施，能保證播種質(zhì)量，提高作業(yè)效率；八是能減少機(jī)械配置和機(jī)械進(jìn)地次數(shù)，降低作業(yè)成本。能減少水、化肥、鋼材、能源等資源消耗，保護(hù)環(huán)境；九是秸稈還田覆蓋、深松、分層施肥、精密播種、小溝播、大小行種植等一系列措施，能顯著提高糧食產(chǎn)量；十是便于實(shí)現(xiàn)小麥玉米機(jī)械化、標(biāo)準(zhǔn)化、精準(zhǔn)化生產(chǎn)。

2011年8月24日，省農(nóng)機(jī)辦魯農(nóng)機(jī)科字〔2011〕25號(hào)文，《關(guān)于做好秋季十項(xiàng)農(nóng)機(jī)化技術(shù)推廣工作的通知》中要求，“各地要把玉米機(jī)械化聯(lián)合收獲、小麥深松施肥免耕播種復(fù)式作業(yè)技術(shù)作為秋季推廣工作的重中之重”。固定道深松分層施肥免耕精密播種機(jī)通過(guò)能力強(qiáng)，播種質(zhì)量好，作業(yè)效率高，特別是節(jié)本、增產(chǎn)、省事深受農(nóng)民青睞，必將在黃淮海小麥玉米種植區(qū)大面積推廣應(yīng)用。