免耕播种机侧深分层施肥播种部件设计与试验

分类：论文范文 发表时间：2021-06-05 10:17

　　摘要：针对秸秆残茬分布不均、侧深施肥导致播种带两侧土壤紧实度不一致等引起免耕播种机横向稳定性差、掉垄的问题，同时为减少追肥机具进地次数，最大限度地提高肥料利用率，设计了一种可以底肥侧位深施，口肥垂直分施的免耕播种机侧深分层施肥播种部件。以直斜错位双圆盘肥种沟开沟器的圆盘直径、圆盘夹角和圆盘倾角为试验因素，以前进阻力、侧向合力及开沟深度稳定性系数为试验指标，对影响机具横向稳定性和作业质量的参数进行田间试验。结果表明，圆盘直径为352mm、圆盘夹角为14°、圆盘倾角为7.5°时，肥种沟开沟器前进阻力为585.96N，侧向合力为181.95N，开沟深度稳定性系数为91.46%。样机性能试验结果表明，种肥垂直距离合格率为91.7%，种肥侧向距离合格率为92.4%，播种深度变异系数为10.7%，播种横向变异系数为28.4%，满足侧深施肥播种质量要求。

　　关键词：免耕播种机；侧深施肥；横向稳定性；肥种沟开沟器；田间试验

　　0引言

　　玉米作为我国的第二大粮食作物，提高玉米单产是保证粮食安全的重要途径[1]。选用正确的施肥方式是提高玉米产量的方法之一，其中施肥位置对出苗率、化肥利用率以及作物根系发育具有直接影响[2-3]。随着轻简农业的逐步推广，缓控释肥以其养分释放可控、省肥增产的特点发展迅速[4]。但由于缓控释肥的养分释放特征较常规肥料有很大差异，传统的种下施肥并不能提高其肥料利用率，甚至出现降低产量的情况；采用侧深施肥，可以有效避免烧种现象，并且能够在施肥量较大的情况下保证出苗率，增产效果较好[5]。

　　1侧深施肥农艺要求

　　在实际生产中，如果将大量底肥施于种子正下方，时常出现肥料烧种、抑制根系生长现象。采用侧深施肥，可以在避免烧种同时，满足作物中后期的肥料供应，减少追肥次数[18]。采用同层施肥，能够有效提高作物苗期的干物质和氮磷钾积累量[19]。因此，为提高化肥利用率，满足玉米生长的农艺要求，本次设计采用底肥侧位深施、口肥同层垂直分施的施肥方式。选择底肥的施入位置为种子侧方5cm、下方5cm处，可获得较好的增产效果[20-21]。依据开沟器的回土深度，确定口肥的施入位置为种子正下方1～2cm（图1），能够促进种子发芽出苗。

　　2整机结构与工作原理

　　2.1结构参数

　　如图2所示，整机由三点悬挂机架、限深轮、行走地轮、施肥播种单体及覆土镇压装置等组成，每个施肥播种单体包括施肥铲、直斜错位双圆盘肥种沟开沟器、护种板、排种器、排肥器、种箱、肥箱等。采用侧位深施底肥、垂直分施口肥的方式，避免肥料烧种问题。整机主要技术参数如表1所示。

　　2.2工作原理

　　机具经三点悬挂机架挂接在拖拉机后悬挂处，施肥播种单体通过仿形机构连接到机架上。机具作业时，地轮在摩擦作用下转动，通过链传动驱动排肥、落种。安装在机架前部的限深轮和破茬圆盘刀预先对秸秆残茬进行压实切割，紧随其后的弧式施肥铲开出肥沟，底肥通过施肥铲导肥管深施于种子侧下方，口肥通过导肥管落于直斜错位双圆盘肥种沟开沟器开出的肥种沟内，种子经排种器和护种板落在自然覆土的口肥之上，实现肥种垂直分施，随后覆土盘与镇压轮完成对种子的覆土镇压工作。

　　3施肥播种部件设计施肥

　　播种单体主要由仿形机构、自位式破茬圆盘刀、弧式施肥铲、直斜错位双圆盘肥种沟开沟器、护种板、肥箱、种箱、排种器、落种管等组成，其土壤工作部件作业方式如图3所示。

　　4田间试验与结果分析

　　4.1试验材料

　　（1）试验条件：试验于2020年9月在东北农业大学农学院试验地进行。试验地为经平整后的马铃薯收获地，土壤类型为黑土，选取100m×300m的地块作为试验区。试验前对试验区的土壤参数进行了测定，结果如表2所示。

　　（2）试验仪器：约翰迪尔奔野454型拖拉机、自制的工作阻力测试装置（图10）、直斜错位双圆盘肥种沟开沟器（由5种不同直径的圆盘、15种不同夹角和倾角的立柱式导肥管装配组成）、数显式推拉力计（海宝仪器有限公司生产，HG-10K型和HG-30K型，量程分别为10、30kN）、弧式施肥铲、烘箱、环刀组件、电子天平、SC-900型土壤硬度仪、钢卷尺、直尺等。

　　4.2试验设计

　　4.2.1试验因素与性能指标

　　由3.2节可知，施肥播种单体的横向稳定性和作业质量与直斜错位双圆盘肥种沟开沟器的圆盘直径、圆盘夹角、圆盘倾角有关，各因素编码如表3所示。

　　4.2.2试验指标计算方法

　　（1）前进阻力在开沟过程中，读取前进阻力上传感器、下传感器的拉压力，计算公式为211FFy(18)式中F1——前进阻力下传感器的拉压力，NF2——前进阻力上传感器的拉压力，N

　　（2）侧向合力在开沟过程中，读取侧向阻力上传感器、下传感器的拉压力，计算公式为432FFy(19)式中F3——侧向合力下传感器的拉压力，NF4——侧向合力上传感器的拉压力，N

　　参考文献

　　[1]崔爱民，张久刚，张虎，等.我国玉米生产现状及发展变革[J].农业科技导报，2020，22(7)：10-19.CUIAimin，ZHANGYongjiu，ZHANGHu，etal.Preliminaryexplorationoncurrentsituationanddevelopmentofmaizeproductioninchina[J].JournalofAgriculturalScienceandTechnology，2020，22(07)：10-19.(inChinese)

　　[2]ANTONILP，REOGERIOB.Phosphorusandpotassiumdistributioninsoilfollowinglong-termdeep-bandfertilizationindifferenttillagesystems[J].SoilScienceSocietyofAmericaJournal，2006，70(2)：702-707.

　　[3]马阳，吴敏，刘晓明，等.夏玉米根系活性、养分吸收和产量对不同施肥方式的响应[J].土壤与肥料，2020(5)：95-100.MAYang，WUMin，LIUXiaoming，etal.Responsesofrootactivity，nutrientuptakeandyieldofsummermaizetodifferentfertilizationmethods[J].SoilandFertilizerSciencesinChina，2020(5)：95-100.(inChinese)

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