水稻秸秆直接还田技术配套机具研究进展

分析了东北一熟区、水旱轮作稻区、双季稻区三大稻区的水稻秸秆直接还田配套机具的研究进展,从水稻收获、耕整地两个作业环节指出各区域实施秸秆还田过程中存在的技术难点及待解决问题。目前,长江中下游地区的水稻秸秆直接还田配套机具已经基本满足农艺要求;东北一熟区的秸秆直接还田仍存在很多问题,由于秸秆韧性强、秸秆量大,造成秸秆粉碎抛撒不均匀问题,导致后期整地困难及春季泡田搅浆后秸秆漂浮严重问题,仍是亟需解决的技术难题;南方双季稻及西南稻区由于地势限制导致的机收水平低问题,也同样限制了水稻秸秆直接还田技术的发展。在此基础上,提出了我国水稻秸秆直接还田技术配套机具发展建议,以期为下一步研究解决稻田秸秆还田关键机具问题提供参考。     

南方丘陵山区水稻秸秆还田耕整地技术研究

调查和分析了南方丘陵山区水稻秸秆还田现状及农民常用的几种耕整地机具的特点,进行了以手扶拖拉机为动力的驱动圆盘犁和旋耕机联合作业的水稻秸秆还田耕整地试验。试验结果:水稻秸秆还田率可达95.1%,耕深达到20cm以上,田块范围内的地表高低差只有2.4cm,符合水稻机插秧对田块的要求。     

东北稻区水稻收获秸秆处理方式综合效果研究

为了研究水稻收获秸秆处理方式对东北稻区秸秆还田效果、耕整地质量、水稻生长和产量的影响,以及进行收益综合评价,本文根据秸秆还田的农艺要求,结合不同秸秆处理机具,设置了3种秸秆处理方式：收获时粉碎抛撒（CK,联合收获机自带粉碎抛撒装置）、收获后秸秆处理1（T1,联合收获机自带粉碎抛撒装置+收获后二次抛撒）、收获后秸秆处理2（T2,联合收获机不带粉碎抛撒装置+收获后粉碎抛撒）,进行了秸秆还田对比试验。结果表明,3种秸秆处理方式均能实现秸秆全量还田,能够保证正常的田间机具作业和水稻生长。其中,T2的综合效果最优,能实现较好的秸秆粉碎抛撒效果和秸秆掩埋效果,有较高的水稻地上部生物量及产量。在秸秆粉碎抛撒质量方面,T2与CK、T1相比,其秸秆粉碎平均长度及秸秆粉碎长度合格率均有显著性差异,均优于CK、T1;秸秆抛撒均匀程度显著优于CK,与T1无显著性差异。在后期耕整地质量方面,T2与CK相比,其地表以下和8cm深度以下的植被覆盖率均有显著性差异,均优于CK;T2与T1相比,其地表以下植被覆盖率有显著性差异,8cm深度以下植被覆盖率无显著性差异。在水稻生长及产量方面,T1和T2处理的产量较CK分别提高1.5%和4.4%,且T2与CK达到显著性差异。本研究结果可为东北稻区水稻秸秆处理方式及配套机具的选择提供理论参考。     

浅谈农作物秸秆还田及综合利用技术

农作物秸秆可用于秸秆还田、秸秆发电、制有机肥料、秸秆气化及压块燃料、动物饲料、作造纸业和纺织业的原料及秸秆培养食用菌等。一、秸秆还田及综合利用的方法机械化秸秆还田可设计以下工艺路线：水田机械化麦秸秆全量（或半量）还田一机插秧—半喂人联合收割机—水稻整秸秆捡拾打捆-免（少）耕机条播及稻秸秆的综合利用。     

1JSL系列水田平地搅浆机的应用

水田耕整地是水稻生产中的重要环节。长期以来,水田耕整地一直延续着传统的水田耕整地作业模式,主要有旱耕水整、旱旋灭茬水整两种形式,所使用机具多为拖拉机配套水田犁、旋耕机、水田耙等。这种耕作方式,机具进地次数多,费工费时,劳动强度大,作业效率低,资源浪费严重,不仅增加水稻生产成本,而且作业质量不能满足插秧作业要求。水田平地搅浆机,可在原茬高度40 cm以下、泡田3～5天后,一次完成碎土、搅浆、压茬及平地等联合作业,田块能够满足机械插秧要求。     

无驱动式自动调平水田埋秆起浆整地机设计与试验

为解决东北稻区秸秆全量还田条件下,现有驱动式搅浆机存在动力消耗大、严重破坏土壤结构并使得秸秆漂浮等问题,设计了一种无驱动式自动调平水田埋秆起浆整地机,机具前排星形耙片细碎土壤并掩埋秸秆,后排轧滚进一步碎土埋秆,平地装置平整地表,由电液控制系统实现自动调平,能够为水稻插秧作业创造优良地块条件。通过理论分析和优化设计,确定了优化后星形耙片的各项结构参数和排列方式;设计了带有齿板和刀齿的轧滚,倾斜布置的齿板和直立的刀齿分别对土壤进行横向与纵向的滑切,可提高碎土埋秆效果;改进设计了平地板,〖JP2〗确定了板高为150mm,并针对前进速度、板宽、推压角开展了仿真试验,得到最优工作参数为：前进速度2.4km/h、板宽290mm、推压角44°;采用中心不动法的调平策略,设计了基于倾角传感器和PID算法的自动调平电液控制系统,实现了自动调平系统的快速平稳控制。田间试验结果表明,整机作业后地表平整度为0.73cm,秸秆覆盖率为91.4%,压茬深度为5.98cm,泥浆度为1.18g/cm3,机具各项指标均优于国家标准,该设计可为东北稻区秸秆全量还田条件下水整地机具研究提供参考。     

关于水田保护性耕作技术模式探讨

目前的水田保护性耕作技术模式中,水稻秸秆翻埋机插侧深施肥机械化耕种模式和水稻秸秆高留茬旋耕还田插秧机械化耕种模式技术比较成熟,正在被广大农民逐渐接受和应用。水稻秸秆翻埋机插侧深施肥机械化耕种模式的技术路线:机械收获秸秆粉碎抛撒→秸秆翻埋→搅浆平地→机插侧深施肥。水稻秸秆高留茬旋耕还田插秧机械化耕种模式的技术路线:机械收获秸秆粉碎抛撒→搅浆埋茬→机械插秧。     

水田灭茬搅浆整地机使用与维护保养

水田灭茬搅浆整地机,是可以“灭茬、旋耕、搅浆、平地、覆盖”等作业一次性完成的复式作业机械。使用此机具进行整地,不仅使水田地表平整、稻茬被充分覆盖、田间泥脚深浅一致,为机械化插秧提供保障,而且还大大的节省了稻农的整地成本,为水稻增产增收创造了有利的条件。因此,熟练掌握水田灭茬搅浆整地机的正确使用和维护保养方法,可以更好的实现水稻优质高产的目的。为此本文主要从工作原理、使用前的检查与调整、使用时应注意的事项、维护和保养的方法等四方面进行论述,以供参考。     

麦秸秆机械化还田与水稻机插秧集成技术研究

<正>麦秸秆还田,从根本上解决了秸秆禁烧难题,但秸秆还田后,特别是麦秸秆机械化还田与水稻机插秧技术之间的因果关系,需深入分析研究。1田间耕整及埋草技术目前小麦收割后一般使用拖拉机旋耕耕整作业,水稻种植为插秧、直播、抛秧3种稻作法。麦秸秆机械化还田要解决的是麦草还田经拖拉机旋耕后要适合上述3种稻作方式,试验、示范表明拖拉机耕整后的埋草率是决定麦秸秆还田技术实施应用的重要技术指标。耕田面还草状态、田块浸泡水层、旋耕深     

1JSF—280型水田施肥搅浆机的研究设计

水田耕整地质量直接影响水稻生产的后续环节,水田施肥搅浆机可一次完成水田的旋耕、碎土、埋茬、搅浆、施肥及平地等联合作业。该机具完成的耙浆整地作业,不破坏土壤的团粒结构,浆层深且均匀,根茬覆盖严密,田面平整,能够实现水田插秧前的精细整地,作业质量好,生产效率高。     

加气灌溉对麦秸秆还田后土壤还原性与水稻生长的影响

为揭示添加微纳米气泡的加气灌溉对秸秆还田条件下稻麦轮作区水稻生长的影响，并提出合理进气量的加气灌溉方式，设置6个处理（无秸秆还田不加气灌溉（CK）、小麦秸秆还田不加气灌溉（ST）、小麦秸秆还田+进气量0.3L/min加气灌溉（SO1）、小麦秸秆还田+进气量0.5L/min加气灌溉（SO2）、小麦秸秆还田+进气量0.7L/min加气灌溉（SO3）和小麦秸秆还田+进气量0.9L/min加气灌溉（SO4））开展水稻盆栽试验，观测不同处理下的土壤还原性状况以及水稻生长规律。结果表明：秸秆还田会显著增强土壤的还原性状况，微纳米加气灌溉可以改善土壤还原性，且随着进气量的增加改善效果逐渐增强，当进气量为0.9L/min时，土壤活性还原性物质含量、Fe2+含量、Mn2+含量最高可降低48.66%、56.11%和42.76%；进气量在0.5~0.7L/min时的加气灌溉能够促进水稻的生长发育，缓解秸秆还田带来的水稻生长前期生长受到抑制的问题，促进水稻根系良好生长，利于水稻光合作用的有效性，促进干物质积累，从而提高水稻产量，微纳米加气灌溉处理较无秸秆还田以及秸秆还田不加气灌溉处理最高可增产19.7%。综合考虑添加微纳米气泡的加气灌溉对于改善秸秆还田后土壤的还原性以及对水稻生长发育的影响，推荐使用溶解氧质量浓度为8.06mg/L的微纳米气泡水（SO3处理）对稻麦轮作区秸秆还田后的水稻进行灌溉。     

水稻秸秆深埋整秆还田装置设计与试验

针对目前我国水稻秸秆还田机械普遍存在的耕作深度浅、秸秆还田深度不满足农艺要求、旋耕部件缠草严重等问题,运用旋耕理论和数值计算分析方法设计了水稻秸秆深埋整秆还田装置。根据实际情况对土壤颗粒进行假设,运用离散元法建立土壤颗粒力学模型,应用EDEM软件进行整秆还田仿真虚拟试验,仿真结果表明,耕深在20 cm时,土壤表层覆盖率为93.87%。通过土槽台架试验得到:在作业速度为1.25 km/h、刀辊转速为237 r/min时,耕深可达到22 cm,地表以下15~20 cm翻埋的秸秆占秸秆总量的80%,秸秆还田率为91.63%,同时刀辊轴不缠草。试验结果表明,秸秆还田深度达到水整地环节的要求,秸秆还田率较高。通过虚拟仿真和台架试验相互验证,证明新型整秆还田装置一次作业可实现切土、碎土、埋草、压草及覆土的功能,满足农艺要求。     

水田高茬秸秆还田耕整机设计与试验

设计了一种双轴水田秸秆还田耕整机。阐述了该机工作原理及其总体结构设计,并进行田间试验检测其性能。田间试验结果表明,该机可一次性实现水田高茬秸秆的埋覆还田、旋耕碎土、平整地表等多项功能,耕深158.7 mm,耕深稳定性为84.86%,秸秆埋覆率94.19%,耕后地表平整度25 mm,生产率0.87 hm2/h,能够满足水稻播栽对耕整地的农艺要求。     

水稻秸秆整株还田机的设计与试验

阐述了1ZT-210型水稻秸秆整株还田机的总体结构设计。田间试验证明,水稻秸秆整株还田机的翻土和覆盖性能较好,可获得良好的土壤耕作层,耕深达18cm,秸秆在15cm深度以下覆盖率达95%。满足保护性耕作农艺要求,能够保证水稻移栽作业质量。     

水稻秸秆双轴深埋还田机设计与试验

针对北方寒地稻田在秸秆还田作业时,传统单轴机具难以适应覆有大量秸秆的湿黏土壤条件,作业质量难以满足实际作业需求的问题,设计了一种前轴正旋、后轴反旋的新型水稻秸秆双轴深埋还田机。结合实际农艺要求及土壤运动过程确定前后刀轴中心水平距离650 mm、竖直距离100 mm,并对整机进行配置。运用EDEM仿真软件模拟还田机工作过程,以前进速度、前轴转速、后轴转速为试验因素,以秸秆还田率和机具功耗为评价指标进行正交试验,建立秸秆还田率及机具功耗回归方程。利用Design-Expert分析软件得到最优参数组合,根据仿真优化结果及实际加工需求确定最优工作参数为：前进速度1.5 km/h、前轴转速274.2 r/min、后轴转速219.4 r/min,为后续田间试验提供理论支撑。田间试验结果表明,在留茬高度为15～20 cm、地表秸秆覆盖量为468～578 g/m²、拖拉机前进作业速度为低速1挡(1.5 km/h)时,水稻秸秆双轴深埋还田机还田率为88.7%～91.2%、地面平整度为1.8～2.4 cm、碎土率为97.7%～98.8%、耕深为16.6～19.5 cm,各项指标均满足...     

新型秸秆还田犁翻旋耕复式作业机结构设计

为了解决目前稻麦秸秆还田作业机具作业效果不理想、秸秆埋覆深度浅及保墒蓄水能力差等问题,将秸秆犁翻旋耕技术与保护性耕作要求相结合,设计了一种能够发挥犁翻旋耕等多种耕作方式优势的可调深复式耕整作业机,可一次性地完成犁翻、旋耕及深松等多项作业。为此,重点介绍整机结构及其工作原理,确定了机具关键部件的结构形式和主要参数。试验结果表明:该机具在工作时性能稳定、秸秆埋覆粉碎效果好、作业效率高、通用性强,能够满足多种条件下的稻麦秸秆还田复式作业要求。     

秸秆还田深松农业应用技术对比传统农业耕作技术

通过秸秆还田与深松配合应用农业技术,达到改良土壤,提高土壤肥力,增加土壤质量,进而达到提高作物产量的目的。该研究通过3年的对比试验,设置浅旋（RT）、翻耕（P）、深松（S）、翻耕+秸秆还田（P+R）和深松+秸秆还田（S+R）5个处理土样,通过对比发现,秸秆还田配合深松农业应用技术比传统农作效果好,产量得到提高,有效改良和培肥地力。      

秸秆混肥还田机设计与试验

东北地区玉米秸秆产量大,秋季玉米收获后可还田作业时间短、秸秆腐烂慢,为秸秆还田带来困难。为满足东北地区秸秆快速还田和腐烂要求,研制了一种秸秆混肥还田机,可将粉碎秸秆或站立秸秆切碎收集,并与N肥混合后被输送到还田机的一侧,或成条堆放在田间,或喂入到由铧式犁开出垄沟内。利用三维软件SolidWorks对秸秆粉碎捡拾和输送装置进行了参数设计和实体建模,利用有限元ANSYS Workbench对所设计的粉碎刀进行静力学分析验证了其结构的合理性,并通过分析粉碎刀的秸秆粉碎过程和运动轨迹确定了当粉碎刀受力最小时的最佳排列方式。试验结果表明:当秸秆粉碎捡拾装置转速为2250r/min、还田机前进速度为1.27m/s时,秸秆还田率为95%,秸秆剪切长度合格率为95.5%,秸秆混肥不均匀度为20.5%,作业性能达到了设计要求,可为秸秆混肥还田机的改进设计提供参考。