免耕播种机播种带玉米根茬处理装置研究

针对在有玉米根茬的未耕地上进行免耕直播时,播种机开沟器入土困难和容易堵草等问题,提出了新的切挖处理方案,研制出免耕播种机播种带玉米根茬处理装置,并对结构的关键参数进行了设计,提出了合理的工作参数。整机性能经田间生产试验结果表明,在有玉米根茬的未耕地上直接播种时,破茬入土能力强,扰土量少,可创造无根茬的良好种床条件,有利于种子生长发芽。     

2BF-6型稻茬田油菜免耕联合播种机的研究

为了充分、合理利用南方土地资源,实现耕地可持续发展,加快种植业向农业机械化、产业化方向发展,设计了一种油菜免耕联合播种机。该播种机不需要开播种沟,种子直接播在板田上,整个作业过程除了开沟筑垅划切土壤外,其它均为板田。介绍了该播种机的工作原理和结构特点,并对播种机的播种性能进行了台架试验和田间试验。试验结果表明,该联合作业机能一次完成在稻茬田中的播种、施肥、开排水沟和对种子覆土作业,播种量和排肥量可根据实际需要分别在1.5～7.5 kg/hm²和225～450 kg/hm²之间可调,播种幅宽在1000～2000 mm可调,排水沟沟深120 mm,沟宽240 mm,各工作过程的协调性符合农艺要求。     

免耕播种机玉米根茬处理装置作业功耗试验研究（简报）

为找出影响免耕播种机玉米根茬处理装置的功率消耗的主次因素,对新研制的免耕播种机玉米根茬处理装置进行了室内土槽试验研究,对影响作业功耗的因素采用二次旋转回归正交试验,建立了玉米根茬处理装置的功耗模型.分析表明,在影响功率消耗的主要因素中,入土深度影响最大,其次是刀轴转速;机组前进速度、刀轴转速以及入土深度之间的交互作用对功率消耗的影响较小,单组根茬处理装置单组工作时功率消耗为1.55～2.35 kW.研究结果为开发新型免耕播种机以及选择配套动力提供理论依据.     

2BYF-6型油菜免耕直播联合播种机田间试验研究

对2BYF-6型油菜免耕直播联合播种机在洞庭湖区的安乡县、沅江市、鼎城区、澧县等进行了田间播种试验。试验结果表明,采用2BYF-6型油菜免耕直播联合播种机的适宜土壤含水率为20%～40%,能够保证单位面积的基本苗数。与人工直播相比,节省成本32.0%,同育苗移栽相比,节省成本60.3%。试验结果显示采用2BYF-6型油菜免耕直播联合播种机在洞庭湖区的机播油菜试验是成功的。机具性能可靠,具有较高的经济价值和社会效益,通过生产实践,总结了机械技术与农艺科学结合的经验,为大面积推广油菜机械化播种提供了可靠的依据。     

免耕播种机单体工作性能试验研究

分析了免耕播种机单体的受力,在土槽上对四杆悬挂机构的免耕播种机单体的工作性能进行了试验研究,建立了开沟器牵引阻力和入土阻力回归的数学模型。以此对水平阻力和垂直方向阻力进行了分析。结果表明在土壤坚实度为16×10⁵～26×10⁵Pa范围内,开沟器入土阻力为686～980N,牵引阻力为441～784N;随工作速度和附加配重的增加,入土阻力和牵引阻力均增大。在受力特征研究的基础上,对影响开沟深度稳定性的结构参数及作业条件进行了分析,建立了播种机单体开沟深度稳定性数学模型,为免耕播种机合理设计提供参考     

基于EDEM-ADAMS仿真的稻茬地双轴破茬免耕装置研制

针对长江中下游稻麦轮作区的稻茬地根茬量大韧性强、土壤黏度高不宜粉碎等问题,该研究基于仿真试验研制双轴破茬免耕装置。通过EDEM软件建立破茬开沟装置-秸秆-土壤离散元模型,采用正交试验得到破茬开沟装置的刀型、排列方式以及刀具数量,基于EDEM-ADAMS联合仿真,采用单因素试验、正交试验、二次回归正交旋转试验和响应曲面法对甩刀、粉碎装置以及双轴破茬免耕装置进行动力学分析,得到甩刀具参数、旋耕刀轴和粉碎刀轴转速以及双轴轴心水平与垂直高度,得到机具最佳参数：破茬装置选用30把旋耕刀采用双螺旋排列,刀轴转速为286 r/min;粉碎装置选用L型（32把）和直刀（8把）采用双螺旋排列,刀轴转速为605 r/min;双轴水平距离548 mm、垂直高度168 mm。根据优化参数试制样机并进行田间性能测试。田间试验结果表明,秸秆和稻茬以0.93 kg/m2全量覆盖时,双轴破茬免耕装置对水稻秸秆、根茬的平均切断率以及切茬率分别为95.09%和95.16%,机具通过性良好,田间平均出苗率为95.29%,符合当地农艺要求,适用于秸秆覆盖量大的作业情况。所设计的双轴破茬免耕装置满足长江中下游稻麦轮作区小麦免耕播种作业要求,可为双轴旋转型耕作装置以及根茬不易粉碎、土壤黏度高条件下的免耕播种提供参考。     

稻茬田油菜免耕播种机开沟部件的研究

稻茬田开沟是南方冬闲田大面积推广油菜种植的重要一环,该文采用旋耕弯刀S245作为开沟的主要部件,设计了稻茬田油菜免耕播种机开沟部件结构,并对以顺铣方式工作的开沟切削抛土过程进行运动学分析,建立了旋耕弯刀横向抛土的数学模型,并用matlab7.0数学软件对其进行数字求解。田间试验表明,开沟部件田间开沟抛土宽度可达1.0～1.5 m,土壤破碎率达90%,开沟作业性能良好,工作可靠,能满足现有油菜等其他经济作物种植的农艺要求,解决了目前免耕开沟难的问题,同时数字求解的结果与试验结果相吻合,为旋耕开沟部件的设计提供了参考依据。     

洁区播种思路下麦茬全秸秆覆盖地花生免耕播种机研制

针对黄淮海花生主产区常规机播多种机具多次下田、生产成本高问题,以及传统免耕播种不适宜全秸秆覆盖地作业,存在缠绕壅堵、架种、晾种问题,研制了基于“洁区播种”思路的麦茬全秸秆覆盖地花生免耕播种机。该机配套75 k W以上拖拉机,作业幅宽2 400 mm,可一次完成碎秸清秸、苗床整理、施肥播种、均匀覆秸,整个施肥、播种、覆土作业在无秸秆影响、相对“洁净”的区域内完成,纯生产率大于0.53 hm2/h,适宜麦收后秸秆未作任何处理的全秸秆覆盖地。田间试验及测产表明,该机作业顺畅、可靠、播种质量高,作业后麦秸秆平均长度115 mm,秸秆覆盖均匀率83%,播种施肥平均深度分别为46和59 mm,合格率分别达到98%和89%,每公顷产量约为5 749.5 kg,各项作业指标均符合主产区花生生产要求。该研究提出的“洁区播种”思路亦可实现全秸秆覆盖地免耕播种小麦、玉米、大豆等不同旱地作物,为推进机械化秸秆禁烧提供了适宜装备。     

地轮前置式中型免耕覆秸垄作玉米播种机转运平台研制

针对中型免耕覆秸垄作玉米播种机运输和作业转场困难的问题,该研究通过理论分析与虚拟仿真技术相结合,提出中型免耕覆秸垄作玉米播种机转运平台装载方案,确定了地轮参数、液压系统和传动系统的布置形式,实现整机作业状态和运输状态的转换,并通过仿真测试液压系统动作顺序,简化液压系统控制流程,保证整机同步升降。仿真分析结果表明,运输时制动状态下的机架强度满足要求,地轮机构具备良好的强度和刚度特性,且存在优化空间。经过轻量化设计后,与优化前相比,辅助型地轮机构质量减少26.72%,兼用型地轮机构质量减少10.96%。样机试验表明,地轮平台可同步抬升整机,并通过拖拉机侧向牵引进入运输状态,作业状态转换用时5 min。该研究将高机动性平台技术应用于中型免耕覆秸垄作玉米播种机上,解决了播种机作业转场困难的问题,也可为宽幅农机装备的转运平台设计提供参考。     

免耕留茬覆盖对旱作燕麦土壤养分及微生物量的影响

以旱作燕麦田为试验对象,设置免耕高留茬高覆盖、免耕低留茬高覆盖、免耕高留茬低覆盖、免耕低留茬低覆盖和常规耕作5个处理,研究了免耕留茬覆盖对土壤养分、微生物量及燕麦产量的影响。结果表明,免耕留茬覆盖各处理均能明显提高土壤0—10cm和10—20cm土层中土壤有机质、全量养分及速效养分含量,0—10cm土层各土壤养分含量均高于10—20cm土层;免耕留茬覆盖对土壤微生物碳、氮具有显著的提高作用,整个生育期抽穗期达到最大值,0—10cm土层土壤微生物量碳、氮均大于10—20cm土层,其中免耕高留茬高覆盖处理效果最佳;免耕留茬覆盖对0—10cm和10—20cm土壤微生物商有显著提高作用,免耕留茬覆盖处理间差异不显著;免耕留茬覆盖对燕麦产量影响显著,其中高留茬高覆盖处理产量最高,为2 111.4kg/hm~2,较常规耕作增产18.6%,产量总体表现为免耕高留茬高覆盖免耕低留茬高覆盖免耕高留茬低覆盖免耕低留茬低覆盖常规耕作。     

留茬对小麦/玉米间作氮素吸收和硝态氮分布、淋失的影响

为减少高产农田硝态氮累积对地下水的潜在污染,在甘肃石羊河流域绿洲灌区设置裂区试验,研究不同留茬方式对单作小麦、单作玉米、小麦/玉米间作氮素吸收、土壤硝态氮分布、淋失的影响。结果表明:不同留茬方式对作物籽粒、秸秆含氮量影响较小。间作比单作显著提高了作物的籽粒吸氮量和氮收获指数;2种作物无论间作或单作,立茬土壤0-20cm硝态氮累积显著高于焚烧和翻还,20-60cm则相反,60cm以下受留茬方式影响差异不显著;土壤硝态氮残留单作小麦翻还比焚烧和立茬处理分别高11.41%和8.13%,单作玉米焚烧比立茬和翻还分别高26.97%和17.02%;植株总吸氮量小麦/玉米间作立茬和翻还分别比焚烧高9.58%和6.10%;硝态氮淋失量小麦/玉米间作平均比单作处理低30.75%,小麦/玉米间作立茬和翻还分别比焚烧处理低28.04%和10.23%。综上所述,小麦/玉米间作立茬硝态氮淋失最少,更有利于环境保护。     

小麦留高茬还田的效果

本文总结了多年多点小麦留高茬还田对土壤培肥、水稻增产的机理和效果     

留茬高度对带状留茬间作农田土壤防风蚀效果的影响

针对内蒙古阴山北麓农牧交错带土壤风蚀严重的问题,研究了带状留茬间作的防风蚀效果,通过测定风速、地表粗糙度和土壤风蚀量,揭示不同留茬高度对留茬地和相邻裸露地的防风蚀效果.结果表明,随着留茬高度的增加,作物残茬带近地表风速降低,且留高茬(30 cm)效果最明显;随着测定高度的增加,同一留茬高度对风速的降低程度减小.地表粗糙度随留茬高度的增加而增大,留高茬地(30 cm)和邻高茬裸地的地表粗糙度分别较对照增加了466.67％和126.98％.土壤风蚀量随留茬高度的增加而减少,留高茬地(30 cm)和邻高茬裸地的风蚀量分别较对照减少了90.21％和65.51％.因此,作物残茬既增强了自身带的防风蚀效果,又在一定程度上保护了邻茬裸露带,留茬高度30 cm时防风蚀效果最好,对相邻裸露带的保护作用最明显.     

9MSB-2.10型草地免耕松播联合机组的试验研究

从草地免耕播种的农艺背景出发,分析了传统的犁耕播种和免耕播种的利弊关系,提出了草地免耕松播的农艺技术要求。在此基础上将圆盘犁松土部件、少耕凿型铲松土部件和牧草种子排种部件以及前、后镇压轮组合等主要工作部件优化设计在一个通用机架上,研制出草地免耕松播联合机组新机型。并通过性能试验和较大面积的生产考核,各项试验结果达到了预期的研究目标。     

作物残茬对农田土壤风蚀的影响

通过对不同留茬高度对地表风速的影响以及留残茬(保护性耕作主要方式)、旋耕和常规翻耕3种耕作方式对土壤风蚀的影响进行比较研究,得出如下结果:留茬高度对地表风速的影响程度不明显,仅与地面有无留茬有关,留茬20cm左右即可有效降低地表风速,减少田间扬沙,抵抗土壤风蚀,是比较适宜的留茬高度;留茬(保护性耕作)、旋耕和常规翻耕3种耕作方式对田间扬沙情况的影响差异明显,其中在60cm高度以内,留茬比常规翻耕减少田间扬沙量34.9%,比旋耕方式减少61.5%,因此,留茬(保护性耕作)是一种有效防止农田土壤风蚀的耕作方式。     

耕作措施对冬小麦农田土壤团聚体分布及稳定性的影响

在长期定位试验基础上研究传统耕作(T)、免耕不覆盖(NT)和免耕秸秆覆盖(NTS)3种耕作措施对土壤团聚体分布及其稳定性的影响.结果表明,3种耕作措施连续实施5年后,使耕层土壤容重显着增加,免耕秸秆覆盖显著增加了表层土壤有机质.NTS处理>0.25 mm团聚体含量(R0.25)显著高于T处理和NT处理的,同时也明显高于2004年的背景值,0-30 cm土层范围内平均较T处理和NT处理分别高14.88%和6.40%;免耕和免耕秸秆覆盖可显著改善土壤耕层(0-20 cm)团聚体的水稳定性.NTS处理0-30 cm的不稳定团粒指数(ELT)与2004年背景值比较,平均下降了1.88%.说明相对于传统耕作,免耕秸秆覆盖减少了机械的破坏作用,增加了土壤有机质含量,促进耕层团聚体形成,并提高了其稳定性.     

水旱轮作条件下免耕土壤有机碳变化特征研究

采用野外调查与室内分析相结合的方法,研究了水旱轮作条件下免耕土壤有机碳的变化特点。结果表明,水作及旱作后,随免耕年限延长土壤有机碳在免耕5～6a达到最大值,与常规耕作差异显著;免耕0—5cm土层有机碳显著高于其他土层,具有一定的表聚现象;水旱轮作条件下土壤富里酸含量略高于胡敏酸,土壤碳氮比在10～16,有利于有机质矿化过程中养分的释放;有机碳密度与土壤有机碳变化趋势一致。研究水旱轮作免耕措施对土壤有机碳含量的影响,可为建立合理轮耕模式提供一定的理论基础,同时,也为该耕作方法的推广应用提供科学指导。     

新型玉米免耕播种机的试验研究

研制了一种小型适用于小麦玉米两茬平作区的具有深松、播种、施肥功能的玉米免耕播种机,获国家实用新型专利。该机施肥播种共用一个窄幅开沟器,化肥点施于两穴种子之间,可一次完成深松、开沟、施肥、播种、覆土、镇压工序。生产试验表明,各项技术性能满足农业种植要求。本机被农业部选为全国首批推荐精少量播种机具。