劉小譚 蔣立茂 鄧 佳 鄭天力

（1.四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究設(shè)計(jì)院，四川 成都 610066；2.四川光友薯業(yè)有限公司，四川 綿陽 621000）

前言

甘薯生產(chǎn)過程中耕作起壟是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是耗工最多、勞動(dòng)強(qiáng)度最大的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，目前主要以人工起壟為主，機(jī)械起壟水平不到5%，起壟是發(fā)展甘薯生產(chǎn)的瓶頸所在。本項(xiàng)目根據(jù)西南地區(qū)甘薯栽培起壟的具體要求開發(fā)適應(yīng)甘薯生產(chǎn)的多功能耕作起壟機(jī)及配套農(nóng)具，以解決西南薯區(qū)長期未能解決的甘薯栽培機(jī)械起壟問題，從而實(shí)現(xiàn)“減工、降本、提質(zhì)、增效”目標(biāo)，提高西南地區(qū)甘薯生產(chǎn)機(jī)械化水平。

1 國內(nèi)外甘薯起壟機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀

起壟機(jī)在發(fā)達(dá)國家應(yīng)用非常廣泛，其機(jī)型有很多種，比較簡單的為一次做一壟。在種植面積較大的地方常采用較大型的起壟機(jī)，由大馬力拖拉機(jī)牽引，同時(shí)可做4壟-5壟，且可覆蓋地膜，便于移栽。日本新近開發(fā)了起壟施肥機(jī)，在起壟的同時(shí)將肥料等施入壟內(nèi)，保持肥效最大化，很好地滿足了生產(chǎn)需要。[1]

國內(nèi)還基本采用人工起壟，機(jī)械化起壟多采用比較簡單的工具，如在北方地區(qū)采用四輪拖拉機(jī)配合正反犁鏵組成起壟器，工作效率可達(dá)每小時(shí)0.2hm2-0.3hm2。在西南丘區(qū)，由于地形起伏大，坡耕地多，農(nóng)田地塊較小，且主要是紫色土壤，土質(zhì)粘重，機(jī)械化難度大，甘薯起壟機(jī)的研制一直處于停滯狀態(tài)。

2 1KQ-30型甘薯起壟機(jī)的研制

2.1 適宜西南丘區(qū)甘薯種植模式

甘薯種植適應(yīng)土質(zhì)疏松的紫色土、黃壤或砂性水旱輪作地，土壤偏酸性，耕層深厚、土壤肥沃適度，排水良好。甘薯種植農(nóng)藝要求：深耕土壤30cm-40cm，整細(xì)、耙平，施足底肥；起壟栽培，壟距100cm左右，壟高30cm左右。

2.2 適宜西南丘區(qū)甘薯種植的機(jī)械化起壟方法

結(jié)合西南甘薯種植、起壟模式，優(yōu)化了機(jī)具起壟方法。微耕機(jī)安裝深耕鋤和旋耕刀把地刨松旋細(xì)后，按壟距90cm（或100cm）劃線撒石灰，再換掛起壟機(jī)具作業(yè)。

2.3 起壟機(jī)的設(shè)計(jì)

1）底盤

a.傳動(dòng)路線：發(fā)動(dòng)機(jī)→離合器→減速、變速箱→耕作主軸，發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定轉(zhuǎn)速為3 600r/min，分為兩檔，經(jīng)過離合器和兩級(jí)圓錐齒輪傳動(dòng)減速，當(dāng)變速箱在Ⅰ檔時(shí)，輸出軸轉(zhuǎn)速為72r/min；當(dāng)變速箱在Ⅱ檔時(shí)，輸出軸轉(zhuǎn)速為126r/min。

b.傳動(dòng)結(jié)構(gòu)：采用兩級(jí)圓錐齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)精度高、使用壽命長、摩擦阻力小，傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊，采用機(jī)械油浸泡潤滑，結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、強(qiáng)度高，易于實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)成本低。經(jīng)實(shí)測，起壟機(jī)的行走速度達(dá)到Ⅰ檔5.8km/h，Ⅱ檔6.9km/h。

2）操作控制機(jī)構(gòu)

所有操作手柄都安裝在扶手上，用鋼絲拉線分別與發(fā)動(dòng)機(jī)及變速箱的操作件連接，扶手位置可根據(jù)作業(yè)操作要求進(jìn)行調(diào)整（左右90°旋轉(zhuǎn)），實(shí)現(xiàn)多方位操作，起全壟時(shí)操作更方便，降低操作勞動(dòng)強(qiáng)度、解決壟臺(tái)不直的問題。

3）開溝起壟器

a.起壟器由復(fù)合送土器和壟形刮板組成，復(fù)合送土器的刀軸結(jié)構(gòu)采用螺旋圓盤曲面刀，同時(shí)在圓盤曲面刀之間增加旋耕碎土刀，圓盤曲面刀與旋耕刀合理配裝，可同時(shí)在開溝起壟作業(yè)時(shí)碎土，旋耕刀外徑和螺旋圓盤曲面刀直徑相同，布置上按螺旋排列，能解決起壟作業(yè)時(shí)阻力大、負(fù)荷重、對(duì)土壤破碎不均勻、螺旋圓盤曲面刀具易夾土等問題，旋耕、碎土、起壟同時(shí)完成。

b.壟形刮板為可拆卸的三片式結(jié)構(gòu)。起壟時(shí)根據(jù)甘薯或其他作物生產(chǎn)對(duì)壟高、壟寬、壟溝寬、壟側(cè)壁坡度的不同要求，調(diào)整刮板的角度和位置，對(duì)所起壟臺(tái)進(jìn)行切直、刮平、壓實(shí)，獲得不同的壟高、壟寬，作業(yè)后的壟形表面光滑平整。

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3 關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)參數(shù)

3.1 關(guān)鍵技術(shù)

1）小型多功能直聯(lián)式旋耕機(jī)的配套設(shè)計(jì)，簡化機(jī)器結(jié)構(gòu)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，輕簡節(jié)能。

2）旋耕起壟復(fù)合刀具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，解決了碎土難、刀具夾土和送土效率低等問題。

3）配套農(nóng)具與主機(jī)的優(yōu)化配置技術(shù)，減輕起壟器重量，解決了微耕機(jī)牽引力小和起壟作業(yè)要求牽引力大的矛盾。

4）多功能配套農(nóng)具與主機(jī)的連接組裝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，大大降低作業(yè)成本。

3.2 技術(shù)參數(shù)

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4 性能試驗(yàn)

2011年春耕期間，1KQ-30型甘薯起壟機(jī)在綿陽市四川光友薯業(yè)有限公司甘薯種植基地進(jìn)行了開溝起壟試驗(yàn)，試驗(yàn)環(huán)境為晴天，溫度20℃-25℃，相對(duì)濕度60%-70%，大氣壓力：92.0kPa-93.5kPa，土壤為紫色土，含水率20.5%，緊實(shí)度1 020kPa。1KQ-30型甘薯起壟機(jī)能分步完成碎土、開溝、起壟，操作簡單、勞動(dòng)強(qiáng)度較低、輕便節(jié)能，各項(xiàng)性能指標(biāo)與西南丘區(qū)甘薯種植農(nóng)藝要求相匹配，適宜于西南薯區(qū)推廣使用。

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5 應(yīng)用前景

本項(xiàng)目產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)，一機(jī)多能，適應(yīng)性強(qiáng)，通過掛配不同的農(nóng)具，可以實(shí)現(xiàn)多種農(nóng)藝作業(yè)。項(xiàng)目產(chǎn)品推廣應(yīng)用領(lǐng)域廣，可用于馬鈴薯、玉米、生姜等糧食經(jīng)濟(jì)作物栽培種植以及其它農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，適宜丘陵山區(qū)、平壩、旱地等作業(yè)。四川是中國甘薯的主產(chǎn)區(qū)，常年種植面積93.33余萬公頃，總產(chǎn)量1 770多萬噸，面積及總產(chǎn)量位居全國首位，按20%可機(jī)耕面積計(jì)算，需求量達(dá)到10萬多臺(tái)。

6 結(jié)語

薯類產(chǎn)業(yè)的發(fā)展長期受制于傳統(tǒng)種植模式和勞動(dòng)力消耗大，效率和效益一直不高，研究、推廣適應(yīng)機(jī)械化高效種植模式的農(nóng)機(jī)裝備是薯類種植產(chǎn)業(yè)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本研究開發(fā)的甘薯起壟機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單新穎、性能可靠、一機(jī)多能等特點(diǎn)，它既能耕作、起壟，又能開溝、碎土，起壟效率高、土壤顆粒小、壟形好。除了用于甘薯種植外，還可用于煙草、花生等經(jīng)濟(jì)作物的耕種作業(yè)。

[1]李洪民.國內(nèi)外甘薯機(jī)械化產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀[J].江蘇農(nóng)機(jī)化.2010（2）：40～42.