張立國（黑龍江農(nóng)墾總局建三江分局前進(jìn)農(nóng)場機(jī)務(wù)科）

1、前言

黑龍江省是農(nóng)業(yè)大省，近年來由于采用不合理的耕作方式與措施，土地退化嚴(yán)重；同時由于黑龍江省水資源時空分布不均勻，水資源調(diào)節(jié)能力差，加上經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增加，致使黑龍江省水土流失嚴(yán)重，截至目前水土水土流失面積1120萬hm2，占全省總面積的24.7%。全省已有近140萬畝耕地在14萬條侵蝕溝的沖刷下消失了，黑土層厚度由原來的70-80cm變成20-30cm，并且表層正以每年0.5～1cm的速度流失，土壤有機(jī)質(zhì)含量由12%降為1%-2%，地力明顯下降。由于缺水及不合理的耕作方式，黑龍江省西部的沙漠化土地正以平均每年1公里的速度向東推進(jìn)，而沙塵在風(fēng)的攜裹下每年流動速度則達(dá)到了10公里以上，全省西部地區(qū)的沙漠化土地面積已達(dá)274萬公頃，據(jù)測算，每年由此造成的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)10億元以上。因此，在我省實(shí)行保護(hù)性耕作勢在必行。

圖1 小麥免耕播種機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖

小麥作為黑龍江省主栽產(chǎn)品，曾經(jīng)有過輝煌。但是，近些年來，由于小麥品質(zhì)不高、經(jīng)濟(jì)效益低下，種植面積有所減少。但隨著種植業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及培育出高品質(zhì)的小麥，最近幾年小麥的種植面積又逐年回升， 2006年以來，全省小麥種植面積已經(jīng)恢復(fù)并超過400萬畝。針對上面的情況，同時考慮農(nóng)戶經(jīng)營面積、作業(yè)地塊等特點(diǎn)，筆者設(shè)計(jì)了2YM-6型小麥免耕播種機(jī)。

2、小麥免耕播種機(jī)主要性能技術(shù)參數(shù)

外形尺寸/ mm：1400×1000×1250

工作幅寬/mm：1400

開溝器數(shù)/個：12

配套動力/kw：8.82～13.2

工作速度/km?h-1：4～6

排肥傳動比：1：1.5

排種傳動比：1：2 .5

生產(chǎn)率/hm2?h-1：0.56～0.84

3、總體設(shè)計(jì)

3.1、設(shè)計(jì)要求

播種量符合農(nóng)業(yè)技術(shù)規(guī)定，種子在種溝內(nèi)分布均勻；播種機(jī)應(yīng)具有種肥分施功能且種子破損率低；各行的播深、行距、播量應(yīng)保持一致；免耕工作部件破茬開溝器應(yīng)具有入土能力強(qiáng)，不亂土層的作用，種子應(yīng)播在濕土層中并且用濕土覆蓋；整機(jī)重量輕，能夠滿足小馬力拖拉機(jī)的懸掛要求。

3.2、播種機(jī)結(jié)構(gòu)及工作過程

2YM-6型小麥免耕播種機(jī)為全懸掛式，6行播種，配套動力為8.82～13.2kw。該機(jī)主要由機(jī)架、破茬開溝器、仿行機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、種肥箱總成及其他附屬結(jié)構(gòu)等組成，其具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。工作時，由拖拉機(jī)懸掛牽引，破茬開溝器開出種、肥溝，排種、肥器將種肥箱中的種肥按農(nóng)藝上要求的播量排出，經(jīng)輸種、肥管按農(nóng)藝上要求的垂直距離分別播入種、肥溝內(nèi)，靠開溝器自動回土作用覆土，從而完成整個工作過程。

4、 播種機(jī)主要工作部件的選擇

4.1、肥、種垂直分施開溝器的選擇

由于免耕播種是在未耕地上進(jìn)行播種，要求開溝器應(yīng)該具有一定的強(qiáng)度且入土能力強(qiáng)；小麥屬于密植作物，行距小，要求播種小麥應(yīng)垂直分施。肥、種垂直分施開溝器由施肥開溝裝置、施種開溝裝置和連接板構(gòu)成的。施肥開溝器由開溝器柄、尖角形翼鏟和導(dǎo)肥管組成。施種開溝器由導(dǎo)種管和尖角形翼鏟組成，整體式制作。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，施肥開溝裝置、施種開溝裝置由連接板連接，連接板焊接在導(dǎo)肥管上。連接鋼板上開有長孔，可以調(diào)節(jié)施種開溝裝置的工作深度。開溝器柄由厚16mm、寬46mm、長600mm的45＃熱扎鋼板制成，導(dǎo)肥管采用內(nèi)徑Φ32mm、壁厚2.5mm的鋼管制成，導(dǎo)種管采用內(nèi)徑Φ30mm、壁厚2.5mm的鋼管制成。種、肥之間應(yīng)隔開4～5cm以上的距離，避免肥料燒傷種子 。

4.2、排種、肥器的選擇

排種器和排肥器是播種機(jī)上的主要工作部件，其選擇的好壞將直接影響播種機(jī)的工作性能。與其他排種器相比，紋盤式排種器具有結(jié)構(gòu)簡單、多行排種口的結(jié)構(gòu)一致性較容易保證、能耗少和能均勻分配種子等優(yōu)點(diǎn)，因此本機(jī)上選用了紋盤式排種器。具體結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1 .

表1 紋盤式排種器的結(jié)構(gòu)參數(shù)

5、播種機(jī)主要工作部件的設(shè)計(jì)及參數(shù)確定

5.1、種、肥箱的設(shè)計(jì)

種肥箱的設(shè)計(jì)，既要考慮地頭加種，又要考慮加種后整機(jī)的質(zhì)量及懸掛起來后防止種子和肥料從種肥箱中溢出。設(shè)計(jì)時將箱體的橫截面設(shè)計(jì)成梯形，由經(jīng)驗(yàn)可知，每公頃排種量大于每公頃的排肥量，排種箱的容積、排種肥箱的容積及結(jié)構(gòu)參數(shù)由以下公式確定。

式中：γ —種子的單位容積（kg/L），取γ小麥=0.7，

Nmax—單位面積最大播量(kg/667m2)，

Nmax=30kg/1000m2，

B — 工作幅寬（m），B=1.4，

L — 最工作長度（m），根據(jù)實(shí)際情況取L=1200m，

a —上底寬（m)；b —下底寬（m)；h —箱體高(m)；

l —箱體長（m）。

經(jīng)計(jì)算得：，V總≈142.56L，a≈40cm，b≈30cm，

l=140cm，h=30cm。

5.2、機(jī)架的設(shè)計(jì)

機(jī)架設(shè)計(jì)為管鋼結(jié)構(gòu)，可承受開溝器的水平力，垂直力和扭力。開溝器分布在距離60cm的兩根梁上，這種結(jié)構(gòu)可清理土塊和雜草防止堵塞。懸掛點(diǎn)按照ASAE標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)為第一類三點(diǎn)式懸掛機(jī)構(gòu)。兩個可調(diào)的地輪安裝在機(jī)架上，可以控制播種機(jī)機(jī)架的高度和加在開溝器及其安裝架上的總壓力。這兩個地輪采用拖拉機(jī)的同類輪胎，用于驅(qū)動種肥機(jī)構(gòu)。機(jī)架的設(shè)計(jì)尺寸為長1.4m，寬0.6m。機(jī)架的材料采用無縫方型鋼，邊長a為50mm，厚度t為4mm 。

6、2YM-6小麥免耕播種機(jī)試驗(yàn)及結(jié)果分析

2008年5月在齊齊哈爾某農(nóng)場播種春小麥，播種后的土壤擾動量為22%～27%，土壤擾動量較小，播種后小麥秸稈覆蓋率為77%。播種過程中抽出6次測試機(jī)具的通過性，沒有發(fā)現(xiàn)堵塞情況，通過性好，這是由于尖角形翼鏟式免耕開溝器有較好的破茬開溝能力，遇到小麥秸稈、雜草等能夠及時脫落，因此沒有發(fā)生任何堵塞。在播種過程中沒有發(fā)現(xiàn)種管、肥管的堵塞，主要是設(shè)計(jì)了種肥管防堵?lián)醢濉７N子的平均覆土深度為3.98 cm，方差為0.68，變異系數(shù)為16.5%；肥料的平均覆土深度為8.5cm，方差為0.80，變異系數(shù)為9.44%，種深的變異系數(shù)明顯比肥深的變異系數(shù)大，主要由于種肥為同溝垂直分施，肥料直接落入溝底部，雖然施肥深度與開溝深度有關(guān)，但在播種時，播深同時要受開溝深度和落種前回土量雙因素的影響，尤其是免耕地開溝后土塊大小不均以及地表有秸稈，影響回土量。播種后開溝器的回土效果好，出苗情況良好，在查苗過程中沒有發(fā)現(xiàn)有晾籽情況。由于播種量較低，平均出苗數(shù)400.5株/m2，方差為26.7，變異系數(shù)為7.6%，能夠滿足要求 。