劉勇 孫曉春 夏利利

在稻麥兩熟地區(qū)，小麥?zhǔn)斋@后使用反轉(zhuǎn)滅茬機(jī)、秸稈粉碎機(jī)和水田秸稈還田機(jī)進(jìn)行秸稈還田作業(yè)，可提高土壤肥力和水稻產(chǎn)量。但現(xiàn)有秸稈還田機(jī)械存在埋草效果差、生產(chǎn)效率低、作業(yè)成本高等缺點(diǎn)，不能完全滿足小麥秸稈還田的農(nóng)藝要求。針對(duì)現(xiàn)有小麥秸稈還田機(jī)械存在的問(wèn)題，提出一種新型水田埋草耕整機(jī)設(shè)計(jì)方案。該機(jī)適用于小麥秸稈水田掩埋、起漿、耕整作業(yè)，埋草效果好、碎土起漿能力強(qiáng)、工作效率高，具有一定的通用性。

1 新型水田埋草耕整機(jī)總體技術(shù)方案設(shè)計(jì)

根據(jù)江蘇省小麥秸稈還田量大、掩埋深、土壤平整等作業(yè)及農(nóng)藝要求，結(jié)合現(xiàn)有動(dòng)力狀況及發(fā)展趨勢(shì)，該水田埋草耕整機(jī)(以工作幅寬220 cm為例)的配套動(dòng)力選擇62.5 kW（85馬力）左右的高花紋四輪驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)，采用三點(diǎn)懸掛連接方式，通過(guò)萬(wàn)向節(jié)驅(qū)動(dòng)中間齒輪箱，帶動(dòng)旋耕刀軸轉(zhuǎn)動(dòng)。旋耕刀采用自行設(shè)計(jì)的“L”型刀具。刀軸轉(zhuǎn)動(dòng)后可切碎土壤并起漿，同時(shí)將大部分秸稈掩埋到土壤里，然后通過(guò)橫向壓草板再次將秸稈壓入土中，再由縱向壓草圓盤(pán)將掩埋較淺的秸稈壓到一定深度，最后由彈性平地裝置將地表拖平。旋耕碎土起漿裝置、橫向壓草裝置、縱向壓草裝置和彈性平地裝置有機(jī)地結(jié)合在一起，能夠一次性完成水田旋耕碎土、起漿、埋草、平整地等多道作業(yè)工序。

2 模塊化組合技術(shù)介紹

在現(xiàn)有水田秸稈還田作業(yè)機(jī)的技術(shù)基礎(chǔ)上，將水田旋耕碎土起漿技術(shù)、橫向埋草技術(shù)、縱向埋草技術(shù)和彈性平地技術(shù)進(jìn)行模塊化組合，研究一種適合于水田作業(yè)的旋耕碎土、起漿埋草、橫向壓草、縱向壓草及平整地復(fù)式作業(yè)機(jī)具。

2.1 水田旋耕碎土起漿技術(shù)

通過(guò)拖拉機(jī)動(dòng)力輸出齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)旋耕刀軸轉(zhuǎn)動(dòng)，將旋耕刀軸轉(zhuǎn)速調(diào)整到350 r/min左右，在刀軸上按雙螺旋排列方式安裝“L”型左埋草刀和右埋草刀，埋草刀的刀頭與刀身所在平面與刀頭的外邊的夾角角度在75～85°范圍內(nèi)，刀身所在平面與刀頭的內(nèi)邊的夾角角度在95～110°范圍內(nèi)。在旋耕刀軸轉(zhuǎn)動(dòng)作業(yè)過(guò)程中，“L”型刀具將水田地表土壤均勻粉碎后拋，并將地面的大部分秸稈壓埋到土壤中，完成地表土壤碎土起漿和大部分秸稈掩埋作業(yè)。

2.2 橫向壓草技術(shù)

由于水田麥秸稈量大且擺放無(wú)規(guī)律，旋耕埋草后在機(jī)組前進(jìn)方向仍然存在部分沒(méi)有埋下去的橫向秸稈。為了解決這個(gè)問(wèn)題，在旋耕刀軸的后方連接橫向壓草輥，在橫向壓草輥上焊接長(zhǎng)方形橫向壓草板。機(jī)組前進(jìn)作業(yè)過(guò)程中，橫向壓草輥在土壤摩擦力的作用下逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，壓草輥上橫向壓草板將已旋耕后的地表秸稈壓入土壤中，完成第二次埋草作業(yè)。

2.3 縱向壓草技術(shù)

通過(guò)旋耕壓草和橫向壓草兩次埋草作業(yè)后，還會(huì)有少部分麥秸稈沒(méi)有被埋到土壤里。為了提高埋草率，在橫向壓草輥的后方連接了一個(gè)縱向壓草輥，在縱向壓草輥上焊接了圓形縱向壓草圓盤(pán)。機(jī)組前進(jìn)作業(yè)過(guò)程中，縱向壓草輥在土壤摩擦力的作用下逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，壓草輥上縱向壓草圓盤(pán)將已旋耕后的地表秸稈壓入土壤中，完成第三次埋草作業(yè)。

2.4 彈性平地技術(shù)

在三次埋草作業(yè)后，為滿足插秧的要求，必須進(jìn)行平整地作業(yè)。該機(jī)具拖板裝置設(shè)置在機(jī)架的右后方，左端與機(jī)架鉸接，右下部通過(guò)彈性支撐桿與機(jī)架的上端固定連接，從而實(shí)現(xiàn)彈性平地。

3 機(jī)具結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)指標(biāo)

3.1 機(jī)具結(jié)構(gòu)

水田埋草耕整機(jī)主要由機(jī)架、萬(wàn)向節(jié)、懸掛架、中間傳動(dòng)齒輪箱、側(cè)板、拖板裝置、縱向壓草圓盤(pán)、橫向壓草板、左右埋草刀構(gòu)成。圖1為機(jī)具結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 水田埋草耕整機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 主要技術(shù)指標(biāo)（見(jiàn)表1）

表1 水田埋草耕整機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)

4 水田埋草耕整機(jī)配套技術(shù)

4.1 撒施基肥

為了加速麥秸稈的腐解，提高當(dāng)季小麥秸稈還田的效益，在小麥秸稈還田作業(yè)前要撒施基肥。在總施肥量一定的前提下，氮肥施用時(shí)間適當(dāng)前移，使用量適當(dāng)增加，以每100 kg麥秸稈增施純氮0.5 kg為宜，優(yōu)先選擇銨態(tài)氮或尿素，提倡有機(jī)肥、無(wú)機(jī)肥結(jié)合施用。在機(jī)具作業(yè)前，把基肥均勻撒施在秸稈殘?bào)w上。

4.2 放水泡田

撒施基肥后，需立即放水泡田。以泡軟秸稈、泡透土壤耕作層為標(biāo)準(zhǔn)，一般放水浸泡24 h為宜。軟化后的麥秸稈易與泥漿攪拌均勻，一般不會(huì)直立于田間或漂浮于水面，還田效果好。

4.3 控制作業(yè)水層

放水泡田后，在水田埋草耕整機(jī)作業(yè)前，要嚴(yán)格控制田間水層深度。如果水層太淺或無(wú)水層，容易出現(xiàn)秸稈還田機(jī)刀輥纏草、機(jī)具作業(yè)負(fù)荷過(guò)大、田間不易起漿等現(xiàn)象；水層過(guò)深，容易出現(xiàn)秸稈漂浮、秸稈覆蓋率偏低、耕整地不平等現(xiàn)象，直接影響插秧質(zhì)量。水層深度控制在3 cm左右為宜。

5 社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益

5.1 具有良好的社會(huì)效益

使用水田埋草耕整機(jī)作業(yè)，可在短時(shí)間內(nèi)就地秸稈還田，為大量剩余小麥秸稈找到了出路，避免了因秸稈廢棄腐爛、焚燒造成的環(huán)境污染及火災(zāi)，是解決秸稈焚燒和浪費(fèi)問(wèn)題最有效、最快捷的途徑。水田埋草可增加土壤的有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)，培肥地力，還可以增加土壤含水率，減少土壤中水分的蒸發(fā)，加速雨水滲入，提高土地吸納雨水的能力，減緩徑流的形成，削弱徑流強(qiáng)度，提高天然降水利用率，為農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育創(chuàng)造更加優(yōu)良的農(nóng)田生態(tài)環(huán)境。

5.2 增產(chǎn)效果顯著

該機(jī)采用三級(jí)埋草結(jié)構(gòu)，可有效提高埋草率。小麥秸稈還田后，培肥地力，有利于水稻生長(zhǎng)，可提高水稻產(chǎn)量和品質(zhì)（水稻平均增產(chǎn)幅度在3%～5%之間），增加農(nóng)民水稻種植收入。