李經偉，申利剛，王 寧，張 玥，劉丙乾

(內蒙古自治區(qū)水利科學研究院，呼和浩特 010051)

0 引 言

西遼河平原是內蒙古自治區(qū)玉米主要生產區(qū)[1]，但是由于地處半干旱地區(qū)，春旱秋吊現象十年九現，屬于傳統灌溉農業(yè)區(qū)。在2012年以前，西遼河平原玉米種植區(qū)主要灌溉形式為土渠輸水灌溉，在部分條件較好的地區(qū)發(fā)展了一些地埋管道長度在45 m/hm2左右的低標準管道輸水灌溉面積。2012年開始，東北四省區(qū)全面開展節(jié)水增糧行動[2]，內蒙古自治區(qū)西遼河平原作為節(jié)水增糧行動的主要項目區(qū)，完成了符合國家標準要求的地埋輸水管道建設，并在田間開展了覆膜滴灌灌溉形式的示范推廣[3]。在國家財政資金扶持下，覆膜滴灌在當地得到了較快的發(fā)展，玉米產量躍上了一個新的臺階，灌溉用水量明顯降低[4]，獲得了預期的效果。但是在覆膜滴灌幾年的運行過程中也發(fā)現了一些問題，由于地膜每年的回收率較低，耕作層中殘留地膜比率逐年增高[6-8]，而且地膜購置和鋪設也增加了成本投入，同時在一定程度上降低了降水的利用效率。為了能夠實現既發(fā)揮滴灌節(jié)水、節(jié)肥、水肥一體化優(yōu)勢[8]，充分利用當地降水資源的同時，減少殘膜對耕作層土壤的污染，我院在當地開展了三年的無膜淺埋滴灌的試驗研究，并研制了適宜當地玉米播種的2BD-2無膜淺埋滴灌鋪帶播種一體機[9]。

1 2BD-2播種機的研制

1.1 現有播種機的優(yōu)缺點

在東遼河平原玉米種植區(qū)現有的播種機主要是對行播種機[10]和覆膜滴灌播種機[11]。對行播種機采用600 mm的固定行距，一般農戶使用的農機可同時對2壟或3壟作物進行種植，6壟(3.6 m寬)作為一個畦田；覆膜滴灌播種機因為工序較多，輔助設備重量較大，需要較大功率的牽引機帶動，同時由于需要對地膜進行打孔落籽，覆膜滴灌全部采用鴨嘴式播種盤，苗間距無法進行調解。因此將現有播種機進行改造，使之能夠實現寬窄行(850 mm：350 mm)、多密度、小牽引的無膜淺埋滴灌鋪帶播種一體機難度較大。

1.2 2BD-2播種機的組成、工作原理、主要構造及作用

1.2.1 2BD-2播種機的組成

2BD-2播種機由播種、施肥、鋪帶、覆土四個部分組成，從前到后從上到下依次為切片式施肥開溝器、施肥箱、播種箱、行走輪、滴灌帶支架、滴灌帶下管器、覆土輪，具體細部如圖1、圖2所示。

圖1 播種機前視圖

圖2 播種機側視圖

1.2.2 2BD-2播種機的工作原理

2BD-2播種機通過三點懸掛裝置與拖拉機連接，由牽引帶動地輪通過地輪鏈條作用于主傳動桿，通過主傳動桿通過施肥箱控制鏈條和籽種箱控制鏈條分別作用于施肥箱控制軸和籽種落籽箱，實現同步施肥和播種；將滴灌帶安裝在滴灌帶支架并放置在滴灌帶支架軸承上，滴灌帶一端穿過滴灌帶滑輪和滴灌帶下管器實現滴灌帶淺埋鋪設；最后通過覆土輪對播種后的種溝進行鎮(zhèn)壓，覆土輪可通過調節(jié)彈簧適應局部起伏地形，確保籽種有足夠的土壤覆蓋。該播種機傳動原理見圖3，主要技術參數見表1。

圖3 2BD-2播種機傳動原理簡圖

表1 2BW-2播種機主要技術參數表

1.2.3 2BD-2播種機的主要構造及作用

(1)主梁。2BD-2播種機主梁采用70×70方管兩根焊接成工字梁。前梁安裝一對切片式施肥開溝器和與拖拉機連接的三點懸掛裝置；后梁外側安裝一對主驅動地輪，地輪內側安裝一對三連桿仿形體，后梁中間安裝滴灌帶開溝覆土器。

(2)株距調節(jié)箱。株距調節(jié)箱是為了滿足用戶的不同株距要求進行設計的。設計的排種器配套18個種勺的播種盤，在不更換播種盤的情況下，通過更換排種體的從動輪(14齒或30齒)，可進行12種規(guī)格的株調換，尺寸見表2。

表2 勺輪播種體株距變速調節(jié)表

(3)三連桿仿形架。三連桿仿形架一端連接主梁，另一端連接工作部件，屬于自動仿形調整結構，主要配合主梁和播種高度來保持穩(wěn)定的工作深度。單組三連桿連接架用壓板和螺絲固定在主梁后面，調節(jié)桿安裝方便快捷、省工省時，同時仿形架可通過四組螺絲與排種體連接。

(4)地輪。地輪是整套設備的動力源。通過地輪的轉動帶動整套設備的齒輪和鏈條進行工作，實現施肥、排種。地輪上的主傳動輪和鏈條全部設計隱藏在方管中，即安全有防塵，增加了設備的使用壽命。

(5)輪式排種器。排種器是由排種體、排種軸、排種盤和護罩等主要部分組成，排種器設計定位18個勺，排種盤可根據選擇的玉米種子大小自行進行調換。

(6)播種開溝器。本次設計采用切片式開溝器，相較于鏵犁式開溝器，本次設計即可以有效解決行進過程中的殘留根茬兜土，又可以避免潮濕表層土壤沾黏開溝器。播種開溝器開溝深度的控制采用兩種方法：一是采用地輪連接架的調節(jié)螺桿進行調節(jié)；而是采用三連桿仿形架上的調節(jié)螺桿進行調節(jié)。

(7)覆土器、鎮(zhèn)壓輪。本次設計采用圓盤式覆土器，覆土器能夠保證種子有足夠的覆土厚度，保障種子正常發(fā)芽、出苗。鎮(zhèn)壓輪使用具有彈性、防黏土的膠皮輪，通過4個M12螺栓固定于排種體后部,作用是壓實種子周圍的土壤，使種子有良好的生長發(fā)育條件。鎮(zhèn)壓輪。覆土量和鎮(zhèn)壓強度可以根據土質和地形變化，通過彈簧螺絲進行調整。

2 2BD-2播種機的測試

2.1 測試地點

2BD-2播種機的測試選在“內蒙古東部節(jié)水增糧高效灌溉技術集成研究與規(guī)?；痉俄椖俊钡暮诵脑囼瀰^(qū)，核心試驗區(qū)位于通遼市腰林毛都鎮(zhèn)南塔林艾勒嘎查(123°32′E， 44°32′N)，核心區(qū)面積5 hm2，本次測試面積0.3 hm2(當地玉米種植間距1.2 m，試種地塊壟長55 m，試種壟數45條)。

2.2 測試內容及方法

2BD-2播種機的研制主要是為了進行玉米不覆膜淺埋滴灌的種植，根據通遼東遼河平原地區(qū)耕地地力條件不同，玉米種植密度有明顯差別，種植密度在52 500～75 000 株/hm2之間。本次測試選擇了2BD-2播種機13/30檔位的2～4檔，對應株數分別為2檔:7.16 萬株/hm2，3檔:6.27 萬株/hm2，4檔:5.56 萬株/hm2，實際應用中可根據實際種植地區(qū)地力條件進行調節(jié)。在確定播種盤檔位后檢測不同行進速度條件下的播種效率重播指數、漏播指數、施肥量等指標。

2.3 測試結果

本次田間測試日期為2017年4月27日，田間觀測日期為2017年5月16日。不同測試條件下的田間觀測數據見表3。

表3 不同行走速度下2BD-2型播種機性能參數表

3 結 論

2BD-2玉米無膜淺埋滴灌播種機能夠一次完成開溝、施肥、鋪帶、播種、覆土等作業(yè)，實現精良播種，省時省工。田間試驗表明，當株距調節(jié)箱(13/30)調整在2～4檔位時、行走速度控制在3～4.5 km/h之間時，設備能夠完成日播種面積3.6～5.4 hm2，重播指數≤5%，漏播指數≤6%，施肥量可以在0～525 kg/hm2之間調節(jié)。為保障播種出苗效果，建議在西遼河平原地區(qū)采用2BD-2玉米無膜淺埋滴灌播種機播種玉米時，株距檔位控制在2～4檔位，行走速度控制在3.5～4 km/h之間。

參考文獻：

[1] 郭慶海. 中國玉米主產區(qū)的演變與發(fā)展[J].玉米科學, 2010,18(1):139-145.

[2] 郝 林, 樊忠誠, 申利剛,等. 內蒙古自治區(qū)“節(jié)水增糧行動”實施方案(2012-2015)[R]. 內蒙古自治區(qū)水利水電勘測設計院, 2014.

[3] 趙靖丹,李瑞平,史海濱,等.滴灌條件下地膜覆蓋對玉米田間土壤水熱效應的影響[J].節(jié)水灌溉,2016,(1):6-9,15.

[4] 宇 宙,王 勇,羅迪漢.膜下滴灌下玉米需水規(guī)律及優(yōu)化灌溉制度研究[J].節(jié)水灌溉,2015,(4):10-13,18.

[5] 李先岳, 史海濱, 呂 燁, 等. 土壤中不同殘膜量對滴灌入滲的影響及不確定分析 [J]. 農業(yè)工程學報, 2013,29(8):84-90.

[6] 辛靜靜, 史海濱, 李先岳, 等. 殘留地膜對玉米生長發(fā)育和產量影響研究 [J]. 灌溉排水學報, 2014,33(3):52-54.

[7] 郭彥芬,李生勇,霍軼珍.不同殘膜量對春玉米生產性狀及土壤水分的影響[J].節(jié)水灌溉,2016,(4):47-49.

[8] 李 彬,妥德寶,程滿金,等.內蒙古西遼河流域春玉米水肥一體化技術應用研究[J].節(jié)水灌溉,2015,(9):39-43.

[9] 申利剛,李經偉,李 彬,等.玉米淺埋滴灌鋪帶播種一體機[P].中國專利,ZL2016 2 1320758.4,2017-06-16.

[10] 陳樂萍.2BYF-3/4型玉米播種機[J].農業(yè)機械,2000,(7):46.

[11] 戴 飛,趙武云,唐學鵬,等.旱地玉米全膜覆蓋雙壟溝精量播種機工作參數優(yōu)化[J].農業(yè)機械學報,2013,44(S1):39-45.