摘要 針對(duì)現(xiàn)有油菜基質(zhì)塊苗移栽機(jī)開(kāi)溝裝置作業(yè)存在溝寬穩(wěn)定性差、溝底面平整度低、土壤擾動(dòng)大等現(xiàn)象，導(dǎo)致立苗率低、覆土作業(yè)難度大等問(wèn)題，基于船式開(kāi)溝器腔體大以及芯鏵式開(kāi)溝器作業(yè)構(gòu)建寬苗床、平溝底特點(diǎn)，結(jié)合類(lèi)鏵式曲面銜接過(guò)度，設(shè)計(jì)了一種適用于油菜基質(zhì)塊苗移栽機(jī)苗床構(gòu)建的苗床帶整備裝置。建立了土壤與整備裝置互作力學(xué)模型，確定了苗床帶整備裝置構(gòu)建穩(wěn)定苗床的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。以整備裝置作業(yè)速度、作業(yè)深度、類(lèi)鏵式曲面前端寬度、刃口角為因素，以土壤擾動(dòng)量、溝寬變異系數(shù)為評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用EDEM 開(kāi)展四因素三水平二次正交組合仿真試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示：作業(yè)深度為41 mm、作業(yè)速度為0.52 m/s、類(lèi)鏵式曲面前端寬度為40 mm、刃口角為61o 時(shí)土壤擾動(dòng)量較小且溝寬變異系數(shù)較??；較優(yōu)參數(shù)組合下臺(tái)架試驗(yàn)得出土壤擾動(dòng)量為13.01 cm2，溝寬變異系數(shù)8.52%。田間試驗(yàn)結(jié)果顯示：安裝在移栽單元上的苗床帶整備裝置相較船式開(kāi)溝器的載苗基質(zhì)塊立苗率增加2.09 百分點(diǎn)，溝寬變異系數(shù)減少13.3%，土壤擾動(dòng)量減少20.9%，溝底面緊實(shí)度增加28.7%，滿(mǎn)足油菜基質(zhì)塊苗機(jī)械移栽苗床構(gòu)建要求。

關(guān)鍵詞 油菜；移栽機(jī)；苗床帶整備裝置；類(lèi)鏵式曲面；機(jī)械移栽

中圖分類(lèi)號(hào) S223.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1000-2421（2024）02-0215-12

油菜是我國(guó)重要的油料作物，其種植面積和產(chǎn)量均居世界前列，冬油菜種植區(qū)主要集中在長(zhǎng)江中下游［1-3］。油菜機(jī)械化移栽是稻油水旱輪作種植模式下緩解茬口矛盾的重要途徑之一［4-5］，其中油菜基質(zhì)塊育苗移栽具有成活率高、根系損傷低和病蟲(chóng)害少等優(yōu)點(diǎn)［6-9］。油菜基質(zhì)塊苗移栽機(jī)開(kāi)溝裝置構(gòu)建溝形穩(wěn)定、溝底平整的苗床，是影響栽植效果的關(guān)鍵因素。采用傳統(tǒng)船式開(kāi)溝器楔角擠壓土壤構(gòu)建苗床，由于土壤易黏附于開(kāi)溝楔角，導(dǎo)致船式開(kāi)溝器觸土面幾何形狀發(fā)生改變，作業(yè)阻力增大且溝形不穩(wěn)定，難以構(gòu)建良好的苗床土壤環(huán)境從而影響移栽質(zhì)量。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者為提高開(kāi)溝質(zhì)量，對(duì)開(kāi)溝器進(jìn)行了深入研究。劉曉鵬等［10］根據(jù)土壤切削、擠壓和犁體曲面成型原理，設(shè)計(jì)了組合式船型開(kāi)溝器，有效提高播種時(shí)同步開(kāi)畦溝作業(yè)穩(wěn)定性；劉瑞等［11］設(shè)計(jì)了一種寬苗帶減阻燕麥播種機(jī)開(kāi)溝器，解決了播種機(jī)開(kāi)溝器開(kāi)出的種溝較窄從而無(wú)法適應(yīng)燕麥寬苗帶種植農(nóng)藝要求的問(wèn)題；趙淑紅等［12］為解決免耕播種機(jī)開(kāi)溝器播種深度均勻性差、工作阻力大、土壤擾動(dòng)大等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種分段式玉米播種開(kāi)溝器；王磊等［13］為提高不平地表作業(yè)工況下寬幅播種機(jī)各行播深穩(wěn)定性和均勻性，基于仿形輥彈性形變方式設(shè)計(jì)了一種鑿式仿形播種開(kāi)溝器；Solhjou 等［14-16］基于不同傾角、鏟尖形狀、鏟柄形狀開(kāi)溝器對(duì)土壤擾動(dòng)位移的影響，優(yōu)化了開(kāi)溝器結(jié)構(gòu)參數(shù)；Nandede 等［17］以牽引阻力、土壤覆蓋率為試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行了鋤鏟式、鏟式和靴式開(kāi)溝器與雙圓盤(pán)和八字形覆土器組合試驗(yàn)，得到鏟式開(kāi)溝器與圓盤(pán)覆土器是滿(mǎn)足蔬菜吊杯式移栽機(jī)農(nóng)藝要求的最佳組合。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)開(kāi)溝器設(shè)計(jì)多集中在減少土壤擾動(dòng)、降低牽引阻力、滿(mǎn)足寬苗溝要求等方面，而適用于油菜基質(zhì)塊苗移栽機(jī)構(gòu)建寬苗溝、平溝底、少擾動(dòng)的苗床帶整備裝置鮮見(jiàn)報(bào)道。

本研究針對(duì)現(xiàn)有油菜基質(zhì)塊苗移栽機(jī)采用船式開(kāi)溝器作業(yè)時(shí)，存在溝形穩(wěn)定性差、溝底平整度低、土壤擾動(dòng)大等問(wèn)題，結(jié)合芯鏵式開(kāi)溝器溝幅寬、平溝底作業(yè)特點(diǎn)及入土隙角與圓弧腔底面高度差契合的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與船式開(kāi)溝器腔體大的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合類(lèi)鏵式曲面組合船式開(kāi)溝器與芯鏵式開(kāi)溝器設(shè)計(jì)一種適用于基質(zhì)塊苗機(jī)械移栽的苗床帶整備裝置，通過(guò)EDEM 二次正交組合仿真試驗(yàn)得到整備裝置最優(yōu)參數(shù)組合，并通過(guò)田間試驗(yàn)檢驗(yàn)安裝苗床帶整備裝置的油菜基質(zhì)塊苗移栽機(jī)工作性能，旨在為油菜基質(zhì)塊苗移栽機(jī)苗床構(gòu)建裝置的設(shè)計(jì)提供參考。