浅旋式玉米垄作免耕播种机性能试验

罗红旗　刘霞　陆孙事

摘要：浅旋式玉米垄作免耕播种机仅对播种带进行浅旋灭茬，播种后能够保持一定垄形，有利于结合保护性耕作技术与垄作技术的优势。室内试验表明，浅旋式玉米垄作免耕播种机的排种、排肥性能稳定；田间试验结果表明，浅旋式玉米垄作免耕播种机的施肥深度、播种深度、种肥间距、穴距等播种质量能够满足农艺要求，播种后能够基本保留原垄，其适应性能、通过性能好。通过室内试验与田间试验对其播种性能进行测试，能够为样机改进提供必要依据。

关键词：玉米；播种机；垄作；免耕；性能试验；技术参数；行走轮滑移率

中图分类号： S223.2+2 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2015）03-0363-02

传统的玉米垄作种植方式一般在秋收将秸秆搬出耕地后进行翻耕，第2年春季耙、整地后播种，由于需要进行多次作业，土壤搅动及水分散失严重，而且能耗大。实现保护性耕作可有效解决垄作高寒易旱地区气温低、春天风大、风蚀和春旱严重等问题。浅旋式玉米垄作免耕播种机采用播种带浅旋模式，仅对播种带进行旋耕灭茬、松土，种子能播在条件良好的种床上，有利于种子生长发芽。而且，实行播种带浅旋式保护性耕作技术播种后能保持一定垄形，播种后至中耕前在一定程度上能体现垄作的优势，增加表层地温，有利于早播种、早出苗[1-2]。本研究对所研制的浅旋式玉米垄作免耕播种机的性能进行测试，以期为样机的改进提供必要基础条件。

1 机具配置方案的主要技术参数

本试验所研制的浅旋式玉米垄作免耕播种机能够实行窄带浅旋，利用浅旋播种带模式对垄上玉米根茬进行处理。该机具根据玉米根茬在播种带的幅宽分布以及根茬深度等实际情况，确定作业深度与旋耕宽度等参数，对播种带进行灭茬，实现保护性耕作技术与垄作技术相结合，确保播种过程中动土量少。

浅旋式玉米垄作免耕播种机主要由破茬装置、开沟器、限深轮、行走轮、覆土圆盘、镇压轮等构成。播种机通过悬挂装置与拖拉机实行3点悬挂连接，拖拉机的输出动力通过万向节与安装在播种机上的中央传动变速箱连接，经过变向减速后由链传动带动刀轴进行旋转，实现窄带浅旋。行走轮在垄沟中行走，滚动前进时通过链传动带动排种轴与排肥轴旋转，从而驱动排种器与排肥器工作，一次性完成灭茬、开沟、深施肥、垂直播种、覆土和镇压等作业[3]。浅旋式玉米垄作免耕播种机的主要技术参数如表1所示。

2 室内试验

2.1 种子质量测定

播种试验使用丹玉39号玉米种子，测试10次种子的百粒质量，其平均值为35.25 g（表2）。辽宁阜新地区春播密度一般为42 000～45 000株/hm2。由于本播种机的行走轮为铁轮结构，滑移率较大，在计算理论株距时应考虑滑移率造成的影响，行走轮带动排种器旋转的链传动比为19/26=073，铁轮直径为50 cm，排种器选用3孔式窝眼轮式，计算得理论株距约38.2 cm。根据农艺要求，为减少缺苗、断垄情况出现，要求每穴排放2粒种子，因此播种量大约为31.7 kg/hm2。

2.2 排种、肥能力稳定性测定

进行室内试验时，通过架起播种机，确保行走轮的轮缘不与地面接触，并且要求播种机的机架基本上处于水平放置状态。以正常播种作业速度手动旋转行走轮运行15圈，分别接取播种机排肥器与排种器排出的2行肥料与种子，称其质量，并重复测定，结果见表3。左1行、左2行种子平均质量分别为37.88、39.00 g，变异系数分别为2.74%、2.55%，2行变异系数差小于1百分点，表明浅旋式垄作播种机的排种情况比较稳定，能够满足农艺要求。左1行、左2行排肥量平均值分别为188.64、18215 g，变异系数分别为4.58%、1.68%，表明左1行的排肥量变化较大，考虑到肥料是施放在种子正下方，而且变化值亦处于正常范围内，因而测试结果表明该播种机符合稳定性要求。测试过程中同时测得种子破碎率为0.25%。

3 播种机田间性能试验

3.1 田间试验目的

对播种机进行田间试验是农业机械产品设计和研制的重要步骤，也是样机改进的主要参考依据。其主要目的包括：测试浅旋式玉米垄作免耕播种机在田间工作的适应性和可靠性；测试本播种机在覆盖有秸秆、残茬地表的通过性能；检测播种机的主要技术参数以及整体配置的合理性；检测播种机田间工作时配套动力消耗、作业性能及质量等[4-5]。

3.2 田间试验主要内容

在种植玉米的典型垄作地区，选择留有玉米根茬的试验地，实行原垄免耕播种。主要测试本播种机播种后施肥、播种质量和地轮滑移情况，同时检测原垄保持情况、播种带玉米根茬处理质量等；此外，通过田间试验，检测播种机各部件工作的可靠性、适应性、开沟器的入土及通过性能。

3.3 田间性能试验结果与分析

田间试验是在辽宁省阜新县农机二厂的试验田进行，秋收玉米后玉米秸秆留茬约20 cm，测试根茬茎秆直径平均为2.1 cm。试验用的配套动力为江西拖拉机制造厂生产的丰收180-3，拖拉机通过3点悬挂与播种机连接，拖拉机的动力通过动力输出轴与万向节传动轴传输后与变速箱连接，最终传递给旋耕刀轴，驱动刀滚正向旋转，进行浅旋处理玉米根茬。根据实测，确定单垄旋耕的幅宽为10 cm，旋耕入土深度约为7 cm。

试验结果表明，浅旋播种带作业能够保留原垄，整个试验过程中没有出现秸秆、残茬造成堵塞的情况，破茬率达到100%，其适应性较好，通过性能好。

3.3.1 行走轮滑移率测量 根据播种机的测试规则，滑移率可通过田间行走规定圈数并测试位移后计算得到，计算公式见式（1）[5-6]。播种机的行走轮直径为50 cm（行走轮圈外径）。播种时测出行走轮转动10圈时行走轮的实际前进距离，测试过程中对播种机在田间的往返行程分别测试2次。试验结果见表4，可见其平均滑移率约13.3%。

4 结论

通过室内试验及田间试验，对浅旋式垄作免耕播种机的性能进行了相关测试，结果表明，施肥深度、播种深度、种肥间距、穴距等播种质量满足农艺要求。但播种过程中的行走轮滑移率达到13.3%，因而在设计、制造及制定农艺参数时需要考虑其影响。此外，机具质量偏大，拖拉机通过悬挂装置提升播种机时液压提升装置较为费劲，而且当杂草、秸秆等覆盖量过大时，可能在开沟器上造成堵塞，会对播种质量造成一定影响。因而在样机改进过程中可以考虑更改行走轮结构，同时可以前移开沟器的位置，减少旋耕刀与开沟器之间的距离，使得杂草与秸秆后甩时不易挂到开沟器上，能够减轻堵塞。

参考文献：

[1]李必富，曹敏建. 垄作模式和种植密度对不同玉米品种产量的影响[J]. 中国种业，2014（1）：56-58.

[2]高 明，李阳兵，魏朝富，等. 稻田长期垄作免耕对土壤肥力性状的影响研究[J]. 水土保持学报，2005，19（3）：29-33.

[3]罗红旗，高焕文，刘安东，等. 玉米垄作免耕播种机研究[J]. 农业机械学报，2006，37（4）：45-47，63.

[4]王秀英，周爱民. 冬小麦套种播种机的试验研究[J]. 农机化研究，1996（1）：58-59.

[5]GB/T 6973—2005. 单粒（精密）播种机试验方法[S].

[6]高玉璐. 免耕播种机地轮滑移现象的研究[D]. 北京：中国农业大学，2002：20-25.endprint