滴灌小麦开沟穴播机的研制*

2016-07-27谭新赞王士国缑海啸

新疆农垦科技 2016年6期

关键词：滴灌小麦

谭新赞，王士国，缑海啸

滴灌小麦开沟穴播机的研制*

谭新赞，王士国，缑海啸

（新疆农垦科学院，新疆石河子832000）

摘要：针对小麦条播易出现各行播量不一致、断条、播深不好控制等问题，设计了小麦开沟穴播机，通过穴播和条播机械原理，充分发挥穴播取种精确、株距均匀、播深一致的特性，并在播种的同时完成了对滴灌带的铺设，最终通过提高小麦播种质量，达到增产的目的。

关键词：滴灌；小麦；穴播

小麦在我国种植历史悠久，种植面积和总产量仅次于水稻，居我国粮食作物第2位，也是我国北方干旱、半干旱地区的主要粮食作物之一。常规小麦播种机一般采用外槽轮式排种装置，通过调节槽轮的有效作业长度来控制各行的播种量，使用过程中易出现各行播量差异大，断条较多的现象。另一方面，传统小麦多以条播、漫灌的栽培方式为主，需要在田间开埂筑畦。小麦加压滴灌技术是一项较为先进的种植技术，较传统小麦种植有很多优势，具有省地、增产、增效、缓解劳动强度等优点，特别在省地方面，较传统开毛渠省地10%左右[1－2]。

本文介绍了一种新型滴灌小麦开沟穴播机，一管四行配置。该机采用滑刀式开沟器作为开沟部件，利用均匀分布在滚筒周围的种勺将定量的种子舀取、输送到对应的投种嘴内，投入开好的沟内，排种器与开沟器一体化设计，同时随地仿形，播种质量高。经试验证明，该滴灌小麦开沟穴播机达到了小麦播种的农艺技术要求。

1　整机结构

滴灌小麦开沟穴播机主要由主梁、四杆机构、传动系统、种箱、排种器、开沟器、限深镇压轮、滴灌带支架、滴灌带铺放架等组成，其结构示意如图1所示。

图1　滴灌小麦开沟穴播机结构示意图

2　工作原理

作业时机具由拖拉机牵引，开沟器在地面开出一个窄沟，排种器由地轮通过传动系统驱动旋转，勺式取种器取种后向上转动过程中多余的种子落回滚筒底部，定量舀取的种子被带至排种区域时，种子可沿取种器背部的滑槽落入投种嘴内，当投种嘴与开沟器内的固定凸轮接触时开启，种子垂直落入开好的沟内，覆土刮板将种沟两侧的虚土刮入沟内，镇压轮对种行压实，完成一次播种作业。

3　主要技术参数

工作幅宽（cm）360～480

播种行数（行）24

穴粒数（粒）5～8（可调）

穴距（cm）≥5（可调）

行距（cm）15～20

播种深度（cm）3～5

配套动力（kW）≥40

作业速度（km/h）≤6

滴灌带根数（根）6

4　关键部件设计

4.1排种器

排种器性能的好坏直接决定播种机的播种质量。根据小麦种子形体特性和每穴5～8粒的农艺要求，本机借鉴新疆地区普遍使用的鸭嘴滚筒机械式穴播器取种、排种原理，对穴播器进改进，研制出小麦开沟穴播专用排种器。采用翼勺实现定量取种，作业过程中，排种器由地轮通过链条驱动，传统意义的鸭嘴组合设计在滑刀开沟器内侧，仅用于定时开启将种子排入滑刀开沟器开出的种沟内，不与土壤接触，避免了泥土堵塞。挡盘和压盖均采用2mm薄板冲压成型，整体质量轻。该播种器主要由排种器壳体、取种勺、投种活门、进种口和驱动链轮等组成，如图2所示。

图2　排种器结构示意图

鸭嘴滚筒式穴播器主要用于膜上穴播作业，排种器的直径主要与播种株距、播种深度及成穴器个数有关。直径过小，穴播器的滑移率就会增加，影响播种性能。由于该排种器与滑刀配合完成播种作业，株距可以通过调整传动比来改变，播种深度取决于滑刀开出的沟深，滑移率也只需考虑地轮部分。根据生产经验及现有翼勺式排种器研究成果，排种器转速高，株距小，但种子来不及充入种勺，播量不足；当转速降低时，株距增加，取种器通过种子群的时间相对延长，这就有可能使部分种子直接滑入排种口，播量增大。因此，设计时应综合考虑株距在3～10cm范围内，转速能满足翼勺最佳充种效果，排种器直径取26cm，投种器个数为14个。

4.2开沟器

本机采用滑刀式开沟器，以刀型前刃向前滑动切开土壤，随后由两侧壁将土壤挤开，形成种沟，沟底平坦，而且有一定宽度能保证种子和沟底土壤密切接触，吸收水分。工作深度通过限深镇压轮来调节。

排种器与开沟器直接连接，投种活门置于开沟器内以降低投种高度，控制种子下落速度，避免种子弹跳。试验证明，投种活门底部与开沟器开出的沟底距离越小，种子的成穴性越好，但为了防止卡土堵塞，设计时活门底部与开沟器下边缘距离取1cm。开沟器宽度大，阻力增加明显，根据小麦播种深度和投种活门的结构尺寸，经过试验，最终选取开沟器宽度为4cm，高度为7cm，侧壁长度35cm。

侧板尾部呈斜向切口，下层湿土能先落入沟内覆盖种子，以利种子发芽。滑刀下部装有V型底托（压沟踵），将种沟压实呈V型，减少种子跳动。滑刀前设计了除障器，可清除杂草、残茬、大土块，减少堵塞。

4.3滴灌带铺设机构

滴灌带的铺设是整个滴灌系统建设中的重要一环，由于小麦播种采用条播，不铺地膜。为了防止大风挂乱滴灌带，减少水分蒸发，需要浅埋3～5cm。调查发现，目前生产中使用的具有滴灌带铺设功能的小麦播种机均是将滴灌带支架和铺放架等直接安装在机架上，不能进行单组仿形，在高低不平、条件差的农田环境中作业，容易造成铺设装置变形，并且铺设后的滴灌带深浅不一致，严重影响作业质量和工作效率。因此，需要将浅埋开沟器设计成浮动式，可根据地势起伏单独仿形，浅埋开沟器应能上下调整、结构简单并具有一定强度。改进的滴灌带铺设机构如图3所示。

图3　滴灌带铺设机构示意图

5　产品特点

现有鸭嘴滚筒式穴播器直接播种小麦存在以下几个问题：一是株距调节不便，依靠改变鸭嘴数量（即穴数）来改变株距，需要更换腰带，且株距变化范围有限；二是这种穴播器多用在膜上点播的作业环境，裸地直播时，鸭嘴容易卡土堵塞，导致漏播。

本产品将鸭嘴滚筒式穴播器进行改进，减小了外形体积，活动鸭嘴不需要进行破膜打孔，作业过程中只进行携种和规律性的开启投种，设计在开沟器内侧，由于排种器不接触土壤，避免了鸭嘴堵塞。落种点接近种沟底部，播种后种子成穴性好，排列均匀。同时穴距调节方便，可调范围大。通过调整传动比来改变投种鸭嘴开启频率，从而实现株距的变化，一个穴播排种器可以播种多个穴距。其整个过程相当于条播作业，但排种机构采用穴播原理，用种勺定量取种，每个种勺对应一个投种嘴，与槽轮式排种器相比，各行播量控制精确。单个滴灌带开沟器可随地仿形，铺设深度一致，有效提高了水的利用率。每个播种单组通过四杆机构固定在主梁上，开沟深度由后面的镇压轮控制，深浅可调。排种器安装在开沟器内，与开沟器一起随地仿形，各行播深一致。