玉米深厚层施肥精量播种机械化技术体系的设计

宋林平江光华刘志刚冯佐龙　李少华、保定市农机工作站　、河北省农机修造服务总站

玉米深厚层施肥精量播种机械化技术体系的设计

宋林平1江光华2刘志刚2冯佐龙2李少华11、保定市农机工作站2、河北省农机修造服务总站

本文介绍了玉米深厚层施肥精量播种机械化技术体系的构建与设计原则，设计了技术体系结构图，叙述了系列深厚层施肥播种机、机具调整与使用、作业质量与检测、农机农艺配套技术等主要技术内容。

深厚层施肥；播种；机械化；设计；玉米

玉米深厚层施肥精量播种机械化技术体系是农业技术推广项目“玉米深厚层施肥精量播种机械化技术集成与示范”的核心技术之一。该推广项目由河北省农业厅下达并负责鉴定，整体技术达到国际先进水平，被评为2015年度河北省农业技术推广奖项目奖二等奖。

1　技术体系的设计原则

1.1技术先进性原则

优先选择省内外近期取得的科技新成果和水平高的技术，针对薄弱环节，进行技术攻关，使项目整体继续保持国际先进水平。

1.2实用性与可靠性原则

使用性能稳定、安全可靠，开展同平台多机型试验与重点项目县示范推广验证，证明技术经济指标达到规定，可以推广应用。

1.3经济、社会、生态

效益相协调原则采用的新技术要能够有效提高粮食产量、促进农民增收、改善农民劳动环境，有利于社会效益与生态效益的提高。

1.4引进与创新并举

原则基础技术与机型以引进为主，扩展机型与新技术以研制为主，形成系列化、多机型的技术与产品，使农机手可以根据当地实际进行适应性选择。

1.5技术集成化、简便化原则

在技术体系的构建中，要在集成关键技术的基础上，广泛吸纳融合种子、土肥、植保和田间管理等于一体的先进农艺措施与技术，形成一种技术涵盖面广、应用效益高，农民简单省事的综合性新技术。

2　技术体系结构图

玉米深厚层施肥精量播种机械化技术是一种可以同时完成深松、深厚层施肥、精量播种等多项工序的农机联合作业技术。该技术体系集成农机深松、深厚层施肥、精量播种技术，吸纳融合优良品种、缓控释肥、科学管理等农艺技术和配套动力、前茬作业等农机配套技术，配合机具检查调整、作业质量检测等使用方法，构建出了将多项先进农机农艺技术融于一体的技术体系。玉米深厚层施肥精量播种机械化技术体系结构图见图1。

图1　玉米深厚层施肥精量播种机械化技术体系结构图

3　技术体系的主要内容

玉米深厚层施肥精量播种机械化技术体系主要包括系列深厚层施肥播种机、机具调整与使用、作业质量与检测、农机农艺配套技术等内容。

3.1系列深厚层施肥播种机

深厚层施肥播种机是该技术的核心与基础，也是最为重要的硬件组成部分。

3.1.1主要机型与特点

按照机具作业流程分类有：深松直播型、地轮碎土型、地表旋切型、灭茬旋切型、深松旋耕型5种。

机型1——深松直播型：深松+深厚层施肥→精量播种

该机型工作时，首先由深松施肥铲在前面进行深松与施肥，接着播种开沟器在深松施肥铲开出的种床沟上进行免耕播种，是问世最早、应用较多的一种机型，也是一种基础型的机型。主要特点是结构简单、紧凑，机具价格相对较低；缺点主要表现在深松施肥铲工作过后土壤翻起较多，土块较大、深松地表沟较深，在土壤壤质偏黏、含水率较低时，播深稳定性较差。另外在浇蒙头水时，也会由于地表不平加大用水量，造成浪费。

机型2——地轮碎土型：深松+深厚层施肥→地轮镇压碎土→精量播种

该机型在深松直播型的每个深松施肥铲后面增加一个镇压地轮，对深松施肥铲作业后的土块进行镇压、细碎并填埋深松地表沟。主要特点有效改善地表平整度，有利于提高播种质量；缺点是地轮既是镇压轮同时又是动力传动轮，地轮走在深松后的土块上，打滑率增高，可靠性降低，虽然将四个地轮固定在同一个传动轴上，但是对传动效率还是有一定不良影响。

机型3——地表旋切型：地表旋切→深松+深厚层施肥→精量播种

该机型在深松直播型的深松施肥铲前部增加一套旋切装置，先用两把旋耕直刀旋切土壤，使深松施肥铲的前上部工作在旋切过的土壤中，避免了大土块的形成。主要特点是地表平整度较好，有利于提高播种质量；缺点是增长了机组长度，增加了机具成本。

机型4——灭茬旋切型：小麦灭茬→地表旋切→深松+深厚层施肥→精量播种

该机型在地表旋切型的基础上，在机具的前部再增加一个小麦灭茬装置，首先由高速旋转的甩刀将麦秸和麦茬进行粉碎，然后再由旋耕直刀旋切土壤。主要特点一是功能多，作业后地表平整度最高，有利于播种质量的提高；二是秸秆粉碎灭茬作业后消除了二点委夜蛾的栖息地，利于病虫害的防治。缺点一是机组长、结构复杂、动力消耗大，对拖拉机与机手的要求高；二是机具价格高、投入大，机手成本回收慢；三是在地表比较干燥时，由于秸秆切碎与灭茬装置转速较高，尘土飞扬严重、作业条件较差。

机型5——带状旋耕型：深松→深层施肥→带状旋耕→中层施肥→顶层施肥→精量播种

该机型在深松铲后面增加一个带状旋耕装置，进行种床准备、细碎土壤，然后再进行免耕播种。主要特点一是种床准备好，非常有利于提高播种作业质量；二是设置两个肥料箱，施肥装置为多施肥铲式，底层和中层或顶层可以施入不同品种的肥料；三是采用通用机架，更换部件后既可以深松旋耕播种小麦也可以带状旋耕播种玉米。缺点主要是机组结构过于复杂，使用难度大，而且机具成本高。

3.1.2深厚层施肥装置分类与特点

按深厚层施肥装置结构可分为：散肥板式、散肥柱式、多施肥器式等3种［1］。

散肥板式将深松铲与施肥铲合二为一，在深松铲的后部设置多个散肥板，将深松施肥铲施肥管内部流动的肥料强制分成多层施入土壤中。技术特征是施肥过程为封闭式。优点是施肥效果好，肥料可按设计要求均匀分布；缺点是底部容易堵塞，影响施肥效果，作业中要求经常观察、疏通。

散肥柱式将深松铲与施肥装置合二为一，在深松铲后部设置一个散肥柱，肥料在下落的过程中一部分直接落入深松沟底部，一部分被散肥柱阻挡与反弹造成延时入土形成深厚层施肥。技术特征是施肥过程为敞开式。优点是结构简单、成本低，施肥时不会造成阻塞；缺点是肥料分布位置难以控制。

多施肥器式采用多个施肥管或铲，每个施肥管或铲单独进行某个深度的施肥，多个施肥管或铲作业后形成深厚层施肥立体结构。优点主要是每层施肥量可控制，各层可以施入不同品种的肥料；缺点是结构过于复杂，作业中挂草、堵塞的几率高。

3.1.3精量排种器类型

精量排种采用单粒排种、一穴一粒，排种器有勺轮式和气力式两种类型。勺轮式结构简单，应用较广，但对种子品种（大小、形状）的适应性较差；气力式由气吸式和气吹式两种，排种精度更高、种子适应性较好，但成本高，还需要拖拉机有动力输出装置。

3.1.4深松铲

深松铲结构有凿式和震动式两种。凿式结构简单，可使深松施肥铲合二为一、融为一体，但地表沟较大；震动式相对省力，地表平整，但不能单独进行深厚层施肥。

3.2机具调整使用与作业质量

机具调整与使用、作业质量与检测是技术体系的重要组成部分，也是该技术体系的重要标志之一，属于软件内容。

3.2.1机具调整与使用

机具调整包括台架检查与调整、挂接与调整和试播等内容；机具使用包括作业要求与注意事项。内容详见笔者起草的农业行业标准NY/T2851-2015《玉米机械化深松施肥播种作业技术规范》中的第7章和第8章。

3.2.2作业质量与检测

作业质量包括强制标准（带有补贴作业时）与一般标准两种。

强制性检测标准：深松深度≥25cm，合格率≥85%；深松行距60cm左右（≤70cm），合格率≥85%。

一般检测标准：施肥深度在10～25cm之间，肥层厚度≥12cm，施肥量一般40～60kg/亩；播种密度按种子包装说明书，一般为4600株/亩～5200株/亩；播种深度3～5cm；播种行距60cm左右。

检测方法：强制性检测标准检测分为3点法与5点法，按照笔者参与起草的河北省地方标准DB13/T 1478—2011《土壤深松机械作业技术规范》执行。一般检测标准可采用5点法进行检测。

3.3农机农艺配套技术

农机配套技术包括配套拖拉机、小麦秸秆田间处理等，农艺配套技术包括土壤条件、种子、化肥（缓控释肥）、田间管理等。内容详见笔者起草的农业行业标准NY/T2851-2015《玉米机械化深松施肥播种作业技术规范》中的第4章、第5章、第6章。

［1］宋林平等.深厚层施肥的提出与解析［J］.河北农机，2015 （12）：18-19.

说明：1、本项目得到农业部农业技术服务创新项目资助。

2、“玉米深厚层施肥精量播种机械化技术集成与示范”被评为2015年度河北省农业技术推广奖项目奖二等奖情况：公示期至2016年1月13日结束，公示公告见河北农业信息网《关于2015年度河北省农业技术推广奖评审委员会评审结果的公示》（冀农奖办〔2015〕1号）。