2BMZJ-4玉米免耕播种机粤北适应性研究

孙芳媛，朱红区，李志伟，王宝龙，韦钟继，胡建广，杨丹彤※

（1.华南农业大学，广州　510642；2.广东省农科院作物所，广州　510642）

2BMZJ-4玉米免耕播种机粤北适应性研究

孙芳媛1，朱红区1，李志伟1，王宝龙1，韦钟继1，胡建广2，杨丹彤1※

（1.华南农业大学，广州510642；2.广东省农科院作物所，广州510642）

为检验2BMZJ-4玉米免耕播种机在广东的适应性，对该机的播种均匀性、播量和地轮滑移率等指标进行了田间试验。试验结果表明：当玉米种子三轴尺寸分别为8.2、9.0、5.6mm，机组前进速度为0.81 m/s时，穴距合格率为96.67%，播深合格率为94.88%，漏播指数3.33%，重播指数为3.33%，实际播量为36.45 kg/hm2，地轮滑移率为13.9%。该机具需要根据土壤情况进行调整，若调整得当，就能够满足广东玉米种植区精量播种的农艺要求。

玉米免耕播种机，播种均匀性，播量，适应性

0　引言

保护性耕作是对农田实行免少耕和作物秸秆覆盖，以减少风烛、水蚀，提高土壤肥力的先进农业耕作技术［1］。农业可持续发展的一项重要措施即实施保护性耕作［2］。

免耕播种机是保护性耕作推广的重点，播种机要与农艺结合，以适应现代农业发展的需要［3］。河南豪丰2BMZJ-4玉米免耕播种机具有结构简单、操作方便等优点，在我国北方大部分玉米种植区域使用符合农艺要求，是比较典型的免耕播种机，将改机具引入南方，在广东甜玉米种植中是否适用，有必要进行适应性研究。

1　试验目的

在华南地区，保护性耕作尚属初步引入，因南北方气候及土壤的差异，北方保护性耕作的经验并非完全适宜南方。广东省成土母质在亚热带的生物、气候条件作用下，由南向北形成了砖红壤、赤红壤、红壤等呈地带性分布的土壤类型，在凉湿的较高山地和山间盆地发育了黄壤［4］。为探索适宜于广东省垄作玉米机械化保护性耕作技术体系，测试相关机具对南方含水量高，板结粘重土壤的适应性，对2BMZJ-4型玉米免耕播种机的播种性能进行田间测试。

2　试验方法

2.1试验依据

试验设计依据NY/T 1628—2008《玉米免耕播种机作业质量》［5］和NY/T 1768—2009《免耕播种机质量评价技术规范》［6］。统计播量、播种均匀性、种子机械破损率、播深合格率、晒籽率等。与此同时，测定土壤相关参数，包括颗粒组成、有机质含量及坚实度。

土壤颗粒组成在指导耕作和农事生产方面有重要意义，华北地区土壤多为砾质砂土，土壤颗粒之间缺乏胶结能力，呈散碎的单粒，膨胀系数小，通水透气性能好，耕作阻力小。南方土壤多为粘土，板结粘重，在灌水或降雨等条件下膨胀，土料分散，而干燥后土面变硬，耕作阻力加大。有机质含量不仅影响土壤肥力，也是评价土壤物理结构的一个重要指标，有机质含量高的土壤团粒结构丰富，气、液、固三相比例适宜，通水透气性能及保水保肥性能好［7，8］。通过测试不同深度的土壤坚实度可直观得出耕作的难易程度。测定土壤相关参数对于评价免耕播种机的南方适应性有参考价值。

2.2试验对象与工具

2.2.1播种机

2BMZJ-4型玉米免耕播种与拖拉机三点悬挂，配套动力58.82 kW（80马力），拖拉机通过牵引进行开沟，播种、施肥的动力由地轮提供。施肥开沟器与播种开沟器侧位配置，实现种肥垂直分施，深施肥、浅播种。播种施肥后，刮板式覆土器一次性完成对种子和肥料的覆盖。表1为2BMZJ-4玉米免耕播种机主要技术参数。图1为2BMZJ-4玉米免耕播种机的结构示意图。

表1　2BMZJ-4玉米免耕播种机主要技术参数

图2为仓转式垂直圆盘排种器装配图。仓转式垂直圆盘排种器的关键部件由导种叶轮、限位隔板、排种勺轮组合而成。工作状态下导种叶轮与排种勺轮同步转动，限位盘固定。

图1　2BMZJ-4型玉米免耕播种机结构示意图

图2　仓转式垂直圆盘排种器装配图

图3为排种器结构图。倾斜安置的排种勺轮上均匀分布18个小勺，一勺对应一个槽。排种勺轮旋转时，排种小勺通过充种区，勺内舀上种子1～3粒。勺盘倾斜角为35°，足以克服种子沿勺盘下滑时产生的摩擦阻力。随着排种小勺向上旋转到上方过程中，多余种子靠自重滑落下来，自行清种［9］。当排种小勺转到上方，勺内种子通过隔板开口落入同步旋转的导种叶轮槽内，种子随叶轮转到下方，通过底座排出口落入种沟。该型号播种机可根据农艺要求安装多个排种器，实现多行同时播种，播4行行距最大为60mm。

2.2.2其他测量工具

土壤坚实度采用浙江托普仪器有限公司生产的TYD-2土壤硬度计直接测定，土壤含水量的测定采用烘箱法。土壤有机质的测定采用重铬酸钾氧化-外加热法，土壤颗粒组成的测定采用鲍氏比重计法。

图3　排种器结构图

3　试验条件

3.1试验地气候

广东省平均气温为21.6℃，降雨强度大且分配不均。年均降水量达1 771mm，汛期（4～9月）雨量占全年雨量的79%，年均暴雨日数（≥50mm）4～10 d，根据气象部门统计，1 h降水极大值和24 h降水极大值分别达195.5mm和654.5mm［10］。粤中南地区粮食可三熟，粤北两熟。春玉米适宜播种期为4月下旬，生长天数70～100 d。广东玉米种植以甜玉米为主，与北方粮饲玉米的种植有较大区别。由于降雨量大，土壤水蚀严重，垄作是广东玉米种植的最大特点。

3.2试验地块与试验用种

试验田位于河源市连平县，北纬24°，东经114°。海拔700 m以下红壤为主，700～1 000 m多分布黄壤［8］。试验时间为4月28日，此时土壤表层5～10cm深处温度可稳定在15～20℃，满足播种要求。

采样测试土壤质地，得出粉粒、粉砂粒、砂粒含量分别为43.6%、15.4%、41%。查询国际制土壤质地分类三角坐标图得出土壤质地为壤质粘土。测得有机质含量为2.1%。

实践表明壤土的物理性能较好，因粉粒（粘粒）和砂粒的配合比例适宜，较好地满足了作物对水分和空气的需要。而连平试验地的壤质粘土较为粘重，且因缺乏有机质而板结。测得0～100mm深度的土壤坚实度为434 kPa，10～200mm深度的土壤坚实度为3 982 kPa，200mm以下存在坚实的犁底层，无法测出300mm深的土壤坚实度。为降低牵引阻力，提升播种质量，播种前进行了浅旋耕整地，前茬作物为油菜，旋耕入土，播前地表无覆盖。

表2　试验地土壤条件

试验用玉米种（南校968），纯度≥96.0%，净度≤99.0%，水分≤13.0%，发芽率≥85%，三轴尺寸分别为8.2，9.0，5.6mm，百粒重26.0 g。图4为2BMZJ-4免耕播种机播种作业图。

图4　播种作业

4　试验结果与分析

由58.82 kW（80马力）轮式拖拉机水平挂接播种机，以0.81 m/s的速度向前行进，单播一列，统计60穴。

4.1播种均匀性

为适应玉米种植的农艺要求，该播种机有5档株距设置。夏播玉米株距一般为250～330mm［11］，本试验株距选择7寸档（7寸=233.3mm）。根据NY/T 1768—2009《免耕播种机质量评价技术规范》，粒距大于0.5倍，但不超过1.5倍理论粒距者视为合格，穴播即穴距在117～350mm之间算合格。统计出穴距平均值为 232mm，合格率为96.67%，标准差为53.8，变异系数23.25%。

4.2播量

合理密植是玉米高产的关键，不同的品种因子粒大小、种子活力、发芽势、播种方法及土壤肥力等因素不同，播量不同［12］。一般人工点播，每穴2～3粒，用种量为0.13～0.20 kg/hm2；犁种条播，用种量为 0.27～0.33 kg/hm2；机械精播，用种为0.20～0.27 kg/hm2［13］。

4.2.1静态播量测试

将机具架空做静态试验，当播种单体处于静止状态，排种装置在实际作业转速下运转，不考虑机组打滑的情况下，其速度和播种机的前进速度相当。株距为5寸（5寸=166.7mm）时，转动地轮10圈，调整限位隔板与排种勺轮的相对位置，测试单排播量最小为24.33 g，最大为33.67 g，计算得出播4行播量在0.14～0.20 kg/hm2之间。

该机具采用外槽轮排肥，排肥量在0～5.38 kg/hm2之间，可根据实际调节。

4.2.2田间播量测试

播种后统计一列中的60穴，统计出1粒种有15穴，2粒种有35穴，3粒种有8穴，4粒种有2穴。生产中为保证发芽率，每穴1～3粒种为宜，重种率为3.33%，穴粒合格率为96.7%。即可以计算出：

每穴平均种量

式中x为每穴排量，粒；n为统计穴数，穴。标准差

变异系数

根据播种机工作幅宽和试验播种距离，结合种子百粒重，计算出实际播量为0.16 kg/hm2。

4.3播深与晒籽率

农艺要求覆土深度为30～50mm，统计出播深合格率为94.88%。有未被覆土的晾晒种4粒，晾籽率为3.42%；机械损伤种1粒，破损率为0.86%；漏播2穴，漏播率3.33%。

4.4地轮滑移率

地轮滑移率会影响到播量和播种均匀性，滑移率的大小取决于地轮摩擦力大小，影响因素有三类：①地表状况，土壤湿度等自然因素［14］；②地轮的形状、直径以及质地；③垂直荷载［14］。

土质为壤质粘土，在表层土壤含水率为19.09%的条件下，机组前进速度为0.81 m/s，测量地轮转动30圈的实际前进距离S，代入公式

δ=（s-2πRn）/2πRn×100

式中δ为滑移率，%；s为地轮走过的实际距离，m；R为地轮半径，m；n为地轮在路程S内的转数。

得出400mm直径的橡胶轮走30圈滑移率为13.9%。地轮滑移率影响播量和播种均匀性，地表有秸秆覆盖或土壤湿滑会加大滑移率，造成实际播量减小，穴距增大，甚至空穴等一系列播种不稳定的情况。若想进一步减小滑移率，在地表秸秆覆盖度和土壤含水率不变的情况下，可通过增加地轮直径或加大荷载来减小地轮滑移率［15］。若想从根本上排除滑移率对排种的影响，排种动力可采用拖拉机动力输出。

5　结论与讨论

参考NY/T 1768—2009《免耕播种机质量评价技术规范》，分析2BMZJ-4玉米免耕播种机对于粤北农田含水率高，板结粘重的壤质粘土的适应性，得出如下结论：

1）当玉米种子三轴尺寸分别为8.2、9.0、5.6mm，机组前进速度为0.81 m/s时，穴距合格率为96.67%，播深合格率为94.88%，漏播指数3.33%，重播指数为3.33%，实际播量为36.45 kg/hm2（2.43 kg/亩）。

2）400mm直径的橡胶轮滑移率为13.9%。由实际播量和播种均匀性来看，地轮滑移率并未严重影响到播种机的排种性能。2BMZJ-4玉米免耕播种机基本能满足南方玉米种植区播种的农艺要求，但如需最大程度地发挥该机具的播种性能，应对土壤不同覆盖率，含水率条件下进行滑移率测试。若滑移率过大，严重影响播量及播种稳定性，应考虑采用拖拉机动力输出驱动排种。

3）本实验尚处初探，有很多不完善的地方，如播种机未测试免耕覆盖作业下的机具通过性，防堵性能，排种排肥作业稳定性，及针对板结土壤的开沟性能等，播种机的可靠性也待进一步研究，排种器适宜的种子尺寸、形状及颗粒轮廓等均有待进一步细化研究。

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Planting Quality Evaluation Of 2BMZJ-4 No-tillage Maize Planter

Sun Fangyuan，Zhu Hongqu，Li Zhiwei，Wang Baolong，Wei Zhongji，Yang Dantong
（College of Engineering，South China Agricultural University，Guangzhou 510642，Cinna）

For providing appropriate planting equipment in mechanized conservation tillage area，testing the seeding performance of 2BMZJ-4 no-tillage maize planter in harden heavy soil with high moisture content.Employing seeding uniformity，seeding rate and skid rate as the judging index，conduct field experiment.Experiment showed that when corn seeds’triaxial size is 8.2mm，9.0mm，5.6mm，with the planter’s speed of 0.81 m/s，the percentage of spacing of normally sown seed is 96.67%，eligible rate of sowing depth is 94.88%，miss seeding index is 3.33%，multiple index is 75%，the variation coefficient was 23.25%，the real seeding rate is 2.43 kg/667m2，wheel skid rate is 13.9%.The machine can mainly satisfy the sowing requirements for corn-growing regions in south China.

no-tillage planter，seeding uniformity，seeding rate

世界银行全球环境基金赠款广东保护性耕作项目（2014-2018）

孙芳媛（1992—），女，硕士研究生，研究方向为农业生物环境工程与设施农业环境控制。

杨丹彤（1970—），男，副教授，主要从事农业机械化研究。Email:yangdt@scau.edu.cn