免耕施肥播种机关键技术的研究

王喜顺

摘要：针对保护性耕作播种作业的特殊性要求，详细论述了免耕施肥播种机的破茬开沟技术、防堵技术、覆土镇压技术、免耕播种机的仿形技术、免耕施肥播种机组纵向操纵稳定性等8种关键技术的研究。

关键词：保护性耕作；免耕施肥播种机；关键技术

中图分类号：S2232文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.05.005

0引言

目前，保护性耕作在我国大力推广，其在生态环境保护、改善作物生长、节能节本、增产增效等方面发挥巨大作用。保护性耕作的关键技术包括：秸秆残茬管理技术、免耕播种技术、深松技术、杂草及病虫害防治技术、土壤肥料管理与作物栽培技术。其中秸秆残茬管理技术是保护性耕作的基础，而免耕施肥播种技术是保护性耕作的最关键技术。由于保护性耕作播种作业的特殊性，对免耕施肥播种机的要求也很高，下面主要论述免耕施肥播种机的几项关键性技术。

1破茬开沟技术

少动土、少跑墒是保护性耕作的基本要求。免耕施肥播种时，地表有秸秆残茬覆盖，有的土壤紧实，要求有良好的破茬开沟技术，这是免耕播种的关键技术之一。目前，保护性耕作技术实施中所采用的破茬开沟技术主要有以下三种。

11移动式破茬开沟技术

目前，主要应用窄形尖角式开沟器破茬开沟。窄形尖角式开沟器为锐角开沟，入土能力强，对土壤的扰动少，消耗动力小，易于实现较深的破茬开沟。一般开沟深度为10 cm左右，可以实现肥下、种上的分层施播。小麦等密植作物根茬小，对窄形开沟器的影响也小；玉米类作物根茬大，但大部分主根和须根集中在地表下4～72 cm，当开沟深度达到10 cm左右时，开沟铲尖从根下经过，可将根茬挑起，顺利实现破茬开沟。

12滚动式破茬开沟技术

主要有滑刀式和圆盘刀式两种，应用较多的是圆盘刀式破茬开沟技术。圆盘刀式破茬开沟的原理是利用各种圆盘（缺口式、波纹式、平面式、凹面式等），以一定的正压力沿地表滚动，切开根茬和土壤，实现播种、施肥等功能。平面圆盘如果与播种机前进方向平行，则圆盘的作用只是切开根茬，切断杂草和秸秆，在土壤表面切出一道缝，后边另有开沟器用于播种；平面圆盘如与播种机组前进方向有一定的夹角（如美国John Deere公司生产1560型和1590型等免耕条播种机上，开沟平圆盘与前进方向的夹角为7°），则可直接在圆盘所开沟内播种、施肥。凹面圆盘同样与前进方向有一定夹角，工作时，可利用圆盘的角度及滚动，将秸秆、根茬和表土抛离原位，实现破茬开沟。

圆盘开沟器的优点是工作部件沿地面滚动，通过能力强；直圆盘开沟时，开沟窄，对土壤的扰动少（如美国John Deere公司生产1560型和1590型等免耕条播种机理论动土量只有11%）。缺点是钝角入土，必须有足够的正压力才能保证破茬和入土性能，因而，机器质量大，结构复杂，制造精度和材料要求高。凹面圆盘的缺点是动土量大，回土差，需要另配覆土装置，播种机结构复杂，播种后地面平整度也差。

13动力驱动式破茬开沟技术

其原理是利用拖拉机的动力输出轴，驱动安装在播种机开沟器前方的旋转轴，通过安装在旋转轴上的破茬防堵部件入土破茬。破茬防堵部件有旋耕刀式、直刀式或圆盘刀式等。

2防堵技术

防堵技术是免耕播种中的重要环节，必须予以高度重视。

21免耕播种作业机组的防堵性分析

免耕施肥播种机的防堵性是指在免（少）耕及地表有秸秆残茬覆盖条件下进行施肥播种等作业时作业机组所具有的防止秸秆覆盖物堵塞的能力，也可以称为秸秆覆盖地上的作业机组的通过性。

影响免耕施肥播种机防堵性的因素有以下几点：①地表秸秆、杂草的覆盖量；②覆盖秸秆的长度；③秸秆的含水量；④秸秆的韧性；⑤开沟器的类型；⑥开沟器与机架形成的秸秆通过空间。

22免耕播种机上常用的防堵技术

目前应用的防堵技术主要有以下几种：

（1）加大秸秆通过空间防堵技术。采用高地隙和多梁结构，增大相邻土壤耕作部件间形成的空间，以利于秸秆通过。加大开沟器间距防堵技术也称为结构防堵技术。

（2）部件开沟防堵技术。在播种机部件选择和设计中采用有利于提高通过性的部件，如采用种肥垂直分施技术可以减小种肥侧位分施时形成的堵塞截面；采用滚动性好的大直径镇压轮可以减少小直径镇压轮不转动时所造成的拖动堵塞；采用圆盘开沟器可以减少秸秆、残茬或杂草的缠绕等。

（3）装置防堵技术。装置防堵技术有非动力式防堵技术和動力驱动式防堵技术两种。

在行距较大的宽行播种机上，为增加防堵能力，加装非动力式防堵装置，是有效的防堵技术与措施。常用的防堵装置有开沟器前加装分草板、分草圆盘（单圆盘、双圆盘、平面圆盘、凹面圆盘、凹面缺口圆盘等）、行间压草器、轮齿式拨禾轮等，播种作业时，分草板或分草圆盘将种行上经过粉碎的秸秆推到两边，减少开沟器铲柄与秸秆的接触，实现防堵；也有的是在开沟器前加装“八”字形布置的分草轮齿，播种作业中，利用轮齿将播种行上的秸秆向侧后方拨开，实现防堵。这几种技术结构简单，有一定的防堵效果，适合于粉碎后秸秆量较大的条件下的玉米播种。

动力驱动式防堵是利用拖拉机动力驱动安装在开沟器前的防堵装置，通过对挂接在开沟铲柄或堆积在工作部件间的秸秆进行粉碎、击落、抛撒等作用实现防堵。前述动力驱动式破茬开沟技术同时具有很好的防堵效果。另外带状粉碎、不入土的粉碎、切碎均属于动力驱动式防堵技术。如带状粉碎式防堵技术就是在播种开沟器前安装粉碎直刀，利用动力驱动高速旋转，将开沟器前方的秸秆粉碎，并利用高速旋转的动能，使粉碎后的秸秆沿保护粉碎装置的抛撒弧板抛到开沟器后方，实现防堵。这种防堵技术防堵效果好，又没有旋耕刀式防堵技术对土壤的过度扰动，因而更符合保护性耕作的技术要求。

23玉米免耕施肥播种机的被动防堵措

玉米行距大，配置防堵装置相对方便，因此，为保证玉米免耕施肥播种机在覆盖地上的通过性，国内外的玉米免耕覆盖播种机上均设计有防堵装置。国内播种机上初期的防堵装置多是在开沟铲上设分禾器，播种时分禾器将开沟铲前方的秸秆分开，以便开沟铲顺利通过。如大连农牧机械厂生产的2BM-6、2BQM-6D型免耕覆盖播种机等，均采用分禾器防堵。实践证明，分禾器有结构简单、制造费用低等优点。但分禾器的防堵能力较小，而且要求秸秆粉碎质量高，碎秆长度较短的情况下，才有较好的防堵效果。

3覆土镇压技术

为保证种子发芽，对种子上部要求有一定厚度的覆土层。并应进行适当的镇压，保证种子与土壤接合紧密，及时吸收土壤养分。

4免耕播种机的仿形

免耕播种机作业时地表条件恶劣，有前序作业时拖拉机进地压出的沟辙，有深松时开出的深松沟和较大的土块，有随作物生长出现的植株根部突起（如玉米根茬），还有大量的覆盖不完全均匀一致的秸杆。这些条件的存在，影响免耕施肥播种质量，尤其是对播深控制影响较大。

而播深一致是播种作业保证苗齐、苗全、苗壮的基本要求。因此，为了提高免耕施肥播种的质量，除了进行必要的地表耕作外，还必须考虑免耕施肥播种机的仿形性能，即在地表不平条件下保持播种深度一致的能力。

5免耕施肥播种机组纵向操纵稳定性

为保证免耕施肥播种机的防堵性，窄行距作物的免耕施肥播种机均采用开沟器前后分置排列（双梁），加上为保证播种质量而配置的单体仿形机构，使免耕施肥播种机质量偏大且重心偏后。当播种机升起，机组空行上坡或过田埂时拖拉机前轮的附着性能就会降低，作业机组的纵向操纵稳定性也随之降低。为了确保作业时机组的操纵可靠性和安全性，拖拉机前桥必须安置适当的配重，以满足作业纵向操作性的基本要求。

6地轮

实行保护性耕作，在免（少）耕且有秸秆覆盖的地表施肥播种时，地轮容易出现的主要问题是滑移严重，一般普通播种机上所用的铁制地轮，在免耕覆盖地上使用时，其滑移率在20%以上，严重时甚至能达到40%。而一般传统播种机在播量调整时所考虑的滑移率仅为5%～8%。如此高的滑移率及其不均匀性对播种质量的影响是显而易见的。造成高滑移率的原因主要有以下三个方面：一是地表有秸秆覆盖，地轮在秸秆上运动时，摩擦力减小，有时地表秸秆覆盖量大，秸秆层之间在地轮运动时也会发生相对运动，导致地轮滑移；二是地表不平，地轮与地面的接触不均，三是不论是单体平行四杆仿形开沟装置，还是整体仿形开沟装置，由于地表过硬开沟器入土深度受到限制，作为传递排种器排种、排肥的地轮往往出现被架空不转动现象，造成不排种肥的问题。因此，如何解决地轮的高滑移率问题是提高免耕播种均匀性、防止漏播的重要措施。

7免耕施肥播种机的动力性

免耕施肥播种作业机组的动力特性是指悬挂式免耕施肥播种作业机组的牵引力性能，包括作业牵引力大小，拖拉机后轮的附着性能等。免耕施肥播种作业机组所需的牵引力大小决定于施肥播种时的使用质量、挂接形式、开沟器形式、排列方式及其作業环境（如土壤物理状况）和作业质量（种深、肥深）要求等。

8结语

保护性耕作技术是我国确定重点推广的农机化新技术，是农业种植方式的又一次革命。本文针对保护性耕作播种作业的特殊性要求，通过对免耕施肥播种机关键技术的研究，为更好地设计、使用免耕施肥播种机提供参考。

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