一种小麦宽行幅种肥同播一体机的设计

2020-06-19郭明伟温辉芹张志平裴自友程天灵王宏兵

农业技术与装备 2020年4期

郭明伟，温辉芹，张志平，裴自友，程天灵，李雪，王宏兵

(1.山西省农村技术开发中心，山西太原 030006；2.山西省农业科学院作物科学研究所，山西太原 030031；3.山西省定襄县农业技术推广中心，山西忻州 035400）

小麦是中国最重要的口粮之一，小麦产业发展直接关系到国家粮食安全和社会稳定。小麦宽行幅（带）均匀播种,可提高麦苗有效分蘖，更利于麦苗通风、采光、养分吸收和植株生长，提高小麦抗倒伏能力，从而提高粮食产量。现在大多数农民种植小麦依然采用宽行（行距18～20 cm）条播，但这种播种方式不能有效利用光能，影响小麦产量的进一步提升。目前，我国大部分地区小麦种植依然是将底肥撒施在土壤表面，然后用旋耕机旋耕,这样不仅破坏土壤的团粒结构,还影响肥料的利用率。而种肥同播和深施，较常规施肥可提高肥料利用率20%～30%，在同等条件下可减少化肥用量10～20 kg。现有小麦播种机存在小麦宽行幅播种增产措施存在着难以落实、精准控制播种量困难、种肥同播和肥料深施难以兼顾、播种质量不高等问题。本研究从小麦增产的农艺措施出发，设计了一种小麦宽行幅种肥同播一体机，以解决上述问题，实现小麦增产增效。

1 整体结构和工作原理

由牵引拖拉机带动小麦宽行幅种肥同播一体机移动，同时为小麦宽行幅种肥同播一体机提供动力，带动变速箱上的传动齿轮转动，再通过链条与变速齿轮带动拨肥轴和取种轴转动，拨肥轴和取种轴分别带动拨肥齿轮和取种器转动完成施肥和播种作业，可以通过调节变速齿轮调节拨肥轴和取种轴的转动速度，从而调节施肥和撒种的速率（图1）。

随着小麦宽行幅种肥同播一体机移动，施肥开沟犁伸入到垄间的土壤中将土地挖掘成垄沟，带动施肥系统拨肥轴，施肥板打开，肥料进入开沟犁内部通道，肥料箱中的肥料会进入到下肥槽中，拨肥齿轮的转动将肥料卷入到齿轮的缝隙当中，然后随着拨肥齿轮转动撒落到施肥开沟犁中，施入土壤中完成施肥。同时播种犁伸入到垄上的土壤中，在垄上犁出种子种植沟，传动播种系统上的变速齿轮，带动取种轴转动，使种子箱中的种子不断进入到下种槽中，随着取种器的转动，种子会进入到取种器上的取种槽中，当取种槽转动到刮种片的位置时，刮种片会将高于取种槽上平面的种子刮取出来，使取种槽中种子的数量为特定的数量，然后取种槽随着取种器转动，种子从下种孔排出进入到播种沟中。

紧接着覆土器在播种沟上适当覆土，镇压轮碾压播种沟，完成对小麦播种。

2 一体机各部件的设计

2.1 集中施肥系统

集中施肥系统包括肥料箱、肥料插板、拨肥齿轮、拨肥轴、大中小三个变速齿轮、施肥开沟犁（图2）。其中，拨肥齿轮和大中小三个变速齿轮通过拨肥轴相连，单位面积施肥量靠大中小三个变速齿轮的配备和肥料插板的位置调整实现，施肥量根据地力水平、气候条件、品种特性和目标产量设计为150～1 500 kg/hm2。施肥深度为50～100 mm。变速齿轮通过链条与变速箱传动齿轮相连。随着小麦宽行幅种肥同播一体机移动，施肥开沟犁伸入到垄间的土壤中将土地挖掘成垄沟，拨肥轴通过传动齿轮与不同的变速齿轮连接而产生不同的转动速度,带动拨肥齿轮转动，肥料进入到拨肥齿轮中，被拨肥齿轮转移到施肥开沟犁中排出装置。

2.2 动力传输系统

小麦宽行幅种肥同播一体机的动力靠牵引拖拉机提供,通过变速箱，变速齿轮、链条传给施肥系统和播种系统（图3）。可以通过链条将传动齿轮与不同的变速齿轮连接，从而能够改变拨肥轴和取种轴转动。

2.3 播种系统

播种系统包括种子箱、种子插板、取种器、取种轴、大、中、小三个变速齿轮、播种犁（图4）。其中取种器及大、中、小三个变速齿轮通过取种轴相连、单位面积播种量靠大、中、小三个变速齿轮的配备和种子插板的位置调整实现,播种量根据地力水平、气候条件、品种特性、目标产量和播种时期设计为150～300 kg/hm2。变速齿轮通过链条与变速箱传动齿轮相连。播种犁为中空的扁平钢管，内径为长直径为100 mm，短直径为30 mm的椭圆，长直径与播种方向垂直，以此实现麦苗宽行幅。随着小麦宽行幅种肥同播一体机移动，播种犁伸入到垄上的土地当中，将种子放置到种子箱中，取种轴通过传动齿轮与不同的变速齿轮连接而产生不同的转动速度，带动取种器转动，种子进入到取种中，被取种器转移到播种犁中排出装置。