粘土地稻茬麦轻型反旋控深播种机研究

翟子清，朱 松，蒋东峰

（1.江苏省农垦农业发展股份有限公司，江苏 南京 210019；2.江苏省农垦农业发展股份有限公司现代农业研究院，江苏 南京 210019）

0 引言

高质量一次性反旋播种技术及配套机具是江苏农垦实现大小麦高产高效的创新节本性措施，也是简化栽培节约作业成本的创新作业模式[1-3]。旋耕灭茬碎土质量与播种深度是衡量大小麦播种质量的一个重要标准[4-5]，目前江苏农垦常规大小麦播种机播深控制装置多采用控制播种开沟器吊杆及压力弹簧形成高度控制与压力，存在播深一致性和稳定性难以保证等问题[6]，而针对特殊土壤条件（较烂地块）配备的中型（2.5~3.2 m）反旋播种机作业时存在播种盖种深度受旋耕深度变化而产生深浅不一，过深的达到5~8 cm，过浅的漂在地表，严重影响出苗质量，且一次性作业后地表平整度差，严重影响苗后正常生长[7]。而排种是否正常是靠辅助人员的视力观察，存在浪费人力且易断垄。针对现在大力推广反旋播种简化作业流程技术要求与存在的上述问题，本项目针对这些问题研制一种粘土地稻茬麦高性能轻型反旋灭茬精准控深联合播种机，并进行试验示范研究。

1 整机设计

1.1 整机结构组成

对粘土地轻型正反旋开沟联合播种机改造后的高性能轻型反旋灭茬精准控深联合播种机结构主要由中间传动箱、三点悬挂机构、机架、第一反旋刀轴、“V”型限深压槽辊、覆土绞龙装置、播种箱、排种装置、地轮等组成。中间传动箱和三点悬挂机构均固定在机架上，三点悬挂装置与拖拉机连接；第一反旋刀轴、限深压槽辊、覆土绞龙装置沿播种机前进方向自前向后依次设置于机架底部，第一反旋刀轴与中间传动箱传动连接，限深压槽辊与覆土绞龙装置链传动连接，其中第一反旋刀轴主要的作用为碎土，限深压槽辊的主要作用为播前苗床的压平、压实与压出一个2~3 cm 的沟槽种床，覆土绞龙装置的主要作用为将镇压开沟棍上粘的土刮下来、浅层覆土盖种；播种箱固定在机架上方，且底部设有排种装置，地轮与排钟装置链传动连接。

图1 结构示意图

1.2 整机创新设计及动力传动路线的设计

1.2.1 高性能反旋机构研究 采用窄幅宽2.3 m 大直径旋耕刀轴与长刀片组成的第一反旋刀轴，解决因粘土与秸秆缠绕刀轴造成旋耕深度下降形成的秸秆与土壤搅拌混合不匀与地表残留的现象，从而解决旋耕深度的稳定性与灭茬碎土质量问题, 最终实现反旋深度10~15 cm，旋耕后地表平整、细碎、大土块直径≤4 cm。

1.2.2 播种深度精准控制机构研究 采用播种开沟器前设置带对行的“V”型限深压槽辊，进行播前苗床的压平、压实与压出一个2~3 cm 的沟槽种床，并在其“V”型镇压辊后设计动力刮土与浅层覆土盖种的覆土绞龙装置，在精准控制覆土盖种的同时帮助镇压辊刮去表面的粘土，解决烂地作业的适应性问题，最终实现播种深度2~4 cm，漂种率≤3%，深种率（达到5 cm）≤3%。

1.2.3 动力传动路线的设计 由于机具采用高性能反旋机构和播种深度精准控制机构，加之设计的专用覆土绞龙装置、专用地轮等，根据结构紧凑、传递可靠的原则，确定动力传动路线为：拖拉机动力输出轴将动力通过万向节传入中间齿轮传动箱，中间齿轮传动箱通过四级齿轮传动将动力分配给与之连接的第一反旋刀轴，同时从中间齿轮传动箱分配出动力通过减速器、万向节传给二级长侧边变速箱，二级长侧边变速箱将动力传递给限深压槽辊、覆土绞龙装置，地轮与排种装置通过链传动连接，地轮行走时为排种装置提供动力。

1.3 机具在粘土地作业的适应性试验改进研究

通过在农场粘土地不同模式对比试验，兼顾作业效率，筛选出适宜重粘土区域作业的最佳工作模式。

在田间试验中，一是采用高性能反旋机构，解决旋耕深度的稳定性与灭茬碎土质量问题；二是采用播种深度精准控制机构，解决烂地作业适应性问题。三是采用覆土绞龙装置，利用绞龙的快速转动，将“V”型限深镇压辊上粘的土刮下来，减少镇压辊烂地黏土，同时完成浅层覆土工作，可以通过调节覆土绞龙装置的距地高度来改善播种质量。改进后的高性能轻型反旋灭茬精准控深联合播种机可实现正反旋碎土、压槽、播种、覆土4 道工序于一体的复式作业。

当前该机具的2 种作业模式：一是在较适宜墒情下，实现反旋灭茬精准控深播种联合作业，作业过程中播种深度一致，覆土质量较好，播后出苗率高；二是在墒情较差的情况下，进行反旋灭茬精准控深播种联合作业，作业过程中“V”型限深压槽轮出现悬浮状态，导致种子落在土壤表面，覆土绞龙也出现悬浮状态，覆土质量较差，播后出苗率低。通过田间试验发现，在烂地作业时，机架前高粱易堵泥草，影响作业质量，播种后有未出苗现象，试验后还需对高性能轻型反旋灭茬精准控深联合播种机进行改进，如增加镇压轮，调节“V”型限深压槽轮和覆土绞龙装置。

2 结果与分析

根据国家标准、国家农业机械行业标准制定的旋耕机试验方法和旋耕机作业质量对机具进行性能试验和可靠性试验。主要检测依据为：GB/T 5667—2008（农业机械生产试验方法）、GB/T 5262—2008《农业机械试验条件测定方法的一般规定》、GB/T 5668—2008《旋耕机》、DG32/T 007—2008《旋耕灭茬施肥播种机推广鉴定大纲》、GB/T 20865—2007《免耕施肥播种机》、JB/T 8401.1—2007《旋耕联合作业机械旋耕施肥播种机》等。田间试验表明，该机具各类性能指标达到设计要求。高性能轻型反旋灭茬精准控深联合播种机的主要性能指标见表1 所示。

表1 主要技术参数

改造后的粘土地轻型小麦播种机粘土地播种试验和播后田间出苗情况见图2 所示。

图2 播种试验与出苗情况

3 结 语

本文研究开发了一种适应粘土地稻茬麦作业条件的轻型反旋灭茬精准控深联合播种机。经田间试验，该机具可实现反旋碎土、限深压槽、播种、覆土等功能复式作业，播后地表平整，出苗一致，有利于降低成本，改善播种质量，较好解决土壤墒情较大适应性问题，满足粘土地播种简化作业流程的技术要求。但也存在机架前易堵烂泥等问题，下一步将针对前期试验存在的问题，改进原有播种机的“V”型限深压槽辊和覆土绞龙装置，在播种机上增加橡胶镇压轮，在粘土地大墒情地进一步试验验证，测试复式作业性能及可靠性，形成适应粘土地地区秋播高产作业模式和机具改进配套方案。