玉米深松深肥仿形免耕精播机的研制

【摘 要】针对我国北方旱作农业区，玉米种植有深松、深肥、免耕、精播的农艺要求，本文研究了一种玉米深松深肥仿形免耕精量播种机，一次完成对土壤的深层松土、深层施肥和精量播种等功能，实施了免耕作业先进理念，解决了目前免耕情况下活性土层浅、施肥技术落后、播种质量差等亟待解决的农机农艺问题。

【关键词】深松；深肥；仿形；免耕；播种机

播种机是农业机械的重要组成部分，播种机播种质量的优劣直接影响到农作物的产量和农产品的成本，研制高质量的播种机是现代农业的迫切要求。尽管我国大部分地区早已实现播种机械化，但目前的播种机作业质量还不能满足高产的要求，尤其是在一年两熟区玉米免耕播种的情况下，存在土壤免耕而影响玉米的根系发展、施肥技术落后、肥料利用率低、播种精度低、出苗率差等亟待解决的农机农艺问题[1]。为此我们研发了适用于我国北方旱作农业区玉米种植需要的深松深肥仿形免耕精播机，该播种机的研制以目前已拥有的四轮拖拉机为配套动力，依据北方旱作玉米播种技术参数设计，其结构简单、性能可靠，效率高于其他同类产品。

1 玉米深松深肥仿形免耕精播机的结构和原理

1.1 总体结构

如图1所示，玉米深松深肥仿形免耕精播机主要由悬挂装置、深松框架、深松犁、施肥地轮、开沟器、覆土轮、精播地轮、精播传动轴、精播机构、种子箱、仿形机构、施肥传动轴、肥料箱等部分组成，悬挂装置与四轮拖拉机的后悬架连接，为设备提供动力。该播种机能实现对旱作玉米种植实施深层松土、深层定量施肥、适应地形变化、免耕精量播种等作业。

图1 玉米深松深肥仿形免耕精播机组成

1.悬挂装置 2.深松框架 3.深松犁 4.施肥地轮 5.开沟器 6.覆土轮 7.精播地轮 8.精播传动轴 9.排种器 10.种子箱 11.仿形机构 12.施肥传动轴 13.肥料箱

1.2 工作原理

该机作业时调整深松犁与深松框架的相对高度，可实现对土壤不同深度的松土作业；施肥地轮与地面接触滚动产生动力，通过施肥传动轴，按一定的传动比关系将动力传递给肥料箱中的槽轮式排肥器（标准件），完成定量施肥作业；精播地轮与地面接触滚动产生动力，通过精播传动轴，按一定的传动比关系将动力传递给排种器，与开沟器结合完成精播作业；精播机构与深松机构之间采用四杆仿形机构，保障精播作业随地形高低变化播种的种子深度一致；覆土轮，完成对种子的覆土任务，起到土壤对种子的保湿作用。

2 主要技术参数

该设备外形尺寸2500毫米×1640毫米×1140毫米，重量336kg，配套动力73.5kW，1次可实现4行玉米播种，行距、株距可根据需要调整，生产率0.4～0.54km2/h。

3 主要机构设计

3.1 土壤深松机构

如图2所示，该机构由深松框架、深松犁、施肥地轮等组成，深松犁、施肥地轮与深松框架之间用U型连接卡连接。深松犁由深松柱、深松铲翼组成，为满足耐磨性要求，选用65号钢制造，深松犁中设置有6个高度调节孔，可根据需要调节深松犁相对施肥地轮的高度，实现对土壤深松深度的不同要求，深松深度范围为18～35cm。

图2 深松深肥机构

1.悬挂装置 2.深松框架 3.深松犁 4.施肥地轮 5.施肥传动轴 6.肥料箱

3.2 定量深肥机构

如图2所示，该机构由施肥地轮、施肥传动轴、不锈钢肥料箱，新型槽轮式排肥器（标准件，内置在肥料箱中，可调节施肥量）、输肥管（塑料管，图中省略）等组成。施肥地轮通过施肥传动轴（锥形齿轮传动）将动力传递给施肥箱中的定量施肥器，实现定量施肥。肥料通过输肥管道进入深松犁肥料引导管而落入深松土壤底层，防止肥料挥发，有利于农作物充分吸收利用。

3.3 精量播种、覆土机构

如图3所示，该机构由开沟器、排种器（标准件，高可靠性的转盘舀勺式排种器）、精播地轮、精播传动轴、种子箱和覆土轮组成。播种时，种子由种子箱落入精量排种器，精播地轮通过精播传动轴（内置锥形齿轮传动）将动力传递给精量排种器，精量排种器在旋转运动中将种子定量、定距分配落入开沟器开启的沟槽内，由覆土轮封土，实现精量播种、覆土保湿的农艺要求。

图3 精量播种及及仿形机构

1.开沟器 2.覆土轮 3. 排种器 4. 精播地轮 5. 精播传动轴 6.种子箱 7.仿形机构

3.4 仿形机构

如图3所示，该机构为四杆机构，是精量播种机构与深松深肥机构之间的连接机构，为精量播种机构提供动力。四杆机构能实现播种机构随地势的起伏而变化，有效的保障了开沟器深度的一致性，从而实现种子的播入深度一致。

4 实验数据

经产品试制试验，在玉米播种过程中，穴距合格率达100%，种子破碎率为0%，种子覆土深度合格率100%，种子与肥料相对位置合格率100%，各行排肥量一致性变异系数1.4%，总排肥量、稳定性变异系数2.0%，合格穴距变异系数14.5%，穴粒数合格率100%，空穴率0%，纯工作小时生产率0.58km2/h，晾籽率0%。

5 结论

该机可实现一次完成对土壤的深层松土、深层施肥、随地势仿形、精量播种和覆土等农艺功能，实施了免耕作业先进理念，将深松与免耕播种结合为一体，实现了复式作业，减少了拖拉机田间作业的工序，减少了拖拉机对耕地的碾压。其深松功能可以蓄水保墒，有利于保持土壤的团粒结构，有利于微生物繁衍，有利于提高土壤肥力，满足农作物生长的水、肥、气、热条件。实践证明，经过深松深肥免耕播种的作物根系发达，抗旱抗涝抗倒伏，作物长势好，可增产5%～10%。采用定量施肥、精量播种，各项性能指标比传统播种机提高一个数量级，多项指标优于国家标准[2]。但该播种机仍属于悬挂式作业，有待进一步完善，实现自带动力，实现一体机作业。

参考文献

[1]赵金，张晋国.玉米免耕深松全层施肥精量播种机的研究[A].中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C].2011.

[2]免耕施肥播种机国家标准. GB/T20865-2007.