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免耕机播技术研发进展(2)

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中国农业大学设计的2BQM-6D型多梁高地隙免耕覆盖播种机，采用分开秸秆原理，能够有效地进行免耕作业，在秸秆覆盖量较低的条件下，机具通过系数可达0.9(图5)。该机整机质量为900 kg，配套动力为40 kW，生产效率为 0.93～1.20 hm2/h，采用凿铲式开沟器将秸秆分开，开沟器上加装平行四杆仿形机构，对地面具有良好的仿形作用，能够在地势不平坦地区顺利完成施肥播种作业，且可保证深度一致；其凿铲式开沟器前后分错布置在离地间隙较高的多梁结构上，有利于增强秸秆的流动性，入土性能较好，但对土壤的破坏比较严重，不利于田间土壤保水保墒[18]。

中机美诺生产的6119型免耕播种机采用切断秸秆的清秸方式进行清秸，配套动力为60 kW，整机质量在2 000 kg左右，作业幅宽为2.8 m(图6)。工作时，波纹圆盘依靠重力和附加弹簧压力产生挤切作用，形成较宽的松土带，具有较强破茬能力，通过调节破茬器后的双圆盘开沟器可满足不同的播深要求；采用零压橡胶空心镇压轮进行覆土镇压作业，在保证良好覆土镇压效果的同时不易黏土；另外，调节排种器，可以使其适用于小麦、豆类、菜籽等作物播种，最大播种效率为2.87 hm2/h[19]。

农业部南京农业机械化研究所研发的2BHQM-4型全量秸秆覆盖地免耕播种机，采用粉碎清秸、破茬浅旋、洁区播种、均匀抛撒的技术思路，创造了全量秸秆覆盖地免耕播种新途径，整体技术处于国际领先水平，连续3年被列为农业部主推技术(图7)[8]。工作原理为秸秆粉碎刀轴上的Y型甩刀反转浅旋，将秸秆拾起、粉碎，粉碎后的秸秆被抛送到后方横向输送器中，横向输送器推送碎秸到其端部的离心风机中，高速旋转的离心风机将碎秸沿着风机输送管道抛出，碎秸跨越种箱、肥箱，在碎秸未落下的空挡形成无秸秆障碍的播种区，完成破茬破土、苗床整理、施肥播种作业，最后跨越种肥箱的碎秸均匀覆盖在播种后的种带上[20]。该机通过碎秸均匀抛撒与分流调控技术将碎秸分为2部分，一部分与土壤混合增加土壤肥力，另一部分均匀抛洒在播后种带上，代替地膜；其秸秆拾输自动监控和防堵滞技术，能有效解决秸秆卡滞与机具侧边挂草问题。该机相关产品在苏、辽、豫、冀、鲁、皖、黑、鄂、津等地被推广应用，且取得了良好生态效益、社会效益与经济效益，表明该技术能在完全未经处理的残茬和秸秆覆盖田上进行良好作业。该机配套动力为75 kW，机具作业后碎秸长度为115 mm左右，碎秸田间覆盖均匀，播种合格率高[21]。

另外，针对秸秆量大、韧性强的稻茬田全量秸秆地，农业农村部南京农业机械化研究所对该机型进行改进，创制出一种秸秆粉碎行间集覆免耕播种机，其结构见图8，该设备可一次下田即完成秸秆粉碎、种带清秸、行间覆秸、施肥播种、覆土镇压作业，可在整体粉碎作业幅宽内秸秆的同时，利用碎秸喷射与导流器的滑切耦合作用，将碎秸有序规整铺放于播种带之间的覆秸带上，形成无秸秆障碍的播种带，既可为全量秸秆地实现清秸功能，又可同时实现秸秆覆盖地表，保温保墒、封闭杂草。该机作业集成度高，组配精简、能耗低，可有效解决一年两熟地区秸秆覆盖量过大导致的播种机通过困难、埋混在种床内的秸秆吸水较多，秸秆覆盖地表后会降低地温等问题[22]。

2免耕机播技术主要类型及特点

免耕机播易产生机架主梁推草、机具入土部件挂草、种子播在秸秆上造成架种、秸秆阻挡覆土造成晾种等问题，因此对秸秆的有效处理是进行免耕机播的最关键技术[23]。按照处理后秸秆长度的不同，免耕机播技术主要有分开、切断、粉碎秸秆3种形式。

2.1 分开秸秆型

分开秸秆型免耕播种机通过在多梁机架上安装多个开沟器或在开沟器前端增设清秸防堵装置，使播种条带上的秸秆绕流或被扫拨开[24]。开沟器分置于多道梁上，多梁机架可加大相邻开沟器的间距，当秸秆缠绕在开沟器上时，会在机具前进过程中由于受力不均而脱落。其特点是结构简单，制造成本低，入土容易，但机具纵向距离长，播种过程中容易挂草，适用于秸秆量不大且休闲期长的地区。常见的开沟器形式有锄铲式、凿铲式、尖角式等；常见的前端分流装置有分草圆盘、耙齿、拨草轮、拨草弹齿等。近年来，研究人员在此理论基础上作了相关研究，王庆杰等设计了一种楔刀型开沟器，能减少对表层土壤的扰动[25]；姚宗路对尖角开沟器进行了阻力试验分析，得出有较小的入土角、入土隙角和锋利前刀的开沟器，前进阻力较低的结论[26]；陈海涛等设计了一种免耕播种机清秸装置，在机具前进过程中，螺旋刀齿将田间秸秆和地下根茬粉碎、清除并抛向机具的侧边[27]。