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２００６年ｌ２月 农机化研究 第ｌ２期 一－沟双行小麦播种专用开沟器的试验研究 梅峰，李洪文，吴红丹 （中国农业大学工学院农业部保护性耕作研究中心．．北京 １０００８３） 摘 要：为解决播种机在作业中开沟器堵塞的问题，设计了新型小麦播种专用开沟器．此开沟器能够在一 次作业中完成播２行种子与１行肥。在此基础上，研制了 小型小麦播种机。田间试验表明：装有专用开沟 器的播种机，能有效地解决开沟器的堵塞问题，具有良好的通过性。 关键词：农业工程；小麦播种开沟器；试验研究；堵塞 中图分类号：￥２２３．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３—１８８Ｘ（２００６）１２—０１６７—０４ Ｏ 引言 在秸秆量覆盖大的地区进行小麦播种作业，开 沟器易堵塞．影响播种机的通过性能和小麦播种质 量．这是播种机具设计中有待解决的难点之一。目 前，国外的播种机具为解决作业时秸秆堵塞的问题， 以大功率与大机组为主．采用多梁牵引式的大型播 通过空间增大．有效地减少两开沟器柄间的阻塞现 象．提高播种 ｃ几的通过性能。 １ 开沟器主要设计思想和结构参数 １．１ 设计思想 开沟器的作用是在播种作业时开出种沟．将种 子或肥料导入沟穴内．并使湿土覆盖完好 。针对 种机．同一梁上相邻两开沟器间距相对较大。但是． 多梁带来机组长、转弯半径大、结构复杂以及价格 昂贵等问题．不适合当今我国农作的实际情况“ 。 国内设计的播种机多通过增加旋转甩刀或圆盘耙打 碎秸秆．虽然可以解决堵塞问题．但是也存在消耗 动力过大的弊端…。为此，介绍了一种新型开沟器。 该开沟器在一次作业中完成播２行种子和１行化肥． 开沟器的设计要求．开沟器应满足以下条件：在农 艺许可的情况下．保证开沟器开沟．并尽量减少动 土量．实现种肥垂直分施．具有一定的回土能力． 能够使小麦分：行播种．实现宽窄行种植。 １．２ 结构参数 开沟器的主要结构参数为：入土角 ＝４０。．入 土隙角占＝１０ ．铲尖张角２ ＝３４。．开沟器幅宽 Ｂ＝１８０ｍｍ．种肥管垂直间距４０ｍｍ，种管水平间距 ８０ｍｍ。开沟器结构示意图见图１所示。 并保证种肥间距符合农艺要求。播种机上开沟器柄 的数量减少５０％．．两开沟器柄之间的距离增加ｌ倍， ６ ５ ４ ３ ２ ｌ １．刃２．柄 ３．肥管４，５．种管６．侧铲７．种子８．肥 图１ 开沟器结构：示意简图 Ｆｉｇ．１ Ｓｃｈｅｍａｔ ｉＣ ｇｒａｐｈ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｅｎｅｒ 入土隙角的存在有利于开沟器的入土。占过小， 入土性能差，增加摩擦阻力；占过大，易造成土壤 提前回落 ，在此依据经验取入土隙角为１０。。根据土角 ＝４０。，取铲尖张角２ ＝３４。。 根据作业要求，开沟器行距可分别设计为８ｅｍ， ｌＯｏｍ，１２ｃｍ和１５ｃｍ。 入土角和入土隙角的关系以及实际设计要求，取入 ２ 整机结构和主要参数 收稿日期：２００６—０３・・０７ 作者简介：梅 峰（Ｉ９７９－），男（满族），黑龙江佳木斯人，硕士 研究生，（Ｅ－ｍａｉｌ）ｇｌｅｉｆｅｎｇ２０４６＠ｌ２６．ＣＯｒｎ。 根据开沟器的特点研制了小型播种机。总的设 计要求：通过性能良好，连续作业不堵塞；破茬入 通讯作者：李洪文（１９６８－），男，江苏泗阳人．教授，博士生导师。 ＝Ｅ性能良好且动土量小；种子肥料分施，覆土良好， ．１６７－ 维普资讯 http://www.cqvip.com
２００６年ｌ２月 保证播种质量。 农机化研究 排种器形式：外槽轮式 排肥器形式：外槽轮式 第ｌ２期 小麦播种机的结构简图如图２所示。 传动机构：地轮（铸铁轮）和链条传动 外形尺寸（长Ｘ宽Ｘ高）／ｍｍ：１１１０ Ｘ １４２４ Ｘ １０７０ 其工作原理为：在播种机前方直接装有两组开 一 保 护 带 一沟器，完成播种施肥，两开沟器间的距离可根据试 验要求进行调节。 ３ 田间试验 ３．１ 试验点 Ｉ．轮总成 ２．种肥箱装配 ３．悬挂杆 ４．机架焊合 ５．地轮总成６．开沟器总成 圈２播种机结构筒圈 Ｆｉｇ．２ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｎｉ—ｐｌａｎｔｅｒ 试验于２００５年１Ｏ月１日在北京市大兴区朱庄 试验地进行。朱庄位于北京市东南，地处古运河冲 击平原，海拔１９ｍ，年平均降水量６００ｍｍ，年平均气 温１１℃，地下水埋深３．３ｍ，土壤含平均水率为 １１．４％，砂壤土。 ３．２试验设计 主要性能指标为： 挂接型式：悬挂式 配套动力／ｋＷ：１３ 工作幅宽／ｍｍ：最大７２０。４行小麦 施肥量／ｋｇ・ｈｍ吨：５０—２５０之间。可调 播种深度／ｍｍ：３０ ５０。可调 施肥位置：种子下方４０ｍｍ 试验前翻耕土地，整平，将试验地划分３６个试 验小区，即１２个处理和３次重复。每个试验小区面 积为３ｍ Ｘ １５ｍ，每个小区之间留有过道，四周设有 保护带，见图３所示。 一保 护 带 一 ｃＫ１一均行距种植３０ｃｍ＋３０ｃｍ ＾１一冤笮行种植８ｃ＝＋５２ｃｍ＾２一宽窄行种植１０ｃｍ＋５０ｃｉ ｃＫ２一均行距种植２５ｃｍ＋２５Ｏｍ Ｂ１一宽窄行种植１０ｃｍ＋４０ｃ＝Ｂ２一竟窄行种植８ｃ＝＋４２ｃｍ ｃＫ３一均行距种植２０ｃｍ＋２０ｃ＝ｃ１一宽窄行种植８ｃｍ＋３２ｃｍ ｃ２一宽窄行种植１０ｃｍ＋３０ｃｍ ｃＫ４一均行距种植１５ｃｍ＋１５ｃｍ Ｄ１一宽窄行种植８ｃｍ＋２２ｃｍ Ｄ２一宽窄行种植１０ｃｍ＋２０ｃｍ 圈３试ｌ皇地设计圈 Ｆｉｇ．３ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｆｉｅｌｄ 分别用行距８ｃｍ和１０ｃｍ的开沟器进行作业，参４．１ 开沟器参数及数据分析 照（ｃＫ）为传统的尖角开沟器的均行距作业。小麦品种 选用当地农民使用的京９４２８优系；播种前已数出１０００ 粒小麦，质量为３４ｇ，发芽率为９８．４％。调整播种量与 施肥量，每行播相同质量的麦种和肥料。牵引机为江 西拖拉机制造厂生产的１８０—３型１３．２３ｋＷ拖拉机，作 业速度为１．０６ｋｍ／ｈ。 试验前，设定播种深度为８ｃｍ，每隔５ｍ采集一样 点，共采集１Ｏ个样点。实验结果如下（ａ＝Ｏ．０５）：行 距８ｃｍ开沟器开沟深度的平均值为８１．５ｍｍ。均方差为 ６．６８７ｍｍ，变异系数为８．２％；开沟宽度为１８０．５ｍｍ；均 方差为８．３１７ｍｍ，变异系数为４．６％。行距１０ｃｍ开沟器 开沟深度的平均值为８４ｍｍ，均方差为６．１４６ｍｍ，变异 ４试验结果及数据分析 系数７．３％；开沟宽度为２０７ｍｍ，均方差１０．０５５ｍｍ，变 异系数４．９％。开沟器的开沟深度和宽度能够满足设计 ．１６８． 维普资讯 http://www.cqvip.com
２００６年１２月 要求。开沟情况如图４所示。 农机化研究 第ｌ ２期 证明：左右分行效果较好，分行均匀，实现了宽窄行 种植，见图５所示。 ４．３种肥分施．式验 将开沟器入土深度设定在８．５ｃｍ（即施肥的理想 深度是８．５ａｍ），进行播种试验。每隔５ｍ采集１个样 点，每个样点测：量２０ｃｍ长度内种肥深度的平均值作为 该样点的播种、施肥深度，每行采集１０个样点。 测得施肥的平均深度为８．０８ｃｍ，均方差为 围４种距为ｅｃｒｕ的开淘器开沟情况 Ｆｉｇ．４ Ｆｕｒｒｏｗ ｓｈａｐｅ ｏｆ ｔｈｅ ８ｃｍ ｏｐｅｎｅ ｒ １．０１ｃｍ；播种的平均深度为３．３０ａｍ，均方差为 ０．８８３ｃｍ；种肥垂直分施距离平均为４．７７ｃｍ，均方差 为１．３４ 此结果满足播种机播种农艺要求，播深质量 较高。 ４．４ 出苗情况测定及分析 播种机播种后出苗情况见图５所示，播种后４５ 天左右进行出苗情况测定。在３６个小区内每个小区取 ５行，每行测量１ｍ内的苗数，测定出苗率。在３个重 复的小区数据取平均值。测查结果见表１所示。 ４．２分行试验 待播种人土后，扒开土层测量两行种子间距离。 取２０ｃｍ内的平均值作为一个样点，每隔１ｍ取一个样 点，试验共取６个样点。实验结果如下（ａ＝０．０５）： 行距８ｃｍ的开沟器作业后，两行小麦间距离平均值为 ７９．７ｍｍ，均方差为２．８０５ｍｍ，变异系数为３．５％；行距 １Ｏｃｍ的开沟器作业后，两行小麦间距离平均值为 ９７．７ｍｍ，均方差为７．Ｏ０５ｍｍ，变异系数为７．２％。实验 （ａ）宽窄行播种的小麦｝ｎ苗情况 （ｂ）普通尖角开沟器播种机的出茁情况 图５ 出苗情况（２００５年１０月１８日） Ｆｉｇ．５ Ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ ａｎ ｄ ｇｒ０ｗｔｈ 表１ 小麦出苗情况测定（２Ｏ（）５年１１月２２日） Ｔａｂ．５ Ｔｅｓｔ ｒｅｓｕ１ｔｓ ０ Ｆ ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ ．１６９． 维普资讯 http://www.cqvip.com
２００６年ｌ２月 农机化研究 参考文献： 第ｌ２期 由表１可以看出：采用本次设计的开沟器进行 播种的出苗率和苗高在Ａ区、Ｂ区、Ｃ区、Ｄ区与ＣＫ 参照区相等或略好于ＣＫ参照区。 高焕文，李问盈，李洪文．中国特色保护性耕作技术 ［Ｊ］．农业工程学报，２００３，１９（３）：１－４． ５ 结论 １）所设计的开沟器在１次作业中能完成施肥１ 高焕文，李洪文，李问盈．可持续机械化旱作农业研 究［Ｊ］．干旱地区农业究，１９９９（ｉ）：５７—６２． 行和播小麦２行，开沟器柄的数量减少ｉ／２，开沟 器柄之间的距离增加１倍，防堵性能良好，基本没 有发生堵塞现象，作业能连续进行。 ２）该机播种与施肥深度达到要求且比较稳定， 郑东旭，姜海勇，李洪文，等．玉米整秆覆盖下小麦 免耕播种机研究［Ｊ］．河北农业大学学报，２００３，２６ （增刊）：２８５－２８７． 李洪文，王晓燕，李 冰，等．小麦对行免耕播种机 种肥距离４．７７ｃｍ，分施明显，满足农艺要求。 试验研究［Ｊ］．农机化研究。２００４（５）：１７９－１８１． ３）分行均匀，小麦长势良好。 李宝筏．农业机械学［Ｍ］．北京：中国农业出版社， 存在的问题是：开沟宽度较大，种间距为１０ｃｍ ２００３． 的开沟器开沟宽度最大达到２２ｃｍ。所以，仍需要对 苏元升，高焕文．免耕播种开沟器工作性能的测试 开沟器的结构做进一步的研究。 与分析［Ｊ］．中国农业大学学报，１９９９，４（４）：２８－３０． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ａｎ Ｏｐｅｎｅｒ ｏｆ Ｔｗｏ Ｒｏｗｓ ｏｆ Ｗｈｅａｔ ｉｎ Ｏｎｅ Ｆｕｒｒｏｗ ＭＥＩ Ｆｅｎｇ，ＬＩ Ｈｏｎｇ—ｗｅｎ，ＷＵ Ｈｏｎｇ—ｄａｎ （Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ Ｔｉｌｌａｇｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆ ｏｐｅｎｅｒ ｔｈａｔ ｃａｎ ｐｌａｎｔ ｔｗｏ ｒｏｗｓ ｏｆ ｗｈｅａｔ ａｎｄ ｏｎｅ ｒｏｗ ｏｆ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｉｎ ｏｎｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｉｎｉ－ｗｈｅａｔ－ｐｌａｎｔｅｒ ｗｅｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｒｅｓｉｄｕｅ ｂｌｏｃｋａｇｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｏｐｅｎｅｒｓ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｎｅｗ－ｔｙｐｅ ｏｐｅｎｅｒ ｃａｎ ｓｏｌｖｅ ｒｅｓｉｄｕｅ ｂｌｏｃｋａｇｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ｍｉｎｉ－ｗｈｅａｔ－ ｐｌａｎｔｅｒ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｏｐｅｎｅｒ ｈａｓ ａ ｈｉｇｈ ｇｅｔｔｉｎｇ ａｃｒｏｓｓ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ ｔｈｉｓ ｐｌａｎｔｅｒ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｐｌａｎｔｉｎｇ ｗｈｅａｔ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｏｗ ｗｉｄｔｈ ｂｙ ｍａｃｈｉｎｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｗｈｅａｔ ｐｌａｎｔｉｎｇ ｏｐｅｎｅｒ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ；ｂｌｏｃｋｉｎｇ （上接第１６６页） Ａｂｓｔｒａｃｔ ＩＤ：１００３－ｌ８８Ｘ（２ＯＯ６）ｌ２－０１６５－ＥＡ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ Ａｘｉａｌ Ｆｌｏｗ Ｔｈｒｅｓｈｉｎｇ ａｎｄ Ｓｅｐａｒａｔｉｎｇ Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｈｅｌｉｃａｌ Ｂｌａｄｅ Ｐｌａｔｅ ＬＩ Ｂｏ—ｈａｉ，ＺＨＡＮＧ Ｙｉ－ｆｅｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｇｕｉ—ｈｏｎｇ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ａｕｇｕｓｔ Ｆｉｒｓｔ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｒｅｃｌａｍａｔｉｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｑｉｎｇ １６３３ １９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｅｌｆ－ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ａｘｉａｌ ｆｌｏｗ ｔｈｒｅｓｈｉｎｇ ａｎｄ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｈｅｌｉｃａｌ ｂｌａｄｅ ｐｌａｔｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｂｅｎｃｈ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｅ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ，ｖｏｌｕｍｅ ｏｆ ｆｅｅｄｉｎｇ ａｎｄ ｌｉｎｅ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｒｏｌｌｉｎｇ－ｄｒｕｍ ａｎｄ ｇｕｉｄｅ ｂｏａｒｄ ａｎｄ ａｎｇｌｅ ａｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｆａｃｔｏｒ，ｔｏ ｔｅｓｔ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｒｉｃｅ ｔｈｒｅｓｈｉｎｇ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ：ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｅｎｌａｒｇｅ ａｓ ｖｏｌｕｍｅ ｏｆ ｆｅｅｄｉｎｇ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ；ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｗｉｌｌ ｅｎｌａｒｇｅ ｉｆ ｌｉｎｅ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｒｏｌｌｉｎｇ ｂｅｃｏｍｅ ｏｖｅｒｓｉｚｅ ｏｒ ｕｎｄｅｒｓｉｚｅ；ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｄｅｃｒｅａｓｅ ａｓ ｇｕｉｄｅ ｂｏａｒｄ ａｎｄ ａｎｇｌｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ａｘｉａｌ ｆｌｏｗ ｔｈｒｅｓｈｉｎｇ ａｎｄ ｓｅｐａｒａｔｉｎｇ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ； ｈｅｌｉｃａｌ ｂｌａｄｅ ｐｌａｔｅ；ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｌ７Ｏ．
