分层深松铲型配置参数对牵引阻力的影响

分层深松采用前后铲分层作业方式,深松后土壤更松碎,土层不发生改变。文章利用深松铲阻力测试装置,研究分层深松铲型配置参数对牵引阻力影响。结果表明,后铲25 cm深松深度,铲型组合为箭型-凿型时,分层高度差为11.5 cm、铲距为34.5 cm时牵引阻力最小;通过凿型、箭型、双翼型不同铲型组合及单层深松牵引阻力对比分析表明,深松深度相同时,分层深松前后铲型面积和越大阻力越大,分层深松阻力一般大于单层深松;分层深松交换前后铲型试验得出,深度相同时,凿型-双翼型、箭型-双翼型组合阻力分别小于双翼型-凿型、双翼型-箭型组合,而箭型-凿型组合阻力却与凿型-箭型组合十分接近。

玉米秸秆还田交互式分层深松铲设计与离散元仿真

在玉米秸秆还田条件下,为了提高深松作业破茬比率,降低土壤扰动与能耗,以物料(土壤、秸秆和根茬)特性、滑切原理和离散元(EDEM)仿真分析深松铲对土壤的作用为依据,设计了交互式分层深松铲。首先,根据物料特性与滑切原理得到前铲结构参数;然后,以前铲仿真过程中回流土壤最大加速度的位置和方向为依据,设计与回流土壤形成滑切交互作用的后铲交互段铲柄,同时设计后铲上下段铲柄,得到后铲结构参数;最后,结合前铲运动速度与土壤颗粒回流至最大加速度的时间确定前后铲处于滑切交互时的间距。将交互式分层深松铲与前铲仿真过程中所选土壤颗粒最大加速度的方向进行对比,验证了设计思路的合理性。离散元仿真对比试验表明,交互式分层深松铲可有效降低土壤扰动;比普通分层深松铲、圆弧型单铲对根茬的平均作用力分别提高了22.14%、26.98%;比非交互式分层深松铲、普通分层深松铲、圆弧型单铲的平均阻力分别减小了14.25%、26.02%、8.71%。交互式分层深松铲破茬比率高、土壤扰动小、能耗低,满足深松作业的要求。

分段式分层深松后铲设计与试验

垄作秸秆还田条件下,为降低底层土壤扰动量,提高表层秸秆扰动入垄沟量,设计一种分段式分层深松后铲。分段式分层深松后铲下段铲柄为圆弧形,通过滑推分析和铲柄与秸秆相互作用力学分析设计上段铲柄。为验证设计合理性,应用EDEM软件分析所设计分层深松铲与普通分层深松铲对于底层土壤和表层秸秆扰动规律。通过分析分层深松对于土壤与秸秆扰动位移确定试验因素,运用4因素3水平正交试验方法,以前铲铲尖类型、后铲铲尖类型、前后铲间距和前进速度为影响因素,以底层土壤扰动率和秸秆入垄沟率为评价指标,对设计分层深松铲作田间优化试验。结果表明,前铲铲尖为双翼型、后铲铲尖为凿型、前后铲间距为300 mm、前进速度为3km·h-1时设计分层深松铲作业效果最优。优化设计分层深松铲与普通分层深松铲田间性能对比试验结果表明,优化设计分层深松铲整体性能更优,满足垄作秸秆还田条件下耕作要求,可为分层深松铲设计与优化提供借鉴。

前铲入土深度对分层深松土壤扰动的影响研究

分层深松采用前后铲分层作业,深松后土壤松碎,避免上、下土层土壤翻转。以分层深松铲为研究对象,采用数字化土槽试验方法,研究前铲的入土深度对分层深松土壤扰动的影响。结果表明:(1)随着前铲入土深度的增加,土壤坑形轮廓宽度随之增大;(2)前铲入土深度为150 mm时,分层深松的深松深度稳定性最高,且分层深松的深松深度稳定性均高于单铲深松;(3)分层深松的土壤蓬松度随着前铲入土深度的增加而增大,土壤扰动系数均大于单铲深松;(4)分层深松的土壤地表平整性优于单铲深松,土垄垄沟宽度大于单铲深松,而土垄高度低于单铲深松。本研究可以为前铲最佳入土深度的确定提供依据。

前铲入土角对分层深松土壤扰动的影响研究

前铲入土角是分层深松机设计的关键参数之一。本文以分层深松铲为研究对象,采用数字化土槽试验方法,研究不同前铲入土角对分层深松土壤扰动的影响。结果表明:(1)随着前铲入土角度的增大,分层深松的土壤坑形轮廓宽度随之减小;单铲深松的土壤坑形轮廓宽度大于前铲入土角度不同的分层深松;(2)当前铲入土角为15°时,分层深松铲的深松深度最小,当前铲入土角为31°时,分层深松铲的深松深度稳定性最大;(3)当前铲入土角为15°时,分层深松的土壤蓬松度最大,分层深松的地表平整性最差;当前铲入土角为31°时,分层深松的地表平整性最好。本研究可以为分层深松机前铲入土角的确定提供决策依据。

分层深松整地机的设计及试验的研究

针对在一年两熟地区小麦播前地表覆盖秸秆量大,以及深松机容易堵塞、消耗动力大等问题,在北方旱地区域,根据保护性耕作工艺,设计了一种与雷沃920拖拉机配套使用的分层深松整地机,并进行了田间试验。田间试验表明:分层深松整地机田间通过能力强,深松铲未出现堵塞,且碎土效果明显,地表平整,达到了深松要求。

分层深松铲前后铲距对土壤扰动行为影响的仿真与试验

前后铲距是分层深松铲的关键参数之一,会对土壤扰动行为产生重要影响。为此,综合运用离散元仿真和数字化土槽试验,研究了前后铲距对土壤宏、微观扰动行为的影响。结果表明:当前后铲距为350mm时,耕作比阻及不同层土壤颗粒在耕作方向上的最大位移相对较小,犁底层土壤颗粒在竖直方向上的最大位移和侧向方向上的最大位移相对较大,耕作层土壤颗粒在竖直方向上的最大位移相对较小;5个不同前后铲距下土壤膨松度、土壤扰动系数、耕作阻力和耕作比阻的试验和仿真结果的平均误差分别为12.41%、13.61%、13.84%、3.34%,离散元仿真能够较为准确地模拟分层深松土壤的扰动过程。

小麦深松分层施肥宽苗带免耕播种机的设计与试验

根据黄淮海小麦玉米轮作区种植体系的种植要求,研发了一种同时完成深松、分层施肥、播种、覆土及镇压等作业的小麦深松分层施肥宽苗带精量播种机。该播种机采用了深松分层施肥精播技术,在播种时一次性施足包括基肥和底肥在内的控释肥,省去了追肥作业环节,提高了作业效率,显著地降低了生产成本,节能减排,增产增收。试验表明:该机组符合各项指标,满足生产的需要。

小麦深松分层施肥精播机械化技术

小麦深松分层施肥精播机械化技术,是指在小麦播种时使用适用机械,一次性完成种植带深松、旋耕、筑畦、分层施肥、平畦、精密播种、镇压等复式作业,可使小麦增产,农民增收,农业增效。

不同耕作施肥模式对夏玉米干物质积累、产量和氮肥利用率的影响

针对当前中低产夏玉米田耕层薄、犁底层厚、单施缓释肥及玉米生育前期氮素供应不足的问题,本试验以玉米品种联创839为材料,在施氮240 kg/hm^(2)条件下,设置免耕单层PK肥(无氮肥,SPK)、免耕单层缓释NPK肥(SNPK)、免耕单层掺混NPK肥(SNMPK)、深松分层PK肥(无氮肥,DPK)、深松缓释NPK肥(DNPK)、深松分层NPK肥(DNLPK)共6个处理,所有肥料均一次性基施,研究不同耕作施肥处理对夏玉米干物质积累、产量和氮肥利用率的影响。结果表明,不同耕作施肥处理对玉米成熟期干物质积累量和产量影响显著,其中DNLPK处理玉米干物质积累量和产量均最高,较DNPK、SNMPK、SNPK处理分别显著提高了8.8%、5.7%,9.5%、5.4%和13.0%、12.0%;不同耕作施肥处理对茎叶干物质转运量和转运率影响显著,缺氮处理的干物质转运量和转运率均较高,其中DPK处理均最高,较DNLPK处理高出511.00 kg/hm^(2)和7.99个百分点;不同耕作施肥处理显著影响花前干物质对籽粒的贡献率,缺氮处理的较高,其中SPK处理最高,比DNLPK处理高出11.17个百分点;不同耕作施肥处理对植株氮素积累量影响显著,其中DNLPK处理最高,较DNPK、SNMPK、SNPK处理分别提高1.9%、3.9%、5.4%,均达显著水平;不同耕作施肥处理对氮肥表观利用效率影响显著,其中DNLPK处理最高,较DNPK、SNMPK、SNPK处理分别提高4.9%、7.1%、11.0%,均达显著水平。综上看出,深松分层施肥技术既能满足中低产田夏玉米对养分的需求,又能提高氮肥利用率,实现产量提升。该结论可为深松分层施肥技术在生产上大面积推广应用提供数据支撑和理论依据。

不同土层氮肥配施方式对夏玉米生长发育及氮肥利用的影响

为明确不同土层氮肥配施方式对夏玉米生长发育及氮素利用的影响,利用改进的玉米深松分层可调施肥精播机,通过设置不同肥料类型、不同土层施肥深度和比例,研究深松分层施肥技术对铁茬播种模式下夏玉米植株叶面积指数、干物质积累、产量和氮肥利用效率的影响。结果表明:在相同施氮量的条件下,使用免耕深松分层施肥技术的玉米叶面积指数、干物质积累量、产量及氮肥利用效率均显著高于传统"一炮轰"施肥技术;产量和氮肥偏生产力均增加了5.5%~7.9%。不同免耕深松分层施肥方式中,大喇叭口期追施尿素的施肥方式均较一次性施用控释肥方式获得了较高的产量、干物质积累量和氮肥偏生产力,但差异未达显著水平;其中,以免耕深松分别在8 cm和12 cm深度,按照3:7比例施入复合肥作为基肥,配合大喇叭口期追施尿素的施肥方式获得最高产量和氮肥偏生产力,产量均较传统施肥方式增加了7.9%。因此,免耕深松分层施肥技术在夏玉米免耕铁茬播种区可以达到节本增效的目的,对提高玉米产量和氮肥利用具有重要意义。