小麦分引组合式双行宽条带导种装置设计与试验

针对稻茬田小麦机械化带状播种时受黏重土壤与秸秆还田耦合作用制约存在导种装置壅堵导致断条的问题,该研究设计了一种分引组合式双行宽条带导种装置,导种过程中利用球面弹籽部件对下落种群左右均匀分种、借助坡度斜面对分流种群宽带引种。运用质点运动学理论建立了小麦分种、引种过程的力学模型,明确了球面弹籽部件直径和斜面坡度对导种均匀性有影响。运用EDEM软件对小麦导种装置关键结构参数进行优化设计,以球面弹籽部件直径和斜面坡度为试验因素,以各行排量一致性变异系数和行内横向均匀度变异系数为评价指标,通过单因素和二次正交旋转组合试验获取相关试验数据,应用Design-Expert软件对试验数据进行回归分析,建立了试验因素与试验指标之间的回归方程。结果表明,球面弹籽部件直径对各行排量一致性影响显著(P<0.05),斜面坡度对行内横向均匀度有极显著影响(P<0.01),斜面底板导种装置最优结构参数为球面弹籽部件直径40 mm、斜面坡度10°。并与市场上已有的波浪底板、弧面底板、平面底板3种型式导种装置进行3种播量下的仿真对比试验。仿真试验结果表明,各播量下的各行排量一致性变异系数和行内横向均匀度变异系数由大到小均为平面底板、弧面底板、波浪底板和斜面底板型导种装置,在播量450 kg/hm^(2)下,斜面底板型导种装置播种效果最佳,各行排量一致性变异系数为2.92%,行内横向均匀度变异系数为14.19%。台架与田间对比试验表明,斜面底板型导种装置的各行排量一致性变异系数和行内横向均匀度变异系数均最小,此时各行排量一致性变异系数均不大于4.0%,行内横向均匀度变异系数均不大于16%;田间对比试验中,在播量450 kg/hm^(2)下,斜面底板型导种装置较其他3种导种装置各行排量一致性变异系数最低下降了2.73个百分比,行内横向均匀度变异系数最低下降了10.61个百分点。试验结果与仿真结果误差不超过5%,表明装置结构参数优化结果可靠,满足国家播种机质量评价技术规范及大田播种农艺要求。研究结果可为稻茬黏壤土环境下小麦宽条带导种装置优化设计提供参考。