复合式秸秆混土还田机设计与试验

针对目前我国存在的秸秆随意堆放、焚烧现象以及秸秆还田机功能单一、灭茬效果和秸秆抛洒均匀度差等问题,设计了一种可以实现秸秆粉碎、灭茬、混土、深埋、镇压等功能,满足一机多用的复合式秸秆混土还田机,主要由限深轮装置、秸秆粉碎装置、秸秆混土装置、传动装置及镇压装置等组成。在临淄试验田和庆云试验田进行了试验,结果表明:秸秆切碎合格率分别为94.2%和96.3%,抛撒不均匀度分别为12.4%和10.1%,灭茬混土深度分别为4.2mm和4.8mm,秸秆切碎长度分别为28mm和26mm,满足秸秆还田技术指标要求。

小麦智能烘干仓储一体机设计与试验

针对大规模农场晒粮无场地、储粮损失大的问题,设计了小麦智能烘干仓储一体机。与传统存储方法进行对比试验,对储粮效果与经济效益进行了比较分析,结果表明:小麦智能烘干仓储一体化机能够实现高水分小麦安全存储,较传统方法存储净减损率为6.74%,质量减损率为2.98%,减损效果明显;较传统方法存储节约成本61.87元/t,且不受传统晾晒场地和天气条件的限制;小麦可在蜡熟末期收获,小麦籽粒千粒质量提高约1.16g,可增加小麦产量约300kg/hm^(2),增产效果明显。

麦-玉两熟区组合耕作模式周期生产力综合评价

针对黄淮海两熟区传统精耕细作存在的土壤结构破坏、动力消耗过大和连续免耕存在耕层土壤紧实度增加、表层杂草养分富集等问题,该研究设计了4 a的“翻耕-免耕-深松-免耕”的组合耕作模式(Combine Tillage,CT),通过4 a的周期定位试验,以连续免耕(Continuous No-tillage,CN)和连续翻耕(Continuous Plouging,CP)为对照,运用综合评价法,对组合耕作模式的周期生产力进行综合评价,结果表明:土壤质量方面,CT处理可以提高土壤的结构质量,减小土壤容重,有效降低0~30 cm土层土壤容重,平均容重比连续免耕和连续翻耕分别小0.089和0.125 g/cm^3;CT处理提高土壤养分质量,增加0~30 cm土层全氮、速效磷和速效钾含量,对碱解氮含量影响不显著,增加土壤有机碳含量,平均有机碳含量比CN处理和CP处理分别高0.36和0.61 g/kg,并且各层之间有机碳含量分布较均匀;CP处理破坏0~20 cm土壤结构,在20~30 cm土层形成犁底层,增加土壤容重,并且只增加10~20 cm土层有机碳含量,各层养分不均;CN处理虽未对土壤结构造成破坏,但只增加0~10 cm土层有机碳含量,使土壤养分在表层积累。投入产出方面,CT处理周期总投入与CN处理差异不显著,两者均显著低于CP处理,但CT处理粮食总产量和总产值显著高于CN处理和CP处理,组合耕作能够提高物质利用率、劳动生产率和产投比,节本增效显著。CT、CN和CP的周期生产力综合评价得分分别为4.85、3.8和1.7,CT处理得分显著高于CN处理和CP处理,说明组合耕作具有较高的周期生产力。该研究可为小麦-玉米两熟区耕作模式的优化提供参考,促进两熟区的生产力提升和节本增效。

秸秆混土还田对两熟区玉米秸秆腐解速度的影响

为探究秸秆粉碎混土还田机混土深度及秸秆粉碎长度对秸秆腐解规律的影响,采用尼龙网袋法对该机混土深度(5、10cm)和粉碎长度(30、100mm)范围内的玉米秸秆腐解率进行测定,以免耕覆盖为对照,并对不同还田方式下玉米秸秆完全腐解的周期进行预测。结果表明,不同还田方式秸秆腐解率的变化趋势基本一致,前期腐解速率较快,中期缓慢,后期增快,玉米秸秆在还田后的1个月内腐解速度最快,混土还田处理有25%~30%的秸秆被分解,而免耕覆盖处理仅有10%~15%的秸秆被分解;QA30处理的秸秆总腐解率为48.5%,QA100的为43.3%,QB30的为49.8%,QB100的为45.2%,NF30的为33.0%,NF100的为31.3%,混土还田处理明显高于免耕覆盖处理,混土还田更有利于秸秆快速腐解;混土还田深度对秸秆腐解率有明显影响,切段长度相同时,混土深度越深,秸秆总腐解率越高;秸秆混土还田模式下,秸秆的切断长度对秸秆腐解率也有明显影响,秸秆切段长度越短,秸秆腐解率越高,但在秸秆覆盖模式下,秸秆切段长度对腐解率的影响不明显。秸秆腐解率与还田时间之间的三次函数的拟合度最好;通过回归方程预测可知,处理QA30秸秆完全腐解的时间为320d左右,QA100的为450d左右,QB30的为270d左右,QB100的为350d左右,而处理NF100、NF30的则为525d左右,免耕覆盖处理秸秆完全腐解周期较长,不利于秸秆的田间肥料化利用,而秸秆浅层混土还田处理能够使秸秆与土壤接触,缩短秸秆完全腐解的时间,有利于秸秆田间肥料化利用。

纵轴流柔性锤爪式玉米脱粒装置设计与试验

针对两熟区玉米籽粒直收过程中籽粒破碎严重、未脱净率高的问题,设计了一种纵轴流柔性锤爪式玉米脱粒装置。该脱粒装置采用纵轴流脱粒滚筒,脱粒滚筒上安装脱粒锤爪,脱粒前段和脱粒后段可更换不同型式的脱粒锤爪,脱粒锤爪与脱粒滚筒柔性连接,以降低籽粒破碎率,实现玉米的柔性低损伤脱粒。脱粒凹板采用分段组合式,便于脱粒段、排杂段的调整,凹板圆柱钢上设计半球形凸起,以增加搓擦力,提高脱净率。选取喂入量、滚筒转速、脱粒锤爪型式作为试验因素进行了正交试验,确定了在不同含水率下,喂入量、滚筒转速和脱粒锤爪的最佳参数组合,结果表明:含水率为25.12%时,最佳参数组合为滚筒转速500 r/min,喂入量8 kg/s,起脱段为扁头脱粒锤爪,平脱段和强脱段为圆头脱粒锤爪,此时籽粒破碎率为3.73%,未脱净率为0.69%;含水率为32.83%时,最佳参数组合为滚筒转速450 r/min,喂入量8 kg/s,起脱段、平脱段和强脱段均为圆头脱粒锤爪,此时籽粒破碎率为4.36%,未脱净率为0.70%。