Design and field test of crosswise belt type whole plastic-film ridging-mulching corn seeder on double ridges

In order to realize seedbed mechanization of whole plastic-film mulching on double ridges and to overcome the difficulty in crosswise belt type soil covering by whole plastic-film,a kind of crosswise belt type whole plastic-film ridging-mulching corn seeder on double ridges was designed in this study.The key components of the sample machine was designed and its working parameters of seedbed soil covering device,crosswise-belt soil covering mechanism and profiling sowing depth adjustment device were determined.After numerical simulation on the film edge and crosswise soil covering by whole plastic-film on double ridges by discrete element method,the velocity and displacement of the oscillating plate,and the variation rule of amount of covered soil with time were explored.Field test results show that,when the advancing velocity of the machine was 0.50 m/s,the qualified rate of soil width covered on film edge of the seedbed reached 96.1%,qualified rate of crosswise soil belt width was 94.5%,qualified rate of soil thickness on seedbed was 95.3%,qualified rate of sowing depth was 89.3%,qualified rate of spacing between crosswise soil belts reached 93.6%,which all met related standards in China and satisfied design requirements,and could realize seedbed mechanization of whole plastic-film mulching on double ridges.Comparison tests on working performances of practical soil covering show a basic consistence with the seedbed soil covering simulation,and verified the effectiveness of the soil covering model built by using discrete element method.

全膜双垄沟播起垄施肥铺膜机的研制

针对全膜双垄沟播种植的农艺要求,研制了一种起垄施肥铺膜机,可完成起垄、施肥、喷药、铺膜和覆土压膜联合作业。用旋耕方式整地起垄,覆土装置实现地膜纵向两边均匀覆土和地膜横向间隔覆土。采用旋耕前喷药和铺膜前施肥的作业方式,保证药效和肥效最大限度地发挥作用。试验表明,垄面光滑,无明显缺陷且覆土后的地膜无机械破膜现象。膜横向覆土距离的平均值为102 cm,纵向覆土厚度和宽度的平均值为5.1 cm和11.4 cm,大垄的垄宽和垄高的平均值分别为69.3 cm和14.9 cm,小垄的垄宽和垄高的平均值为40.5 cm和15.2 cm,满足全膜双垄沟播种植农艺要求。覆土的厚度、宽度的变异系数分别为4.83%和7.52%,大垄宽度、高度的变异系数为1.22%和2.14%,小垄宽度、高度的变异系数为2.26%和1.58%,符合设计要求。

不同覆盖种植方式与平衡施肥对马铃薯产量及水分利用效率的影响

采用田间试验方法,研究了不同覆盖种植方式与平衡施肥对旱地马铃薯产量及水分利用效率的影响。结果表明,三种覆盖种植方式中,全膜覆盖垄播种植方式有利于马铃薯碳水化合物的合成,增加马铃薯干物质积累量,N、P、K平衡施肥干物质积累量增加效果显著;与裸地平作相比,全膜覆盖垄播和全膜覆盖平作马铃薯块茎产量分别增加43.4%~60.7%和18.8%~32.5%,水分利用效率分别提高59.4%~79.6%和38.3%~50.3%;N、P2O5和K2O的用量分别为210、105、90 kg·hm-2时,全膜覆盖垄播处理马铃薯产量和水分利用效率最高。研究表明,马铃薯在全膜覆盖垄播栽培条件下,平衡施肥可显著提高马铃薯块茎产量和水分利用效率。

双垄耕作施肥喷药覆膜机工作参数优化

为进一步改进双垄耕作施肥喷药覆膜机工作性能,以作业机前进速度、土壤升运器速度、覆土侧流槽角和覆土直流槽角为自变量,采光面地膜机械破损率为响应值,依照Box-Behnken试验设计原理,采用四因素三水平响应面分析方法,建立了各因素与采光面地膜机械破损率之间的数学模型,并对各因素及其交互作用进行分析。试验结果表明:4个因素对采光面地膜机械破损率影响的主次顺序为:土壤升运器速度、作业机前进速度、覆土侧流槽角和覆土直流槽角;作业机最佳工作参数为:土壤升运器速度0.67 m/s、作业机前进速度0.70 m/s、覆土侧流槽角75°和覆土直流槽角48°。验证试验表明,采光面地膜机械破损率均值为0.216%,较优化前有显著下降。

高寒半干旱区马铃薯聚垄集肥覆膜技术效应

在河北张北小二台旱农试区研究表明 ,高寒半干旱区马铃薯聚垄集肥覆膜技术效应显著 ,生育前期具有明显的保水增温效果 ,且显著地促进了地上部和地下部生长发育和块茎与地上部比值的提高 ,但同聚垄覆膜处理相比 ,施肥在一定程度上又抑制了块茎与地上部比值的提高。同平种处理相比 ,聚垄集肥覆膜干薯产量提高 1 85.3 %～ 2 3 0 .3 % ,作物水分利用效率提高 1 0 .9kg/( mm· hm2 )～ 1 0 .93 kg/( mm· hm2 ) 。

覆膜穴播施肥联合作业机械的研制

设计了一种适合膜上播种的双环带分种分肥穴播器,并采用该播种器研制了覆膜穴播施肥联合作业机械;同时发明了切膜机构、整平机构和覆土机构。通过大量的实验表明,覆膜穴播施肥联合作业机组工作稳定可靠,性能优良,是一款与新农艺相适应的机械化联合作业的机型。

全膜面覆土式马铃薯播种联合作业机设计与试验

为实现马铃薯大垄双行膜上覆土自然破膜出苗机械化栽培,设计了一种可实现施肥、播种、起垄、覆膜和全膜面覆土一体化作业的全膜面覆土式马铃薯播种联合作业机。对样机关键部件进行了设计,确定其排肥系统、链勺式排种系统工作参数,同时分析了提土-膜面覆土装置作业过程,得到满足膜顶覆土厚度的必要作业条件。田间试验结果表明,当作业速度为1.8~2.0 km/h时,重种指数为4.9%,漏种指数为6.6%,种植深度合格率为95.2%,种薯间距合格指数为90.1%,膜顶覆土厚度合格率为98.8%,各行排肥量一致性变异系数为6.5%,总排肥量稳定性变异系数为5.1%,试验指标均符合国家和行业标准要求,试验结果满足设计和实际作业要求。

平衡施肥对全膜双垄沟播春玉米产量及养分吸收规律的影响

[目的]研究干旱半干旱农作区全膜双垄沟播技术下,平衡施肥技术对春玉米产量及养分吸收规律的影响,旨在为该区春玉米高产栽培提供最佳施肥方案。[方法]以玉米品种沈单16为指示作物,通过全膜双垄沟播玉米田间试验,研究了氮、磷、钾肥配合平衡施肥对玉米产量和养分吸收规律的影响。[结果]全膜双垄沟播条件下,各处理中,玉米平均产量以OPT+Zn处理最高,达到了12 934.0kg/hm2;适量增施Zn肥能有效提高玉米产量;氮磷钾养分累积均随肥料施入量的增加而增加,合理配施氮、磷、钾肥有利于养分的协调供应,提高春玉米植株体内的养分含量和吸收量。[结论]全膜双垄沟播条件下,平衡施肥显著提高了玉米的产量和经济收益;K是玉米高产的主要限制因子;生育后期养分的充足供应是玉米高产的关键。

基于离散元的施肥机肥料块破碎装置参数的优化

为解决2BF–02型玉米全膜双垄沟扎穴施肥机作业因肥料结块而排肥不顺的问题,设计了一种由箱体和辊轮组成的肥料块破碎装置。在离散元软件EDEM中建立肥料块离散元模型,按照3因素3水平正交试验方案对肥料块破碎装置工作过程进行虚拟试验。结果表明:影响肥料块破碎率的因素由大到小依次为辊轮间距、辊轮转速、辊轮齿数。当辊轮间距为6 mm、辊轮转速为150 r/min、辊轮齿数60个时,肥料块破碎率为98.8%(最高值)。对仿真结果进行试验验证,结果肥料块破碎率为94.4%。

高寒半干旱区低产农田培肥改造技术研究

以冀西北坝上高寒半干旱中低产旱地农田为对象 ,研究了该区域主要农作物——春小麦、莜麦、马铃薯的高产方法。结果表明 :有机无机培肥改造技术 ,客土培肥改造技术和聚垄集肥覆膜土壤改造技术 ,不仅能有效改善土壤物理性状 ,大大提高水分利用效率 (WUE) ,而且能显著提高作物产量。其中 ,有机无机肥配施使坡梁栗钙土莜麦增产 2 0 9.4 %～ 390 .3% ,旱滩草甸栗钙土春小麦增产 79%～ 98.5 % ;坡梁栗钙土客土 12 0～ 2 4 0 t/ hm2 培肥使莜麦增产 10 .8%～ 2 6 .6 % ,与施用有机肥 15～ 30 t/ hm2 效果相当 ;聚垄 +N1 2 0 P90 K6 0 +M2 2 50 0 +覆膜使马铃薯产量实现翻番 。

大垄双行覆膜玉米最佳施肥数量及方法的研究

研究结果表明，大垄双行覆膜玉米公顷最佳施肥量（纯养分量）为２７１．５～３０６千克。几种施肥方法比较，深施肥与追肥结合效果最好。

1GZ-440V4玉米大垄双行联合整地机的设计

针对目前大垄双行整地机具存在的作业功能单一、效率和作业质量差等问题,结合黑龙江省大功率拖拉机保有量不断增加的实际情况,研制一种为大功率拖拉机配套的宽幅、多功能、大型玉米大垄双行联合整地机。介绍该机的总体结构、工作原理、主要工作部件设计思路。田间试验结果表明:该机具一次进地能够完成集土、深松、旋耕、施肥、起垄、镇压等多项作业,使田面达到待播状态。

YS-3PM6型多功能管理机的设计与试验

阐述了可在烟田进行施肥、复垄、铺膜及中耕培土等作业的YS-3PM6型多功能管理机的设计理念与工作原理。通过性能检测和试验验证,该机的各项性能指标均达到了设计要求,能满足烟田耕作需求,能显著地改善作业效果、提高作业效率、降低劳动强度和作业成本,且对烤烟的产量和质量无明显影响。

青海主要枸杞产区不同耕作措施对灰棕漠土理化性质影响及肥力综合评价

为进一步探明青海主要枸杞产区不同耕作措施下灰棕漠土的理化特性,科学评价干旱区土壤综合肥力并提高枸杞产区的生态及经济效益。以青海主要枸杞产区不同耕作措施下的枸杞地土壤为研究对象,平作露地种植为对照,研究了沟垄种植和覆膜处理对灰棕漠土的土壤颗粒组成及土壤养分的影响,采用改进的Nemerow综合指数法分析了土壤肥力。结果表明:(1)研究区土壤含沙量较高,砂粒含量为61.44%~85.59%。改善作用最好的红枸杞沟垄覆膜处理相比于对照处理土壤砂粒含量减少了39.31%。(2)研究区土壤呈现出pH值偏高,钾素正常,有机质、氮素、磷素缺乏的现状。从垂直方向来看,土壤各养分指标随土层深度的增加而降低;不同耕作措施之间表现为,除速效磷和pH值外,其余养分指标红枸杞沟垄覆膜处理均高于其他处理,沟垄覆膜的改善作用较为明显。土壤养分指标变异系数为4.27%~50.81%,其中pH值的变异系数最小,速效氮最大,且速效养分的变异系数均大于对应的全量养分的变异系数。(3)土壤肥力综合评价值排序为:沟垄覆膜措施>平作覆膜措施>沟垄露地措施>平作露地处理。在试验区独特的气候条件下,覆膜措施相比于露地种植的提升效果优于沟垄措施相比于平地种植的提升效果。其中沟垄覆膜处理相比于对照处理土壤综合肥力指数提高了43.33%。因此,在青海主要枸杞产区,沟垄覆膜种植相较于其他耕作措施,不仅具有减弱侵蚀的作用,而且更有利于土壤保土保肥,应予以推广。

棉花旋播覆膜联合作业机设计及试验

针对河北省优势棉产区农艺条件和机械化采收技术要求,设计了2BFGM-4型棉花旋播覆膜联合作业机。该机主要由旋耕灭茬装置、铺膜覆土装置、镇压装置及开沟播种装置等组成,一次进地即可完成耕整、开沟、施肥、播种、喷药、埋滴灌及铺膜等作业。同时,创新设计出适宜膜下播种的棉花一器双排交错排种器及开沟装置,可以实现(68+8)cm宽窄行错位播种,为棉花机械化采收提供技术条件,通过整机动力匹配计算,对一器双排交错排种器及开沟装置、铺膜覆土装置及联合机架的关键部件进行设计。使各机构有机集成和有效配合,提高了棉花播种作业效率,减轻了劳动强度。田间试验表明:该机旋耕、播种、覆膜等关键技术指标均达到了设计要求。

全膜双垄沟双幅覆膜覆土联合作业机设计与试验

为进一步提升全膜双垄沟覆膜种床机械化耕整作业效果与作业效率,基于全膜双垄沟种床双幅覆膜覆土农艺技术栽培模式,设计全膜双垄沟双幅覆膜覆土联合作业机,实现了全膜双垄沟种床构建过程中的旋耕、起垄、施肥、双幅覆膜覆土及镇压的一体化作业。在设定联合作业机传动系统的前提下,对样机关键部件进行设计与选型,确定其旋耕刀组、排肥装置、提土种床覆土装置的工作参数与功耗,同时解析了刮板式提土装置、水平双向螺旋输土装置作业过程,得到满足双幅覆膜种床各部位覆土的必要条件。应用离散单元法对提土种床覆土装置“提土-输土-覆土”动态作业过程进行数值模拟,分析了各工作环节输土、覆土特性,对影响覆土作业效果的相关因素进行了探讨。田间试验结果表明,当全膜双垄沟双幅覆膜覆土联合作业机前进速度为1.10 m/s时,采光面地膜机械破损程度为39.8 mm/m^2、种床膜边覆土宽度合格率为94.5%、大垄垄体中心覆土宽度合格率为91.6%、种床覆土厚度合格率为97.5%、种床起垄高度合格率为93.2%,试验指标均符合国家与行业标准要求,试验结果满足设计和实际作业要求,田间试验工况与仿真结果基本一致。

YS-1GVFM-125A型起垄施肥铺膜联合作业机的设计与试验

为了解决烟草耕整地与施肥、覆膜时多道工序重复用工的问题,实现机械化作业,降低劳动强度,提高生产效率。通过理论分析和试验探索,研制出与东风-151型或工农-121型手扶拖拉机配套的YS-1GVFM-125A型起垄施肥铺膜联合作业机。该机采用反转旋耕起垄、搅笼输送施肥、压槽盖土覆膜,能在平板田上进行一次性起垄、施肥、覆膜联合作业。通过性能检测和试验验证,该机作业效果基本能达到烟草农艺要求,能极显著提高作业效率、降低劳动强度和作业成本,且对烤烟产质量不产生明显影响;使用该机进行耕作,无需调整施氮量、氮肥基追肥比等烤烟施肥措施,提早施肥耕作时间不宜超过移栽前30天;但该机对耕作土壤水分要求较普通起垄机稍高。

微垄式覆膜覆土联合作业机设计与试验

为实现微型垄全膜覆盖种床机械化高性能构建,通过融合旱地全膜覆盖微垄膜面种植农艺技术要求,设计了微垄式覆膜覆土联合作业机,该机可实现起垄、覆膜、覆土一体化作业。对样机传动系统、覆土系统及垄体整形镇压装置等关键作业部件进行设计,结合相关作业性能要求,完成了覆膜种床覆土量、刮板式提土装置线速度等工作参数分析,确定了试验因素及其取值范围。以联合作业机前进速度、刮板式提土装置线速度和覆土装置倾角为自变量,种床构建合格率为响应值,建立了各试验因素与种床构建合格率的数学模型,得到各因素对种床构建合格率影响的主次顺序,获得微垄式覆膜覆土联合作业机最优工作参数为:联合作业机前进速度0.71 m/s、刮板式提土装置线速度0.50 m/s、覆土装置倾角68°。田间验证试验表明,联合作业机种床构建合格率均值为95.6%,较优化前有明显提升。应用离散单元法进行微垄式覆膜覆土联合作业机在最优工作参数下的“提土输土覆土”动态作业过程模拟,仿真结果与田间试验结果基本一致,说明联合作业机工作参数优化准确、可靠。

横腰带覆土式全膜双垄沟覆膜联合作业机设计与试验

为实现全膜双垄沟覆膜种床机械化构建,针对地膜全域覆盖膜上横腰带式覆土等要求,设计了横腰带覆土式全膜双垄沟覆膜联合作业机,可实现起垄、施肥、覆膜、覆土及横腰带铺设与渗水孔打孔的一体化作业。对样机关键部件进行设计,确定其旋耕刀组功耗和提土装置、镇压打孔装置的工作参数,同时解析了输土种床覆土装置、横腰带覆土系统的作业过程,得到满足覆膜种床各部位覆土的必要条件。田间试验表明,当作业速度为0.50m/s时,采光面地膜机械破损程度为38.6mm/m^2、种床起垄高度合格率为89.8%、种床垄沟中心距合格率为90.7%、种床膜边覆土宽度合格率为95.8%、横腰带覆土宽度合格率为95.6%、种床覆土厚度合格率为95.2%、横腰带覆土间距合格率为93.5%、渗水孔间距合格率为97.1%,试验指标均符合国家与行业标准要求,试验结果满足设计和实际作业要求。

起垄全铺膜联合作业机的设计与试验研究

针对全膜双垄沟播技术推广中无配套机械的问题,设计研制了集开沟、起垄、整形、施肥、铺膜、覆土压膜作业为一体的起垄全铺膜联合作业机。介绍了该机的基本结构、工作原理、技术参数和主要工作部件的设计。并进行了相关试验研究,通过试验结果分析,该机结构紧凑,工作性能可靠,作业质量满足农业生产要求。