十字槽开沟器结构设计及试验研究

发布时间：2020-09-30 17:11

　　我国旱区作物在机械化播种施肥作业过程主要存在土壤扰动大,施肥技术落后且施肥量大,易造成作业后土壤蓄水保墒能力差、前期烧种和后期脱肥等问题。针对以上问题,本文提出了一种十字槽播种施肥方式,一次开沟可实现种子、种肥双侧分施及种肥、基肥的分层施放,设计了相应的新型十字槽开沟器,有效减少了开沟器作业过程中的土壤扰动,在大施肥量下避免了前期烧种和脱肥现象。本文主要完成的工作及结论如下:(1)十字槽开沟器结构方案的确定基于十字槽播种施肥方式,确定了以芯铧式开沟器为立刀并在两侧加装横刀的十字槽开沟器结构总体设计方案,并进行了排种、排肥性能及可行性预试验,结果表明设计方案可行。(2)十字槽开沟器设计根据玉米播种施肥的农艺要求,确定十字槽开沟器横刀长度为80 mm、厚度为10 mm、横刀刃角为30°;通过分析确定了两侧横刀的入土角取值范围为15°~45°、后倾角的取值范围为0°~40°,并完成了十字槽开沟器试验装置的三维建模及试制。(3)土槽试验在室内土槽完成了十字槽开沟器结构参数优化试验,试验结果分析表明:以土壤扰动率、土壤侧抛距离、水平合力为评价指标,十字槽开沟器在作业速度为4.1 km/h下,横刀后倾角为20.6°、入土角为17°时作业效果最好。(4)基于追踪器示踪法的微观土壤扰动规律探究使用不同颜色且编号不同的追踪器分别表示不同深度处的土壤,对开沟器开沟后土壤运动进行微观和定量的分析。结果表明:当入土角为45°时,随着入土角增加,土层的混合程度增加;表层土壤扰动范围最大,表层土壤在本层内的比例为74%;入土角为45°时,下层湿土翻到表层的比例最大为17%;入土角为45°时,随着入土角增加,表层干土翻到底层的比例为33%。入土角为30°时和45°时表层追踪器侧抛量分别为14个和13个,表明表层土壤的侧抛的增加率减小。
【学位单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S223.2
【部分图文】：

分布图,分布图,农业,生态脆弱

第一章绪论意义要的干旱国家之一，干旱、半干旱及半湿润偏旱焕文 2002)，干旱缺水严重制约了我国农村和农业 1-1 所示。干旱地区农业面临的主要问题——生产量低、经济效益差等。我国西北干旱、半干旱量低；生态脆弱，过度开垦和不合理的耕作方式剧，沙尘暴发生的频率也越来越高(李友军等 2008严重(樊军等 2007; 李智佩等 2006; 周晓蔚等 2实现干旱、半干旱地区保水固土，提高经济效益

机具,牵引式,开沟器,作业质量

耕作机具和技术研究方面居于世界前列，已具有相对成熟的保护性耕作技术和作业机具(苟文等 2012; 顾耀权等 2013; 杨家华和王瑞 2018)。国外实行农场化管理模式，土地面积一般较大，其免耕播种机具多采用大功率拖拉机驱动，多采用牵引式，机具作业幅宽较大、纵向尺寸大、机具重量大、破茬容易但是功耗大。多使用圆盘式开沟器和气力式排种器，普遍能实现精量播种，作业效率高，作业质量好。目前免耕播种代表性机具主要有：(1) John Deere l590 型免耕条播机，如图 1-2 所示。采用牵引式挂接，幅宽大，运输时可折叠，采用圆盘开沟器，通过机具自重将开沟器压入土壤。使用外槽轮排种器，可实现 4 个播种档位调节，能精确播种，种子通过圆盘边缘落入土壤，单个金属圆盘覆土覆盖种子。适合于大豆、小麦、玉米等作物的免耕作业。作业方便、效率高、作业质量好(高普云和邓健 2004)。(2) 美国 Great Plains 1008NT 型免耕条播机，如图 1-3 所示。采用牵引式挂接，整机离地间隙大，采用预加压的涡轮犁刀或波纹圆盘破茬，高强度双圆盘开沟器开沟，配有播量调节档位，株距调节方便，可实现小播量播种，整机重量相对较大。燕麦、小麦、苜蓿及肥料可分箱混装(Huanwen Gao 2007; Luo 2011; Wan et al.2012)。

机具,牵引式,开沟器,作业质量

【参考文献】