保护性耕作技术具有显著的蓄水保墒、减少水土流失、抑制沙尘暴和土壤培肥等优点,自2002年起在我国各地得到广泛推广。免耕播种是保护性耕作的四大关键技术之一,目前制约我国免耕播种技术推广的主要因素在于配套机具作业质量不高。现有小麦免耕播种机作业时由于地表秸秆残留量大易出现堵塞、草土混杂及干湿土混杂的现象,影响后续种子萌发及生长。本文设计了一种新型小麦免耕播种机,有效地解决了小麦免耕播种过程中的堵塞、草土混杂和干湿土混杂现象,同时提高了播深的稳定性和镇压强度的可靠性。本文主要完成的工作及结论如下:(1)小麦免耕播种机总体方案的设计首先对小麦主要播种参数进行小区试验,结果表明:宽窄行(14+26cm)播种模式相对较优,据此确定了机具基本设计参数;通过调查分析现有免耕播种机特点,结合小麦播种要求,通过多方案的分析对比,最终确定了整机设计方案。(2)关键部件的设计设计了一种梯形破茬刀盘结构,和施肥开沟器联合组成破茬开沟装置,工作过程中在播种行内开出两“V”型沟,可有效解决草土混杂、干湿土混杂及开沟器缠草堵塞问题;通过缩短限深轮和播种开沟器距离,形成限深轮和破茬装置双点限深,确保播深的稳定性;设计单体镇压结构确保镇压强度的可靠性。(3)三维建模及样机试制运用三维设计软件Pro/E对机具各部件进行三维造型设计并完成整机的虚拟装配,无干涉现象;完成机具一代样机的制作。(4)田间试验在不同秸秆覆盖量下对试验样机进行田间试验,结果表明:样机在免耕播种过程中能够实现草土分离和干湿土分离且无堵塞现象,草土分离系数达81.8%,播种后作业行内3~6cm与0~3cm土壤含水率差值为7.01%,为种子萌发提供良好的种床条件。但机具在超大秸秆量覆盖情况下在地轮前易发生拥堵现象;播种窄行行距为10cm,未达到设计要求。(5)针对试验过程中存在的问题,对机具进行优化改进,并完成二代样机的制作。
