秸秆覆盖量大和根茬需要处理是小麦免耕播种要克服的技术,分析各种作业方式,主要存在以下问题:不符合保护性耕作的技术要求,一是动土量超过30%,二是地表秸秆覆盖量少;对根茬不处理,播种机易发生堵塞或影响播种质量;刀轴转速高,作业环境差,安全性差;秸秆覆盖播种带,影响播种小麦出苗和幼苗的生长;拖拉机进地次数多,压实土壤,动力消耗大。在此基础上提出玉米收获机收获玉米的同时粗粉碎秸秆、免耕播种同时切断播种带秸秆和根茬的作业方式。
一、粗粉碎秸秆、低速驱动刀推开播种带秸秆和切断根茬的作业方式
玉米收获机收获玉米的同时粗粉碎秸秆、低速驱动刀推开播种带秸秆和切断根茬的作业方式是指:
1)粗粉碎要求粉碎秸秆的长度小于20cm的占90%以上(小麦行距一般要求在15~20cm之间,秸秆粉碎的长度要求不大于相邻开沟器之间的最大距离)。传统的耕作模式一般要求粉碎秸秆的长度小于10cm的占90%以上,在河北省一年两熟地区有的秸秆甚至粉碎两次,才能满足传统耕作播种要求,本文称这种秸秆粉碎为细粉碎。
2)低速驱动刀的转速指当刀轴转速小于350r/min(即圆周速度小于7.4m/s)。
3)低速驱动刀要把秸秆推向种行两侧.避免秸秆覆盖播种带或形成堵塞,同时对播种带上的未被推开秸秆进行第二次切断。
4)低速驱动刀对根茬的处理只切碎播种带上根茬的部分宽度.并不是切碎整个根茬.能保证后面的种肥开沟器顺利通过就可以了。
5)低速驱动刀松碎沟槽宽度内的土壤,创造出良好的种床条件。
二、粗粉碎秸秆、低速驱动刀推开播种带秸秆和切断根茬的作业方式的有利条件
1)驱动型秸秆根茬处理装置具有再次切断秸秆的能力。由于地下玉米根茬的存在,免耕播种机普通移动式开沟器很难通过,如果不采用对行播种,在播种之前根茬必须进行切碎处理,免耕播种机在种肥开沟器前需要安装动力驱动根茬处理装置;为了避免覆盖秸秆堵塞开沟器.免耕播种机也要安装带状秸秆处理装置,这样必然再次对播种带上的秸秆进行切碎。粗粉碎方式避免了秸秆粉碎机对秸秆过度粉碎和免耕播种时动力驱动装置对秸秆的重复切断,减少“三秋”作业机器的动力消耗和作业成本。
2)机收玉米同时对秸秆粗粉碎是容易实现的。现有的玉米联合收获机都配备秸秆粉碎机,是玉米收获机和秸秆粉碎机的简单组合。玉米收获机粗粉碎秸秆可以通过降低秸秆粉碎机刀轴转速或减少刀轴上粉碎刀的数量来实现。
3)玉米收获机械化大发展为该种小麦免耕播种作业方式提供可靠的保证。玉米机收是目前广大干部群众的迫切要求,是农业生产的急需。我国经过近几年对玉米收获机的引进、研制、开发和各级政府政策和资金的支持,玉米收获机的技术性能基本成熟,一些省市逐步进入推广和快速发展阶段。玉米机收面积的快速发展,为该小麦免耕作业方式的推广提供有力的保证。
4)玉米收获机械化将促进该种小麦免耕播种作业方式推广和应用。由于收获玉米同时解决了玉米秸秆还田问题.减少了秸秆占地和环境污染,增肥了地力。玉米收获机收获玉米后免耕播种小麦就象小麦收获机收获小麦后免耕播种玉米一样,在一年两熟地区是农业生产的全程机械化和农机化发展的客观要求。
三、推开播种带秸秆和切断根茬的低速驱动刀装置
1、斜置驱动圆盘刀是农业部保护性耕作中心在大量土槽和田问试验基础上提出的,并与河北农哈哈机械有限公司研制成功“斜置驱动圆盘小麦免耕播种机”。该机缺口圆盘刀倾斜安装在驱动轴上,与垂直线成
2、基于斜置驱动圆盘刀的工作原理,本人提出利用驱动双向螺旋刀作为向种行两侧推开秸秆和切断种行上玉米根茬的防堵开沟装置。驱动双向螺旋刀设计转速为200~300r/min,它由两个旋向相反的带缺口的螺旋刀片组成,两个旋向相反的螺旋面起始位置相同,旋转角度分别为180度。在旋转的一个周期内,前半周和后半周双向螺旋刀沿开沟宽度方向的运动方向相反.从而推动播种带上覆盖的粉碎秸秆向两侧运动.同时切断根茬和松碎播种带上的土壤。而驱动双向螺旋刀可以增大螺旋刀的导程加大开沟宽度.从而实现宽窄行或宽苗带小麦播种,将进一步减少动力消耗,提高小麦免耕播种机的通过性能。但驱动双向螺旋刀制造时需要成型模具,制造成本高于斜置驱动圆盘刀片,批量生产时,成本将会降低。
四、粗粉碎秸秆、低速驱动刀推开播种带秸秆和切断根茬的作业方式的优点
1、玉米收获同时进行秸秆粗粉碎可以减少玉米收获机的动力消耗和拖拉机进地次数,低速驱动刀把粗粉碎秸秆推向种行两侧,避免对秸秆的过度切碎或重复切碎,低速驱动刀由于转速低对土壤和秸秆的抛起高度和距离降低,减少了无用动力消耗。因此将是一种低能耗的作业方式。
2、由于仅对播种带一定宽度进行秸秆根茬切断和松土,可以保证种子具有良好的土壤疏松的种床条件,有利于种子生长发芽,而在行中间仍为未耕地,这样使整个土壤处于虚实状态。便于土壤中的水、气、溶质、热量在已耕地和未耕地之间侧向运移,改善了土壤微细结构,提高了土壤蓄水保墒能力,进一步发挥出保护性耕作的技术优势。
3、无论播种行是否走在玉米根茬上.都对播种带进行处理,没有玉米根茬时只疏松土壤,所以不必考虑目前技术上还尚未解决的对行作业难题。
4、播后地表平整,符合现行的农艺要求和农民的种植习惯,更有利在一年两熟地区实施和推广全程保护性耕作实施和推广。
一年两熟地区小麦免耕作业方式存在的问题:小免耕播种机易堵塞,动土量超过30%,刀轴转速高,安全性差;秸秆被重复切断,秸秆覆盖播种带,影响播种小麦出苗和幼苗的生长:拖拉机进地次数多.压实土壤。粗粉碎秸秆、低速驱动刀推开播种带秸秆和切断根茬的作业方式将是一种低能耗、符合现行的农艺要求和农民的种植习惯的新的作业方式。