[01851668]中耕培土机的研发与示范

1、课题来源与背景 项目来源：山东省农业重大应用技术创新项目“黄河三角洲棉花全程机械化技术装备研发创新”,项目编号：SD2019NJ002-04。 棉花是重要的战略资源和生活必需品,棉花的生产安全是关系国计民生的大事。蕾期是棉花田间管理的关键时期,直接影响着棉花的产量和质量。棉花现蕾期的中耕培土作业,可以消除地面杂草,破除土壤板结,增加土壤通气性,促进植株根系生长发育,增强棉花抗倒伏和抗旱能力,有利于棉花植株下部的通风以及棉田的排灌作业,是实现棉花稳长增蕾的关键措施。目前市场上的中耕培土机械,大多以小型机械为主,普遍存在功能单一、作业效率低、培土效果差等问题,影响棉花蕾期田间管理的质量,制约着我国棉花产业的发展。针对上述问题,结合棉花种植农艺要求,研发一种棉花中耕培土施肥一体机,可一次性完成棉花行间中耕、施肥以及培土作业,提高棉花蕾期田间管理的作业效率,为黄河三角洲棉花全程机械化技术装备体系建设提供必要的装备支撑。 2、技术原理及性能指标 棉花中耕培土施肥一体机采用中间传动形式,作业时,棉花中耕培土施肥一体机采用三点悬挂方式与拖拉机挂接,中耕施肥仿形单体在仿形轮总成的作用下随地形上下浮动,安装在仿形单体机架上的弹齿和双圆盘开沟器分别进行中耕松土和施肥开沟作业。棉花中耕培土施肥一体机所需动力由拖拉机动力输出轴提供,动力经第一万向节、过桥轴、第二万向节传递到变速箱,后经变速箱内部直齿锥齿轮减速换向后传递到传动轴,传递到传动轴的动力经传动箱体内部的链传动被传递到培土刀轴上,进而带动培土刀旋转,培土刀的旋转会将土壤切削抛撒到土壤导流机构上,土壤经土壤导流机构再次破碎后被抛撒到棉花根部。智能施肥控制器可根据机具的行进速度调节排肥器的排肥量,肥料在重力的作用下经输肥管滑落至双圆盘开沟器后的肥沟内,完成施肥作业。机具进行一次田间作业可实现棉花行间中耕、施肥以及培土联合作业。 工作幅宽：900mm～2100mm,培土高度合格率≥76%,耕深稳定性变异系数≤14%,碎土率≥86%,作物损伤率≤4%,除草率≥86%。 3、技术的创新性与先进性 创新研制了集棉花中耕、培土、施肥功能于一体的联合作业机,实现多功能联合作业,作业效率高;创新设计了中耕施肥仿形单体,实现棉花行间中耕松土和施肥开沟作业,保证中耕与施肥深度的一致性;创新设计了带有土壤导流功能的回转式培土机构,实现良好的碎土及培土效果。 与国内外技术相比较：目前,国内外对棉花中耕培土机械的研究较少,杨庆璐等针对我国棉花种植特点,设计了一款小型手扶自走式棉田培土机,可满足棉花不同生长时期的需要;毛鹏军等针对中耕培土机械依靠燃油作为动力源严重污染环境且作业成本高等问题,通过替换动力源的方式,设计了电动旋耕培土机。但上述培土机械作业行数均为1行,作业效率最高为0.2hm2/h,并且只能进行手扶式培土作业,作业效率低,劳动强度较大。与之相比,本课题所研制的棉花中耕培土施肥一体机作业效率最高为0.5hm2/h,并且一次进地可完成棉花行间中耕、施肥以及培土作业,减少了进地次数,作业效率高。 国内常用棉花中耕机的中耕部件大多固定安装在机架上,不具备随地形起伏的仿形能力,同时常用棉花中耕机的中耕部件在遇到坚硬障碍物时不具备自我保护的功能,尤其是在多盐碱地的黄河三角洲地区,易损伤中耕部件。与之相比,本课题所设计的中耕施肥仿形单体,采用平行四杆仿形原理,以保证中耕与施肥深度的一致性;使用弹齿作为中耕部件,遇到障碍物时可自动越过并回位,且在工作中可产生振动,有助于土壤细碎。 国内常用棉花培土部件大多为锄铲式培土器,该培土器碎土性能差,尤其是在多盐碱地的黄河三角洲地区,培土作业后土块较多,培土效果差。与之相比,本课题所设计的培土机构采用回转式培土方式,碎土效果好,并且设置有土壤导流机构,可控制土壤流向,防止土壤飞溅,培土效果好。 4、技术的成熟程度,适用范围和安全性 项目机具在研发前期经广泛的调研与论证,充分了解现有中耕培土机械的优缺点,在设计过程中充分认证其可靠性、适用性和使用的安全性,试验样机经过长时间的反复试验,充分验证了我们研发的机具符合当初的设计要求,作业效果得到了合作社和广大农户的认可。 5、应用情况及存在的问题 项目组分别在滨州市无棣县、滨州市滨城区开展棉花中耕培土施肥一体机的试验示范工作,试验示范作业面积共计350亩。在项目试验示范过程中,研发机具棉花中耕培土施肥一体机,作业效率高,作业稳定可靠,取得不错的试验示范效果。 该项目研发的棉花中耕培土施肥一体机在完成功能设计的基础上,应进一步完善工业设计,加快推广应用步伐。 6、历年获奖情况 无。