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河套灌区盐碱地水膜盖沙机械化点播技术
摘 要 :该文主要对河套灌区盐碱地上种植食用向日葵水膜盖沙种植模式产生背景进行了介绍,分析了影响机械化精量播种的制约因素、水膜精量点播技术研究思路、可行性、试验方案,以期进一步促进食用向日葵水膜盖沙种植技术农艺和农机的融合,完善向日葵产业体系全程机械化种植技术.
关键词 :食用向日葵；水膜盖沙；机械化点播
菅志亮,张 勇,李素萍,等. 河套灌区盐碱地水膜盖沙机械化点播技术[J]. 农业工程技术,2018,38（23）：49.
一、水膜盖沙种植技术的产生背景
目前,河套地区盐碱地面积达 400余万亩,而在这些盐碱地严重的地块上农民只能选择种植向日葵,通常采用的种植模式为水膜盖沙种植.
水膜盖沙种植技术是在秋季留板茬地,春季四月底至五月上旬铺地膜,将二铵、尿素随铺膜一次性施入,随后开始灌水,大水漫灌.待到五月下旬至六月上中旬时,人工在湿地条件下利用鸭子嘴点播器进行点播,并在种穴上盖沙 [1].
随着不同向日葵品种的大面积引入种植,水膜种植面积逐步扩大,单纯的依靠人工进行播种作业效率低,而且人工点播是在水渗地干后进行,不能满足作物播种期和生育期的要求 [2].因此开展盐碱地水膜盖沙机械化播种技术的研究成为当前农机研究的迫切问题.
二、制约因素分析
在水膜条件下种植向日葵,困扰机械化播种进程的主要技术瓶颈有以下三点：
首先,由于在湿地条件下地表承载能力有限,传统拖拉机牵引的播种机具无法在田间行走或行走不顺畅.
其次,与播种机配套的穴播滚筒在播种后排种器上的鸭子嘴粘泥严重,造成种子无法连续排种,播种位置和深度也无法满足农艺要求.
最后,水膜条件下种植向日葵是河套灌区独特的种植农艺模式,在全国范围内应用推广面积不大,企业在播种机具研究经费甚少,重视程度较低.
三、研究思路
根据盐碱地向日葵水膜盖沙种植农艺要求,在可进行人工播种时,利用土壤湿度仪测量土壤湿度,按照测定的土壤湿度数据测算当前湿度条件下的承载能力,确定机具的理论自重和负重.
为了增大行走轮与地表接触面积,行走轮采用宽幅平面真空橡胶轮胎.驱动部分采用小型汽油机和电瓶提供动力,其中工作状态为电瓶供电,当电瓶电量不足时汽油机提供动力并为电瓶充电.播种部分采用穴播滚筒结构,并沿滚筒外端边缘焊接圆形筒,使滚筒在膜上滚动时始终为近似平面接触,避免了滚筒在膜上行走时造成地膜破损.同时在穴播滚筒的鸭子嘴结构内部增设
第一作者简介：菅志亮（1964-）,男,内蒙古乌拉特中旗人,高级农机工程师,主要从事农机具研究工作.
*通讯作者：张勇（1987-）,男,内蒙古乌拉特后旗人,硕士研究生,农机工程师,主要从事农机具研究工作.
了挡片,取种器取得的种粒运动到排种器后不直接掉落到种穴内,而是在挡片处得到缓冲后才运动到种穴内.鸭子嘴采用不锈钢材质,保证了在播种过程中少粘泥或不沾泥,实现了向日葵籽粒的精量点播.盖沙部分参考移栽机上的圆盘旋转结构或者插秧机插苗结构,与排种装置和整机传动装置集成配套,以便在播后的空穴上能及时覆沙.
四、可行性分析
水膜盖沙机械化播种技术从理论上对湿地承载能力、样机自重、负重、行走部件与湿地接触面积等技术参数进行研究,从理论上保证方案的可行性.通过计算机进行三维建模后,进行运动学、动力学、有限元仿真分析,进而判断整理方案的正确性,并在虚拟模型上直接改进和优化模型,具有较强的可操作性.通过计算机虚拟仿真软件进行建模、仿真,不直接生产样机,成本较低,同时先将设计者的思路转换成三维实体模型,有助于设计者在生产制造之前发现问题所在,直接进行修改、优化.最后在图纸的指导下进行生产制造,完全符合现代机械设计制造流程,从设计、生产、制造、试验各环节都有依据可循.
五、试验分析1、虚拟仿真试验
首先从理论分析的基础上确定水膜盖沙机械化播种主要技术参数,初步测算各零部件尺寸和质量,并对关键受力部分进行强度校核.三维虚拟建模完成后,在虚拟装配环境进行运动学和动力学仿真试验,观测各部件运动方式是否达到预期,各部件结构之间是否有干涉现象.进行有限元分析,对各部件实际工况下的承载能力进行分析,如有问题,进行结构优化,并完成样机生产制造.
2.田间实际播种试验
待向日葵播种期,在湿地条件下进行播种试验,通过田间试验效果确定机械的湿地行走通过性、播种效果、盖沙效果.满足要求则样机试验成功；不满足要求则分析机械结构的缺陷,调整设计结构,重新进行改进、调试,反复试验,直到机械结构满足设计要求和农艺要求.
六、结语
在河套灌区,食用向日葵种植分为盐碱地和非盐碱地种植,在非盐碱地上种植向日葵,现有的气吸式精量播种机已经非常成熟,但是在非盐碱地上种植向日葵,由于受水膜客观条件影响,只能依靠人工进行种植 [2].
针对水膜条件下种植向日葵无机具可用的现实困境,本文探索性的开展了水膜盖沙机械化播种机具研究,力求能够加速盐碱地食用向日葵水膜盖沙机械化播种技术的发展进程,促进盐碱地水膜盖沙种植食用向日葵农艺和农机的有效融合.
参考文献
[1] 温埃清,李 军,杜 超. 河套地区种植养殖适用技术选编（一）[Z]. 2017：23-26.
[2] 菅志亮,张 勇,李素萍 . 食用向日葵全程机械化生产技术 [J]. 农业工程技术,2017（10）:53.
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