农作物高秆翻埋还田机械技术分析.pdfVIP

摘要 本文是在对因内外秸秆还田机械技术广泛了解的基础上，结合我国秸秆还田的 现状及其对机械技术发展的需求，针对我国南方主要粮食作物收获后滞留在田间的 秸秆日益增高的态势，提出了一种基于犁耕基础上的集土壤翻耕与高秆翻埋功能于 一体，结构紧凑、使用方便、性能可靠的机械化技术方案及配套装置。 由分禾板、翘头镇压滑撬、加载弹簧、固定架等组成的滑撬式分禾镇压装置， 位于铧式犁耕机组犁体的前上方，其工作幅宽与耕幅等同。该装置集“分禾一推秆 一镇压”功能于一+体。 本文对秸秆自倒伏力学特性；横向载荷作用下的茎秆弹塑性变形与秸秆被推倒 的力学条件：机组作业速度与滑撬曲面半径的关系：秸秆压实厚度与加载作用点的 相对位簧；配套装置与犁体相对位置；秸秆压实厚度下的翻垡系数等，进行了较详 细的理论分析_并建立了相关数学模型。在此基础上，本项研究还选择性地进行了计 算机辅助分析和日=|间模拟试验。 利用ANSYS功能模块对在不同机组作业速度V和推杆作用点L情况下，茎杆最 大应力计算得知：茎秆的最大应力SMX随着机组作业速度V的增加而增大，在机组 作业速度V和秸秆密度一定时，提高推秆作用点，可保证推秆过程顺利进行。 本文在不同秸秆高度，不同镇压载荷，不同机组作业速度等单因素试验分析的 基础上，通过对残留秸秆高度L和镇压载荷P两个因素的正交试验发现，残留秸秆 高度对秸秆回弹系数有特别显著影响：镇压力对秸秆回弹系数有显著影响。同时认 为，当机组作业速度为1．4m／s左右，残留秸秆高度为700mm，镇压力为42Kg时， 秸秆回弹系数仅为0．051，镇压翻埋效果最佳。 关键词：高秆翻埋联合机械技术 农作物高秆翻埋还田机械技术研究 第一部分综述 1．1研究目的和意义 在我国现代农业生产发展进程中，农民为了提高农作物产量而大量使用化肥， 致使化肥施用量不断增加的态势居高不下。这一方面造成了农田土壤中的有机质含 量逐年减少，土壤板结硬化，地力衰退，生产成本增加，农产品品质下降：另一方 面，由于化肥的大量使用，造成农业生态环境污染，严重威胁着种植业的可持续发 展。1985至1995年，我国化肥使用量以平均每年10．2％的速度增长，远远高于同 期世界化肥使用量0．2％的增长速度。在此期间，占世界耕地7％的我国化肥使用量 出占世界化肥总使用量的14％上升到27％…1。1994年，我国农田的化肥施用量已 达349．5kg／hm2：发达国家为81kg／hm!；世界平均水平为91．5 kg／hm?，我国超出世 界平均水平2．8倍多二“。实践证明，为了有效增加土壤有机质含量，改善土壤结构， 培肥地力．提高土壤蓄水保水能力，提升农产品品质和提高农作物产量，促进农业 生态系统的良性循环，大幅度降低生产成本，秸秆还田是行之有效的途径之一。 有关研究资料表明，我国粮食播种面积约1．13亿h皿：，粮食总产量约4．9亿t。 年生产秸秆达6亿t以上，其中小麦、稻谷、玉米及油菜的秸秆总量约为5亿t， 如表卜1、表l一2所示。 若将这些农作物秸秆为变为肥料，大约相当于280万t氮肥、60万t磷肥和570 万t钾肥。按照现有农业生产水平，如果每公顷耕地还田农作物秸秆4500～7500kg， 即可增产粮食375kg。连续三年秸秆还田，可增加土壤有机质0．2～O．4个百分点。 我国每年秸秆约有30％用作生活燃料：25％用作饲料；2～3％用于工业生产：仅有 6～7％直接还田：还有约35％以上近2．2亿吨秸秆末得到利用…’。 随着农业生产发展和农民生活水平不断地提高，农村用秸秆作肥料和生活燃料 越来越少，加上秸秆综合利用技术发展相对滞后，农村就地焚烧秸秆的现象愈来愈 严重，它不仅污染环境，危害人民健康，影响交通，而且是秸秆资源的极大浪费． 不利于有机农业的可持续发展。 我国传统的秸秆还田有沤制还田、过腹还田和焚烧还田三种方式。前两者因受 到时间、劳力、牲畜饲养规模等条件限制，能利用的秸秆数量有限。后者是将收获 后的秸秆直接在田间焚烧，以草木灰的形式施入±壤，此种方式不仅损失大量氮肥， 保留在灰烬中的P、K也极易被淋失，造成肥分极大浪费，而且燃烧过程中烟尘对环 境污染严重，乃至可能造成巨大的相关损失。因此，随着我国农业生产水平的提高，