赵 萍,徐宏飞,白晓虎,李 刚,田素博**
(1.沈阳农业大学工程学院,沈阳 110866;2.北票市农业机械化技术推广站,辽宁北票 122100)
随着农业种植结构的调整,设施农业有了较大发展[1]。但随着种植年限增长,蔬菜大棚的土地逐渐板结,土壤透气性差,蓄水能力下降,病菌增多,导致蔬菜产量越来越低。从改善耕作层土壤结构及病虫害防治角度,需适时对温室大棚进行深旋整地作业[2]。由于大棚空间限制,大型农机无法进入,因此,研制出一种既符合耕作需求又能与配套农机动力相适应的大棚耕整地机械具有重要的实际意义,相应的作业规程也显得尤为重要。基于以上分析,本研究设计了一种大棚深旋机,并制定了其作业规程。
研制的大棚深旋机结构如图1 所示,主要由机架、旋耕装置、传动装置、盖板及犁铧组成。整机通过大棚王拖拉机三点悬挂牵引并传递动力,拖拉机的动力通过万向节传递给深旋机的动力轴,动力轴的动力和运动经传动装置传递给旋耕轴,旋耕轴带动其上的旋耕刀进行作业,旋耕刀沿旋耕轴呈螺旋排列,实现了连续渐入式入土,使运动平稳。该机具基于反旋原理,旋耕深度可达35 cm 左右。在机架两侧板上分别设置了高度可调的犁铧,通过多个不同高度的安装孔实现,其目的是为了减小阻力,同时起到破土导向作用。
图1 大棚深旋机结构示意图
深旋条件
深旋并不需要年年作业,一般当采用少免耕或旋耕机耕作3 年以上,留茬粉碎还田加浅翻耕4 年以上,或者形成的耕作层小于20 cm,形成坚硬的犁底层时,应采用深旋整地改善土壤结构并防治病虫害。
土壤含水条件
综合考虑不同土壤类型、不同耕层质地等因素对土壤含水量的影响,通常当0~20 cm 层土壤含水量在12%~22% 时适宜深旋作业。如果土壤质地黏重且在土壤含水量较高时不宜进行作业。
地表条件
地表不应有石块等杂物,且较为平整。如果同时进行秸秆还田,根茬高度应低于30 cm,秸秆粉碎,抛洒均匀。
作业时间一般安排在收获后,也可根据各地实际收获,合理安排时间;通常每3~4 年深旋一次,当土壤板结明显,病虫害严重时,可以适当增加作业次数;作业深度可达到35~40 cm,行与行之间的作业深度误差应控制在2 cm 之内,研制的机具配套动力推荐70 马力大棚王拖拉机。具体作业质量要求如下:①机器匀速前行,同时保持直线运行。园艺拖拉机在带动机具作业时,不能破坏田块表层结构及表层附着物;②深度要一致,深度稳定性应控制在15% 左右;③不重复深旋,也不能漏旋。
深旋前准备
配备一名技术熟练的驾驶员,懂操作规范与技术标准,掌握机具工作原理及使用方法。查看地块是否符合作业条件,主要包括含水率、秸秆留茬高度、土壤类型及质地。
机具调整、检查与试作业
调整机具的入土角、限深轮、机具左右水平高度一致;作业前检查深旋机各部件是否紧固牢靠,无松动、无滑脱扣,转动件保证转动良好无卡顿现象,齿轮润滑状况良好。在此基础上进行试作业,检查准备工作是否完备,一切正常,即可正式作业。其次,拖拉机与深旋机采用三点悬挂方式连接,挂后必须进行如下调整:①调整上拉杆(中央拉杆)和左右拉杆,使机架在纵向、横向都达到水平状态;②调整下悬挂臂限位拉链,使机具横向中心线与拖拉机水平中心线重合;③拖拉机悬挂机构下拉杆与左右拉杆连接的销轴应放在长孔内,以保证机具工作时整机可以保持浮动状态。
过程控制
使机具做匀速直线运动,保证深度的一致性;机具往返过程中,保证不重复,不漏行;定时检查机具,以免出现异常。
机器操控
作业过程中,出现异常响声时,需及时停止作业,排除故障,再继续作业。遇到阻力剧增时,也要停止作业检查。机具在温室两头入土和出土时,要减速慢行,控制好速度,以免损坏机具。
注意事项
作业时,除了驾驶员,拖拉机及机具上不能站人。机具发现问题维修时,需拖拉机熄火,机具落地后进行;转弯和掉头时,机具必须提起。
机具维护
如果机具连续作业,每天需要检查机具;每季作业结束时,要清理机具,进行检查保养。
在完成大棚深旋机设计的基础上,研制了产品,如图2 所示。按照以上作业规程,分别在拱形塑料大棚和北方日光温室进行示范和推广,其作业过程及效果如图3~5 所示。
图2 大棚深旋机
图3 示范推广过程
图4 拱形塑料大棚作业及效果
图5 北方日光温室作业及效果
作业效果显示无漏耕和明显壅土现象,作业层内土壤细碎,地面平整,当土壤绝对含水率为15%~25% 时,达到了耕深≥35 cm,壤土碎土率≥60%,粘土碎土率≥50%,沙土碎土率≥80% 的作业要求。