种稻改良盐碱地的研究

第二章播种机械§2一1概述一、播种方法常用的播种方法有撤播、条播、穴播(点播)、精密播种、铺膜播种、免耕播种等。1．撒播将种子按要求的播量撒布于地表，称为撒播。2．条播按要求的行距、播深与播量将种子播成条行，称为条播，有窄行条播、宽带条播、宽行条播等形式。3．穴播(点播)按规定的行距、穴距、穴粒数、播深将种子定点播入土中，称为点播。4．精密播种按精确的粒数、间距、穴粒数与播深，将种子播入土中。精密播种可节省种子和减少间苗工作量，但要求种子有较高的田间出苗率并预防病虫害，以保证单位面积内有足够的植株数。5．铺膜播种播种时在种床表面铺上塑料薄膜，种子出苗后，幼苗长在膜外的一种播种方式。这种方式可以是先播下种籽，随后铺膜，待幼苗出土后再由人工破膜放苗；也可以是先铺上薄膜，随即在膜上打孔下种。铺膜播种有以下优点：(1)提高并保持地温；(2)增加壤含水量；(3)改善土壤养分状况；(4)改善土壤物理性状；(5)促进有机质分解；(6)改善近地光环境；(7)抑制杂草生长；(8)增强抗病虫害能力；(9)压盐抑碱，改良土壤；(10)提高作物产量。地膜栽培有许多优点，但成本较高、消耗劳力较多，技术要求也较高。作物收获后，残膜回收问题也未完全解决。所以，主要用在花生、棉花、蔬菜等经济价值较高的作物栽培上。6.免耕播种在前茬作物收获后，土地不进行耕翻，让原有的稿秆、残茬或枯草覆盖地面，待下茬作物播种时用特制的免耕播种机直接在茬地上进行局部的松土播种，并在播种前或后喷洒除草剂及农药。由于土壤耕作技术对自然环境的人为影响，自从20世纪中期美国提高免耕种植技术并获得一定成功以来，世界各地对免耕技术给予了极大的重视。根据气候环境和土地情况的不同，有些地区在施行免耕法的过程中，也用圆盘耙或松土除草机在收获后或播种前进行表土耕作以代替犁耕；有些地方，每隔两三年也用铧式犁或凿式犁深耕一次。因此，免耕技术在不同地区有不同的技术环节，纯粹的免耕技术还很少应用，主要是少耕技术。工程技术学院承担吉林省中部农业机械化科技示范区——榆树市弓棚镇自1997年起开始推广的保护性机械化耕作措施就属于少耕法范畴。其传统的耕作措施为连年秋翻春耙、平播后起垄、人工锄草和间苗、机械化中耕、人工收获。1997年起弓棚镇成为吉林省中部农业机械化科技示范区，1999年起成为国家农业综合开发项目区。在耕作措施上改变传统的耕作方法，提出少翻深松、翻松结合、深松蓄水的保护性土壤耕作措施，打破多年秋翻形成的坚硬犁底层，熟化土壤、加深耕层，建立土壤小水库，提高作物的抗旱能力。在整个农作环节上，坚持垄作少耕的优良传统，实施了土壤耕作、有机培肥、精密播种、田间管理与机械配套五项技术措施，涵盖了深松蓄水、秸秆(根茬)粉碎还田、测土施肥、配施农家肥、精密播种、种子包衣或丸粒化处理、秋施除草剂、结合中耕垄沟深施化肥、机械化收获、完善机具配套比例等十项技术。与常规耕作法相比，可以减少机具投资费用和土壤耕作次数，因而可降低生产成本、减少能耗、减轻对土壤的压实和破坏，并可减轻风浊、水蚀和土壤水分的蒸发与流失。二、播种作业的技术要求(一)农业技术要求适时播种，按要求的播量、播深、株、行距等指标进行，播量稳定、播深一致、粒距均匀。(二)播种机的性能要求：播种量符合规定、种子分布均匀、种子播在湿土层中且用湿土覆盖、播深一致、种子破损率低。对条播机还要求行距一致、各行播量一致。对点播机还要求每穴种子数相等，穴内种子不过度分散。对单粒精密播种机，则要求每一粒种子与其附近的种子间距一致。三、播种机的性能指标1)总排量稳定性：指排种器排量的稳定程度。要求平均偏差c<2%,极限偏差Δ<4%，变异系数视种子而定。平均偏差极限偏差变异系数S为均方差算数平均数2)各行排量不一致性:要求平均偏差c<4%,极限偏差Δ<10%。3)排种均匀性：排种器每转内排出的种籽量应均匀一致。4)播种均匀性：每米种沟内的种籽数或播量均匀一致，主要是对开沟器、导种管及投种高度和投种速度等方面的要求。5)穴粒数合格率：每穴粒数相差不超过一粒，即n±1粒为合格。6)穴距合格率：即株距合格率，

t±0.5t为合格。7)播深稳定性：播种深度偏差为±1cm为合格。8)种籽破损率：小粒种子<0.5%，大粒种子<1%。2一2播种机的类型及一般构造

按播种方法分有撒播机、条播机和点播机；按播种的作物分有谷物播种机、棉花播种机、牧草播种机、蔬菜播种机；按动力分有畜力播种机、机引播种机、悬挂播种机、半悬挂播种机；按工作部件的工作原理分有离心播种机、气力播种机等。1.撒播机(broadcastseeder)撒播作物种子的播种机。2.条播机(seeddrill)实现条播技术的播种机。3.穴播机(hill-dropplanter)实现穴播的播种机。4.精密播种机(precisionplanter)实现精密播种的机具，机械精播时应对种子进行精选分级，并保证较高的发芽率。5.气力式播种机(pneumaticplanter)是借助气流从种箱内分离种子或分配输送种子的播种机，有气吸式、气送式和所吹式。6.铺膜播种机(planterwithplasticsheeting)播种同时铺膜的机械，有先播种后铺膜和先铺膜后播种两种。7.免耕播种机(no-tillageseeder)或直接播种机(directseeder)能在未经耕整的茬地上直接进行播种的机械。免耕条播机免耕精密播种机气吸式精密播种机2BZ-6型中耕播种机(马骞)重型镇压器§2一3排种器

排种器(feedingdevice)是用于按一定要求将种子从种箱内排出的装置，是播种机的核心部件。按播种方式分撒播排种器、条播排种器和点播排种器。条播排种器有外槽轮式、内槽轮式、钉轮式、匙式、叶轮式、磨纹式、摆杆式、离心式及气力式等；点播排种器有水平圆盘、垂直圆盘、倾斜圆盘、窝眼轮、型孔带、指夹、气吸、气吹、气压式等。对排种器总的要求是：播量稳定可靠、排种均匀、不损伤种子、通用性好、播量调节范围大、调整方便可靠等。一、条播排种器(feedingdiviceforseeddrill)(一)外槽轮式排种器1.构造和工作原理外槽轮式排种器由排种杯、排种轴、外槽轮、阻塞套及排种舌组成。排种盒装在种子箱下面，种子通过箱底开口流入排种杯。工作原理是：排种轴转动时，外槽轮及花形挡环随轴一起转动，而阻塞套则不转动。阻塞套与花形挡环可防止种子从槽轮两侧流出，凹槽内的种子随槽轮一起转动，槽外的一层种子因摩擦力的作用也被带动，这一层种子称为带动层。带动层外是不流动的静止层。带动层内的种子运动速度不等，槽轮圆周界面上的速度最大，但仍低于槽轮速度，距槽轮中心愈远，速度愈小，直至为零。外槽轮排种器的播量可通过改变槽轮转速、槽轮的工作长度调节。调节排种舌的开度，可以调节播量及适应种子粒形要求。播大粒种子时开度大，但过大时一部分种子可能自流排出影响排种均匀性和播量稳定。播小粒种时开度小，但过小时则种子损伤率增大。2．外槽轮排种器的优缺点通用性强：对中等粒型的种子的适应性强，对大粒种子损伤率稍高，对小粒种子，播量稳定性较差；排种均匀性方面存在呈脉动现象，影响了均匀度，这是外槽轮排种器的基本缺陷；各行一致性方面较差，主要取决于槽轮工作长度和排种舌间隙是否相等，尽管采用粉末冶金或高分子化合物等新材料及模式压或注塑成型等新工艺，但各行一致性依然存在；外槽轮排种器构造简单、容易制作、成本低、调节方便、使用可靠、通用性广，从经济和实用方面来评价，它仍不失为一种较好的排种器。排种器的旋转方向可以顺转或反转，顺转时种子从上方排出，播大粒种子，可降低损伤率，但强制作用较小，稳定性差。反转时种子由下方排出，适于播中小粒型种子。3，外槽轮排种器的主要参数(1)槽轮的直径d和转速n。中等粒型的槽轮直径为40～50mm，大粒种子的槽轮直径有的达110mm；小粒种子的槽轮直径为24～28mm，槽轮转速在n＝9～60r／min范围内，播量较稳定。一定范围内提高转速可改善排种器的脉动现象。(2)槽轮的工作长度L和槽数Z。槽轮的工作长度应大于种子长度的1．5～2倍。否则种子填充受阻，排种不匀。现有槽轮的工作长度在30～50mm范围内；槽数Z：10～18。(3)凹槽横截面的形状。凹槽横断面一般为弓形，播大粒种子的槽轮，常用圆弧梯形。对于小粒种子则采用直角槽。槽的深度为种子厚度的两三倍。槽的宽度应大于种子最大长度的2倍。(4)槽轮与排种盒上、下排种口的相对位置。倾角α1、α2均不能大于种子的自然体止角。称为防漏角。(5)外槽轮排种器的排量。槽轮旋转一周所排出的种子量，可以根据凹槽的横断面积A、槽数Z、槽轮有效工作长度L、种子的带动层平均厚度c、平均速度u，等列出公式进行计算。但由于带动层的有关因素以及种子在槽内的充填系数，均难以得到准确的数值，因而计算的排量常与实际排量出入很大。故在实际应用时仍以实测数字较为可靠。(二)内槽轮式排种器工作部件是一个内缘带凸棱的圆环,中部被隔开形成两个排种室，一室较浅用以播小粒种子，一室较深用以播大粒种子。圆环随排种轴转动时，种子带到一定高度后，当其重力超过摩擦力时自动滑落，掉进导种管入于土中。内槽轮排种器基本上不损伤种子，无脉动现象，均性好，但稳定性较差。靠改变排种轴转速来调节播量，传动机构较复杂。(三)磨纹式排种器可以换装到中耕作物播种机上，使原来的中耕作物播种机能条播谷类作物。工作部件是一个水平回转的圆盘，圆盘下面带有弧形条纹。纹盘面与底座之间留有间隙。种子进入间隙后，由弧形条纹推动种子运动，通过排种孔排出。多余的种子从纹盘周缘的缝隙上升回流，再从圆盘上的通道进入纹盘间隙。种子桶底上的排种孔数，就是一个播种单组的播种的行数，因而可使中耕作物播种机的一个播种单体条播几行谷物。改变排种孔的大小和纹盘转速，可以调节播量，改变纹盘间隙，可用于不同粒型的种子。二、穴播排种器(feedingdeviceforhill-dropplanter)又称点播排种器，可将种籽单粒或几粒成簇地间隙排。分机械式和气力式两种。(一)水平圆盘式排种器1水平型孔盘排种器的结构和工作原理排种盘水平放置在种子筒底部，盘的周边有型孔，圆盘回转时，将充入型孔内的种子带到排种口排出。在排种盘上方装有清种器及推种器，刮去多余种子或将型孔内的种子推出落入排种口，以防型孔堵塞。(二)窝眼轮式排种器也称型孔轮式排种器。工作部件是一个装在种子箱底部，处于铅垂位置绕水平轴旋转的窝眼轮。窝眼轮的外缘，开有一排根据种子大小制成的圆形型孔。窝眼轮转动时，种子靠重力滚入窝内，经刮种器刮去多余的种子，窝眼内的种子随窝眼轮在护种板的作用下，转到下部投种口落下。窝眼形状有圆柱形、圆锥形或半球形。适于播小粒球状种子。影响充种性能的因素有窝眼形状与大小、充种角、窝眼轮直径、转速及种子形状、大小、流动性等。窝眼轮线速度较小时，充种系数高。直径大的窝眼轮可增加充种路程，并可降低投种高度，有利于提高播种的均匀性。(三)孔带式排种器排种部件是一个柔性的橡胶带，胶带上有型孔。位于胶带上的种子在胶带运动时进入型孔内依次排列。倾斜式型孔带利用胶带将种子压住，护送到下部排出；水平型孔带利用清种轮清种。(四)气吸式排种器利用空气真空度产生的吸力将种子吸附在排种盘上，当种子到达排种口时，吸力中断，种子落入种沟。工作部件是一个带有吸种口的垂直圆盘，圆盘的背面为与风机吸风管连接的真空室，圆盘的正面与种子接触。当圆盘回转时，真空室的负压将种子吸附在吸孔上，随圆盘一起转动。种子转到圆盘下方位置时，附有种子的吸孔越出真空室以外，吸力消失，种子靠自重或推种器下落到种沟内。更换吸种盘，变换吸孔大小及盘上吸孔数，可适应各种种子的粒型尺寸及株距要求。气吸式排种器通用性好；对种子尺寸及形状要求不严，不需对种子严格按尺寸分级；可提高播种速度。但是气密要求较高，排种器的结构也较复杂，且容易磨损；风机的能耗较大。(五)气吹式排种器窝眼呈圆锥形，外口直径较大，充种性能好，一个窝眼内可装入几粒种子。窝眼底部有作为投种片通道的小缝与型孔轮内腔大气相通。窝眼轮在上部充种区内充入几粒种子后，当窝眼轮带着种子转动到气流喷嘴下方时，喷嘴喷出的气流首先将窝眼内位于上面的多余种子吹出落回种子室，而窝眼内剩下的一粒种子则在窝眼轮上下气压差作用下被保存下来，由护种板将种子送到投种口，由投种片投入种沟。气流清种极大地改善了排种器的工作质量，对种子的适应性强，充种性能好，不伤种子，可实现高速精密播种。(六)指夹式排种器在竖直圆盘上装有由凸轮控制的带弹簧的夹子，夹子转动到取种区时，夹住一粒或几粒种子，转到清种区时，由于清种区表面凹凸不平而引起振动，使多余的种子脱落，只保留夹紧的一粒种子，当指夹转动到上部排种口时，种子被推到位于指夹盘背面并与指夹盘同步旋转的导种链叶片上，叶片把种子带到开沟器上方，种子靠重力落入种沟。这种排种器对扁粒种子如玉米等效果良好，但不适于大豆等作物。三、排种器排种精确性因素分析(一)型孔盘和窝眼轮的充种率型孔盘和窝眼轮的排种质量取决于型孔和窝眼的充种情况和清种情况1型孔的形状和尺寸为了获得高的充种率，种子应精选并按尺寸分级，有的还要特殊加工(如丸粒化)。对于扁粒玉米种子常常是以侧立或竖立状态从种子筒侧壁向下运动进入型孔，而以侧立式型孔充种情况较好。能够提高充种率，减少漏播。型孔与种子尺寸之间的关系为2排种盘的线速度速度过高，种子来不及进入型孔造成漏播。播球形种子的排种盘线速度要求为：排种器的充种情况可用充种系数表示，即出种口排种粒数与通过出种口的型孔数之比。一般型孔盘的线速度不超过0.35m／s。经过改进的水平盘型孔在充种系数为100％土4％时，相应的型孔线速度可提高到0.5％～0.8m／s。而用于小粒种子的窝眼轮的速度则要低得多。型孔轮式排种器线速度与充种系数间的关系型孔盘式排种器线速度与充种系数间的关系(二)排种器的同步驱动排种器排种速度必须与播种机的前进速度严格同步，才能保证在播种机前进一定距离时播下一定量的种子。但是，由于地面总有一些凹凸起伏、地轮总是会产生不规则的滑移。这就使得排种轮的排种与机器前进的距离不能完全同步，影响播种的均匀性和和播量的精确性。排种盘的线速度与机器前进速度关系：当其它参数相同时，排种盘的线速度与机器前进速度成正比。由于受充种性能的限制，排种盘的线速度不能过大，因而也限制了机器的前进速度一般在6～7km／h以下。由于排种盘的线速度与排种盘直径成正比、与排种盘上型孔数成反比，故增加型孔数、减小排种盘直径可降低排种种盘线速度。但是，这样会使充种路程缩短，对充种不利，同时也缩小了型孔间的间隔，间隔太小，将影响每穴之间种子分离的准确性。采用较大的排种盘直径可增加型孔的充种路程及充种时间，有利于提高充种系数。窝眼轮充种路程最短。

(三)气吸式排种气的吸附能力由图可见种子吸附于吸孔上的条件为：F≥R及Pd/2≥Rc由此得出的真空度是比较低的，由于振动、吸孔漏气使局部真空度减小及种子吸附面积可能小于吸孔面积等因素的影响以及为了保证吸种的可靠性，实际的真空室的真空度远大于理论计算值。真空度及吸孔直径对漏吸率与重吸率的关系A吸孔直径为5.5mm时真空度的影响真空度2400N/m2时吸孔直径的影响1漏吸率2重吸率(四)清种原理现有排种器的清种方式有以下几种。自落式清种法是靠多余种子的自身重力滑落。其最大优点是不损伤种子，且勿须机械零部件。刮板式和刷轮式清种法通用于水平型孔盘、窝眼轮或其他形式的排种器。容易损伤种子或增大重播率。气流清种原理新颖，效果良好。气流喷嘴位于窝眼轮上方略微偏斜。当盛满种子的窝眼转到喷气嘴下方时，气流立即将窝眼内位于上面的多余种子吹走。位于窝眼底部的一粒种子，就处在流动的气流中，气流从窝眼底部的小孔中流过时，由于流速增大，因而压力降低，于是在种子的上面和下面造成压力差。种子向上的一面压力较大，紧靠窝眼底部的一面，压力减小。两面的压差使这粒种子不仅不能被吹出，反而紧附在窝眼内。这样，每个窝眼都只保留一粒种子，无论窝眼直径或种子粒径大小，只要气流调整适当，都可以获得这样的效果。气流清种对不分级的种子也能使用，还可以高速作业。(五)投种高度与投种速度

投种高度是指种子从排种器或成穴器的投种口到沟底垂直距离。种子在下落过程中受空气阻力和导种管壁碰撞的影响，使种子无法保持初始时的均匀间距。投种高度愈大，种子经历的路程愈长，所受的干扰就愈多，就容易引起种子落点不准不稳。因此，投种高度应力求降低。种子脱离投种口时的速度包括种子随机器前进的速度、种子随排种轮旋转的线速度、种子本身按自由落体下降的速度。另外，投种器有时还给种子以垂直下落的初速度。如果排种盘的线速度的水平分速度与机器前进速度大小相等方向相反，则种子的绝对速度将垂直向下，即种子沿水平方向的速度为零。这时，种子落点的精确度较高。这就是所谓零速投种。

§2一4开沟器开沟器(furrowopener)播种机的主要工作部件，能在种床上按农业技术要求开出一定深度的种沟，引导种或肥料入土，并能用湿土覆种。对开沟器和成穴器的要求是：开沟直，掘穴整齐，深度一致且符合规定，种子在行内分布均匀，位置准确，不让干土覆盖种子，不乱土层，不拥塞，对土壤湿度的适应性好，结构简单，阻力小。开沟器分为滚动式和移动式两大类。属滚动式的有双圆盘式、单圆盘式和变深式，属移动式的有锐角式和钝角式。成穴器有轮刺式、鸭嘴式等。一、滚动式开沟器滚动式开沟器靠重量入土。工作时圆盘或滚轮滚切土壤而开出种沟。分为双圆盘开沟器和单圆盘开沟器两种。双圆盘式开沟器的工作部件是一对相互倾斜对称形成一个夹角的平面圆盘，作业时滚转前进，在重力和弹簧压力下入土开出种沟，两圆盘夹角的水平投影称为张角，其大小直接影响开沟宽度和沟底凸起的高度。单圆盘式开沟器是一个球面圆盘，有一偏角，种子于凸面一侧的导种管进入种沟，开沟窄，但干湿土混杂。二、移动式开沟器分锐角入土式和钝角入土式两种，锐角式开沟器的入土阻力小，但干湿土混拌，包括锄式、铲式、箭铲式和芯铧式。钝角式开沟器的入土阻力大，但干湿土不混，包括靴式、滑刀式和船式。

三、破茬开沟器四、开沟深度控制播种深度是指种子上面所覆盖的土层厚度，农业技术严格要求的指标之一，对播后出苗影响很大，要保持播深一致就必须控制各播行的开沟器均能随地面起伏而浮动，即要求开沟器具有良好的仿形性能。播种机上控制开沟器入土深度的方法有以下几种：①在滚动式开沟器上加装限深环；②在滑刀式开沟器上加装限深滑板；③改变牵引铰接点位置或加配重；④利用弹性增压机构；⑤利用限深装置及其随动机构。五、其它工作部件1导种管：将排种器排出的种子导入种沟，要求对种子的干扰小，能伸缩挠曲以适于开沟器的升降起伏及行距调整要求2覆土器：用于将种沟内的种子覆土盖严的装置，要求覆土深度一致。3镇压轮：用于压实种床，使种子与湿土紧密接触，要求具有一定的镇压强度。4划行器：用于指示机组下一行程的行走路线，以确保两行程间邻接垄行距一致。左右划行器的长度应视驾驶员对行方式而定，若采用中线对行，则左右划行器长度相同，为播种机幅宽；若采用拖拉机右前轮中线对行，则左侧划行器长度为幅宽加轮距的一半，而右侧划行器的长度为幅宽减轮距的一半。§2一5

播种作业的监测装置

一、面积计数器现代播种机上都装有面积计数器。其原理是从地轮转动一圈所播的面积，换算成面积计数器指针的角位移，以公顷作单位标注在刻度盘上，从而自动地记下播种机所播的面积。通常装在播种机地轮轴附近便于查看的位置。二、添种预报装置当种子箱的种子减少到规定的极限剩余量时，监测装置即发出信号通知加添种子。浮动探测杆位于种子箱内的种子层表面上，当种子不断减少，表层下降时，探测杆就随着向下转动，当转到种子剩余量极限位置时，探测杆后端与触点接触，接通电源，装在驾驶室内的指示灯即发亮或蜂鸣器发出声音。三、故障报警器现代播种机还装有响铃式排种故障报警器。工作正常时，动力由方轴通过离合器传动排种器旋转。当排种器受阻卡住不能转动时，塑料销钉被剪断，离合器被动套不能转动，而装在主动套上的弹片仍随主动套继续转动。当弹片从被动套上的凸耳挡片越过时，弹片振动，弹片上的小锤即敲击铃罩不断发出声响。四、排种质量监测装置有机电式和电子式两类。型孔带式排种器上所用的是一种机电式信号显示装置。它的滚轮与型孔带密切接触并随动旋转。滚轮轮缘侧边有一半镶有与滚轮轴连通并一起接地的金属片。当滚轮转动，金属片触及指示器的触点时，电路接通，指示灯亮，滚轮上没有金属片的部分触及触点时，指示灯熄灭。如果指示灯闪亮的频率忽快忽慢或根本不闪或不亮，则表示型孔带的运动有故障，速度不匀或已停止不动。由此可以得知排种是否均匀，是否有漏种现象。在现代播种机上采用电子监视装置，由传感器、转换线路和信号显示装置构成。传感器以使用光电元件(包括可见光和红外光等)的较多。将光电传感器设置在导种管上。当种子通过传感器的种子通道时，遮断光源，使光电管发出信号，表示有种子通过。当某一播行发生故障，无种子通过时；驾驶室的仪表盘上即显示出该播行的数码，并发出报警声响。排种质量监测装置也有用压电元件作传感器的。将传感器安装在排种口或投种口下方，种子落下时冲击压电元件而产生电信号五、现代播种机监控系统现代播种机的电子监控系统不仅可以当场显示播种作业情况，还能对每一行的播量、每米粒数、排种器转数等进行调节控制。当通过导种管的种子数多于或少于要求值时控制系统就自动调节排种器转速以达到所要求的数值。包括监控显示仪、监控线路、种子流光电传感器、测距传感器、转换器与驱动电机，种子面高度传感器等。这些装置的操纵旋钮和显示荧光屏都集中在位于驾驶员附近的一个仪表盘上。种子流光电传感器和测距传感器每掉下一粒种子或前进一段距离即产生一个电脉冲。这些电脉冲由计数电路进行统计，并计算出每米长度内播下的种子粒数或单位面积上的播量。如发现不符合规定要求就启动驱动电机改变排种器转速以保持播种质量。第三章中耕机械

§3—1概述

中耕机械(cultivatingmachinery)

在作物生长期间进行行间、苗间除草、松土、培土等项作业的机械。中耕机械有旱田中耕机械和水田中耕机械两种。旱田中耕机有行间中耕机械、苗间中耕机械和中耕追肥机械等。中耕作业的主要目的是除草、松土及培土起垄。要求除草率高、不伤害作物根系和植株、培土量适宜、不压苗、表土松碎。通用中耕机中耕追肥机§3—2中耕机械的主要工作部件

一、除草铲：(一)除草铲的种类和用途：包括单翼式、双翼式和通用式三种。单翼式有左右之分，带有竖直护板，防止压苗，用于垄侧松土除草，耕深较浅，安装时不能装反；双翼式不分左右，与单翼铲配合使用，用于垄沟松土除草；通用铲的起土角大，碎土能力强，用于出苗后期垄沟松土除草。(二)除草铲的翼张角：铲刃与机器前进方向的夹角γ或2γ，其大小是以产生滑切作用的强弱来确定的。如图，草根在铲刃上受正压力N和摩察力F两个力的作用，其合力为R，则R与N间的夹角为铲刃对草根的摩擦角φ。将N力分角为沿铲刃向后的滑切力T和与前进方向相同的作用力P，则要产生滑切作用，必须使用T>F，而则即一般情况下，φ小于45°，故γ<45°。铲翼粘土时，使φ增加，故设计制造除草铲时须相应减小翼张角，保正其在粘土时仍具有充分的滑切作用，即γ越小滑切作用越强。但γ不宜过小，否则将造成铲翼过长，易变形损坏，故此，除草铲翼张角的范围是单翼铲双翼铲，30°<γ<45°，双翼铲60°<2γ<90°。得

(二)其它角度参数：在垂直于铲刃的横断面内，除草铲的角度参数还包括以下几个。1.翼倾角β：铲翼上表面与水面的夹角，取决于碎作用，大则碎土能力强，但β过大时易造成上下土层混拌而使地表失水量大，同时土壤侧移量大，阻力增大，不宜过大，一般β=9—15°，通用铲β=18—30°。2.切土角β0：铲刃上磨刃面与水平面的夹角，β0越小则切断草根的能力越强，故β0应小些好，但β0受制与刃角i和隙角ε，即，β0=i+ε，一般β0=22—25°。3.刃角i：除草铲两磨刃面间夹角，小则铲刃锋利，切断草根能力强，但不耐磨且易损坏，一般i

=12—15°，最大20—25°。4.隙角ε：下磨刃面或铲翼下表面与水平面的夹角，ε小则入土能力差，一般。ε=7—10°。二、松土铲：用于疏松土壤，工作深度为12~16cm。松土铲的种类有三种：箭形松土铲的铲尖为三角形，与铲柄铆接，松土效果好，阻力较小。尖头松土铲的铲头有两个铲尖，与铲柄用螺栓联接，磨损后可调头使用。凿形松土铲的铲尖与铲柄为一体，松土深度大。三、培土器：又称起垄铲，用于向根部培土、开沟、起垄，按工作面类型分为曲面型和平面型两种。曲面型培土器的铲尖、铲胸为圆弧曲面，主要起碎土作用，铲翼为半螺旋曲面，起翻土作用。铲翼张开度可调，275~430mm，特点是升土容易，不粘土，工作阻力小，开沟小，除草能力差。平面型培土器适于东北垄作地区，其开沟部件(三角铧)、分土板、培土板均为平面型，三角铧宽度不同，用于不同中耕作业，培土板的张开度可调，第一遍中耕可不带培土板，第二遍中耕张开角为中间，第三遍中耕张开角最大。

四、中耕机工作部件的配置要求不伤苗，除草干净，松土范围大，不堵塞。除草铲的横向配置时，其铲翼应有一少量的重叠，以免漏耕，δ为中耕机前进中的偏角，随除草铲在梁上铰接的拉杆长度变化，一般δ=7~9°。当拉杆长时，Δb=60~80mm，短时Δb=40~60mm，固接时Δb=25~45mm。前后间距横向间距铲翼间重叠§3—2中耕机械的仿形机构

仿形机构的作用是保证中耕机工作部件工作深度稳定一致，随地面的起伏而保持耕深不变。仿形机构的类型分整机仿形(中耕机械整个机架随地面仿形)和单组仿形(各工作部件单组随地面起伏仿形)两种。单组仿形又分为单铰接仿形机构、平行四杆仿形机构和五杆双自由度仿形机构。对仿形机构的要求是受力合理，工作平稳，仿形性能良好，不因地面起伏而跳动，仿形量能满足耕深最小时的上仿形量和最大时的下仿形量要求，即仿形量变化范围大。一、单铰接仿形机构：简单的单铰接仿形单组与机架间只有一个铰链点，工作中受重力G、阻力R和牵引力P作用处于平衡状态，即但因R是变化的，而G不变，故这种机构的稳定性极差，R大的工作深度小，R小则工作深度大。改进后单铰接仿形机构加装了仿形轮，受力情况发生了变化，增加了一个仿形轮的支反力S，在稳定工作时。当R大时，S减小，R小时，S大，可保持受力平衡，只要S≠0，即仿形轮不离地悬空，工作部件应能稳定工作。主要问题：一是仿形过程中工作隙角和入土角变化，影响工作部件的工作性能。二是仿形轮与工作部件间存在一个距离造成工作部件的仿形超前，距离越大，超前越明显，但仿形轮与工作部件间距离又不能为零。三是前后排的工作部件仿形量不一致。二、平行四杆仿形机构由工作部件、仿形轮、平行四杆机构组成。仿形轮与工作部件固联，由平行四杆机构与机架铰连，只有一个自由度，即工作部件绕仿形轮转动，为仿形轮所约束，当仿形轮因地表起伏而上下仿形时，工作部件与仿形轮一起作平面平行运动而实现仿形。受力情况：重力G、阻力R、支反力Q和牵引力P，P的方向与平行四杆的上下拉杆平行。仿形过程：上仿形时α角减小，Q增加，当Q大到仿形轮超载，壅土堵塞时为上仿形极限。下仿形时α角增大，Q减小，当Q=0时为上仿形极限。特点仿形量大，可满足地表起伏较大的地块；工作部件的入土角不随仿形过程而变化，工作稳定；结构简单。但因只有一个约束，当仿形轮遇土块、残茬等障碍物时易跳动，工作部件亦将上下跳动，使工作稳定性变差，称为仿形过敏；另外仿形轮与工作部件间距离较大，工作部件的仿形与地表起伏不同步，存在仿形滞后现象；其次仿形轮上的负荷Q变化大，影响耕深定性。

三、五杆双自由度仿形机构：结构由四杆机构及钩形梁、仿形轮、工作部件和后犁踵组成。仿形轮与工作部件固联，但钩形梁与四杆机构采用铰链，因此有两个自由度和两个约束。一个自由度是工作部件与仿形轮绕E点的转动，由仿形轮约束，一个自由度是后支架BD绕瞬心π的转动，由后犁踵约束。受力情况：重力G、阻力R、支反力Q、N、牵引力P。仿形过程：上仿形时仿形轮绕M1点旋转(相对运动)和随机器前时(牵连运动)，绝对运动的瞬心为π1，因工作部件距后犁踵近，故此抬起高度较仿形轮小，因而在上坡前工作部件不会减小很多。当工作部件进入上坡段，因后犁踵也随即进入上坡段，将工作部件抬起，因而耕深不会增加很多。当仿形轮进入平地段(相当于下仿形)后，后犁踵有绕仿形轮向上旋转的相对运动，绝对运动的瞬心为π2，工作部件绕π2旋转，并逐渐达到正常状态(平地)，此时，工作部件的耕深不会增加很多。特点：仿形量大，由于存在两个自由度和两个约束，避免了仿形过敏和仿形滞后现象，工作平稳，耕深变化小，实际仿形曲线(沟底线)较接近地表线。第四章植物保护机械

§4—1概述

植物保护机械(cropprotectionmachinery)也称农业药械，是在农作物生长过程中喷施农、除草剂等的机械。有喷雾机、喷粉机、喷烟机以及喷撒固体颗粒制剂的喷撒机等。一、防治方法1生物防治：利用生物技术防治害虫，如利用害虫的天敌、虫卵寄生等，无污染有利于环保，但效果差，速度慢，受气候条件限制。2物理防治：利用诱杀灯、射线消毒等，无污染，但效果差。3化学防治：利用化学药品防治，效果好，能及时消灭害虫，但污染严重，化学残留，对环境危害大。二、施药方法1喷雾法：对药液施加一定压力，通过喷头雾化成100～300μm的雾滴，喷洒到农作物上。射程远，均匀，粘着性好，受气候条件影响小，但需大量的稀释用水。2弥雾法：利用高速气流将粗雾滴破碎、吹散、雾化成75～100μm的雾滴，并吹送到远方。雾滴细小、均匀、覆盖面大、防治效果好，稀释水量少，可进行高浓度喷施。3超低量喷雾法：利用高速旋转的齿盘，将微量原药液甩出，雾化为15～75μm的雾滴，沉降到农作物上，原药液喷施不用稀释水，效率高、效果好。4喷烟法：利用燃料燃烧后形成的高温烟气，使药液发生热裂解，形成1～50μm的雾滴，随高温气体吹送到远方。5喷粉法：利用高速气流将药粉喷撒到农作物上。§4—2喷药机械

一、喷雾机械喷雾机械按工作原理分为压力式喷雾机、离心式喷雾机及风送式喷雾机等。喷雾机的功能是使药液雾化为细小雾滴，并使之喷洒在农作物的茎叶上。对喷雾机的要求是：1雾滴大小适宜2分布均匀3浓度一致4零部件不易被药物腐蚀5安全可靠。(一)压力式喷雾机由压力泵、药液筒、喷头或喷枪、搅拌器、计量调节装置及动力机等构成。其工作过程为：动力机驱动液泵使水流经滤网进入泵缸，并压入穴气室稳压，压力表上可显示出空气室内的压力，调压阀可调节回流阀的压力，当空气室内压力过高时，回流阀门打开，使一部分水流液泵的进水口。经稳压后的水流经射流式混药器时，流速增快，形成负压，吸入药液并与水流混合，由喷头或喷枪喷出。这种喷雾机的液泵不与药液接触，工作寿命长。(二)弥雾式喷雾机是利用风机产生的高速气流将药液剪切碎裂成细小雾滴，并由气流吹送到远处。工作时动机驱动风机高速旋转，大部分气流经喷管吹出，少部气流经进气软管进入药箱使药液加压，药液经输液软管流向弥雾喷头，从喷头周围的小孔流出。受到高速气流的冲击，将药液雾化成细小的雾滴随气流从喷口喷出，吹向远处。(三)超低量喷雾机是利用风机产生的高压气流驱动喷头的齿盘组件高速旋转，依靠离心力将药液雾化成极细小雾滴。工作时动机驱动风机高速旋转，大部分气流经喷管吹出，少部气流经进气软管进入药箱使药液加压，药液经输液软管流向超低量喷头，喷头上安有叶片，在高压气流作用下驱动喷头的齿盘组件高速旋转，药液呈薄膜状沿齿盘组件向外扩展，由锯齿碎裂成细小雾滴，雾降到作物上。二、喷粉机械喷粉机用于喷撒粒径在3～50μm的粉状固体制剂。喷粉的优点是作业效率高，不需用载体物质，不用加水，适于在缺水地区、森林区、草原牧区以及大面积农田使用和飞机喷撒。喷粉的主要缺点是粉粒在植株上的附着性差，容易滑落。小粒径的药剂常在空中飘浮，容易随风飘散到防区之外；大粒径的药剂对一些害虫来说又嫌太大，有些浪费。用于降低药剂浓度而加入的辅助剂的密度如与药剂密度差别太大，就容易使混合物在空中分离，从而大大影响喷洒效果。喷粉机的主要类型有射流式、吹送式和离心式等。吹送式喷粉机风机产生的高速气流，大部分吹向弯头，小部分吹至粉箱底部的吹粉管，从吹粉管的小孔吹出，并将药箱底部的药粉吹松散，送至粉门。同时由于大部分气流通过弯头时，在输粉管出口处造成一定的真空度，药粉就通过粉门、输粉管被吸入弯头，与大量的高速气流混合，经喷管喷出。这种喷粉机水平射程可达30m，竖直喷高达16m。这种装置构造简单，但输粉均匀性较差。§4—3药液雾化装置

雾化装置是将液体或粉状固体药剂变成雾状或烟状喷射出去的装置。分为压力式、离心式、气力式三大类。一、压力式喷头

药液在压力作用下变成雾状喷出。包括涡流式喷头、直流式喷头、反射式喷头及变流量喷头等。(一)涡流式喷头1涡流室式喷头药液在喷头内呈旋涡状流动并绕圆孔喷出。喷头内有一个诱导药液形成旋涡的液流通道或孔道。1窝流片式喷头：高压药液进入喷头时，沿倾斜的通道按切线方向进入涡流室，绕着圆锥体芯作高速螺旋运动。高压液流在经过通道小孔时，流速大大增加，在圆形涡流室内形成水力旋涡，从中心喷口呈圆锥形雾状喷出。改变喷孔大小、涡流室深浅、药液压力，可调整雾滴大小和射程远近及雾锥角大小。2涡流芯式喷头在涡流芯上有矩形的螺旋槽，用以引导液流沿切线方向进入涡流室，然后从中心喷口呈雾状喷出。涡流芯可以作成可调式，能够前移或后退以调节涡流室的深浅。涡流室变浅时，雾滴变小，射程减小，雾锥角增大。喷头数量的确定主要根据液泵常用工作压力时的排液量和喷头在该压力下的喷雾量决定，各喷头喷雾量的总和应小于液泵排液量。3涡流片式喷头片上沿圆周方向对称地有两个贝壳形斜孔。在涡流片与喷孔片之间衬有垫圈，构成涡流室。液流从涡流片的贝壳形斜孔切向进入涡流室，产生高速螺旋运动，并从中心喷孔喷出成雾锥状。更换喷孔片以改变喷孔大小或增减垫圈厚度以改变涡流室深浅可改变喷滴大小。(二)直流式喷头液流在喷头内不产生回旋和曲折，径直从喷口成雾状喷出。缝隙式喷头的喷口为一狭窄的缝隙，喷出的雾呈扁平扇状。这种喷头在通常情况下产生的喷滴直径比涡流式喷头大，但造价低廉，可在较低压力(2～5Pa)下工作。(三)反射式喷头液流从圆形孔喷出后，高速冲击在对面的挡壁上而雾化。根据壁的位置和形状，喷出的雾，可以呈扇形、半圆形或圆盘形，也可成为中空的圆锥形。(四)变流量喷头喷头上的喷口大小、空间间隙等可以调节，在不改变压力的情况下改变喷量，而不影响雾滴尺寸、喷射角和射程。只须将喷头旋转一个角度即可接通喷头的另一种工作参数，从而获得不同的流量。二、离心式喷头利用一个高速旋转部件的离心力，使药液成雾状洒出。(一)旋转齿盘式喷头喷雾口有一高速旋转的圆形齿盘，盘上有细齿及小槽。药液经输液管进入齿盘中部利用圆盘旋转的强大离心力将液膜碎裂成很细小的雾滴。这种喷头的喷幅较宽，多喷头使用时，喷头间距可在2m以上。改变齿盘转速可以得不同大小的雾滴。(二)转笼式喷头工作时，药液顶开球阀从喷嘴环四周喷出，经过两层有孔眼的笼子，雾滴逐渐减小，最后成雾状喷出。三、气力式喷头利用高速度强力气流的冲击力，使从药箱流到喷口的药液碎裂或使药粉散开，成雾状喷出。(一)液剂气力雾化装置药液从出液口流出时，利用强力气流将其雾化喷出。包括顺流、逆流式、锥形扩散、旋流式、横流式喷头。(二)增速气流雾化装置在药剂出口处将主气流增速，以加强雾化作用。粉剂和液剂均可喷施。包括风洞式、横流增速、叶片式(弥雾)气力喷头、风动齿盘(超低量)式、气力旋管式、气涡流喷头等。弥雾喷头风送式超低量喷头气力雾化喷头气流增速喷头四、影响切向涡流式喷头雾化质量的因素切向涡流式喷头雾化质量指标主要包括雾锥角、雾滴质量中径及喷雾量。雾锥角指锥状喷雾时的雾锥顶角，影响喷幅大小。雾滴质量中径指一定压力和某一喷量下，喷头喷出的大小不同雾滴，若大小或小于某一直径的雾滴质量各占50%，则该直径就称为雾滴质量中径。喷雾量指单位时间内喷出的药液体积。影响切向涡流式喷头雾化质量的主要因素有压力、喷孔直径和涡流室深度，其对雾化指标的影响如下。§4—4基本部件

农用药剂喷施机