【《国内外种床制备装置研究现状文献综述》4500字】

国内外种床制备装置研究现状文献综述播种机主要包括排种排肥装置和种床制备装置，种床制备装置为种子生长提供适宜的种床（Muhammad等，2014），种床制备质量影响作物后续生长和产量。播种机作业效率不仅受排种排肥装置影响，种床制备装置的效率同样制约播种机发展。同时，播种机的功率主要消耗在种床制备装置上，选取和研发合适的种床制备装置能有效降低生产成本。1.1国外种床制备研究现状随着农业生产对播种机的需求逐渐增大，国内外相关学者对种床制备装置开展了较多研究，取得了较多成果。欧美等发达国家，由于田块大、适合规模化生产等特点，研发的播种机多为宽幅高效免耕播种机，配套的种床制备装置多为适用于干旱、半干旱地区的大中型联合耕整装备，目前已在市场上广泛应用。图1.1a为德国公司研发的阿玛松（AMAZONE）DMC免耕播种机种床制备装置，作业幅宽为3~12m，作业速度高达12km/h，种床制备通过前后交错排布的多组凿形开沟器系统完成。安装于平行四边形主梁上的凿形开沟器完成残茬扰动同时开出种沟，两侧配套对称安装的限深装置使凿形开沟器保持稳定耕深，同时完成覆土作业。图1.1b为德国（AMAZONE）研发的Citan大型播种机种床制备装置，作业幅宽为6~15m，作业速度高达16km/h，种床制备主要采用犁刀，深度可调可控，犁刀开出种沟后，安装于后侧的覆土装置完成种子覆土，后置镇压轮完成种床镇压和平整作业。图1.1c为奥地博田TERRASEM特瑞森免耕播种机种床制备装置，种床制备主要采用双圆盘组合式缺口圆盘耙片，缺口圆盘耙直径为510mm。圆盘耙片安装于平行四边形主梁，利用橡胶仿形功能实现避障和深度可调。采用双圆盘开种沟，后置镇压轮完成种沟镇压覆土。图1.1d为德国（LEMKEN）萨菲尔Saphir7机械式播种机种床制备装置，作业幅宽为2.5~4.0m。种床制备过程为，前置镇压轮完成种床平整功能，后侧双圆盘完成开种沟作业，通过紧挨的橡胶镇压轮控制耕深，安装于后侧的弹簧仿形覆土耙条完成种沟覆土作业。德国阿玛松（AMAZONE）DMC免耕播种机种床制备装置b.德国阿玛松（AMAZONE）Citan大型播种机种床制备装置c.奥地博田TERRASEM特瑞森免耕播种机种床制备装置d.德国（LEMKEN）萨菲尔Saphir7机械式播种机种床制备装置图1.2国外种床制备装置Fig.1.2Seedbedpreparationdeviceabroad综上可知，欧美等发达国家播种机及相关技术发展较为成熟，已配套研发适用于本国国情的种床制备装置。欧美等发达国家多为干旱和半干旱大田块，适合规模化生产，配套研发的种床制备装置多为大型被动式耕整部件，应用于大型免耕直播机，作业效率高。但由于我国土壤质地、耕作模式、田块特点等原因，欧美等发达国家已成熟应用的种床制备装置难以适应我国国情。因此，需研发适用于我国国情的种床制备技术及配套装备。1.2国内种床制备装置研究现状我国种床制备技术研发起步较晚，20世纪50年代相关学者开始相关研究，进入21世纪以来，随着我国农业机械的飞速发展，我国种床制备联合耕整技术及其配套装备发展迅猛，针对不同作物的种床制备需求，我国众多学者在种床制备技术研究上取得较多成果。种床制备装置按照作物种植方式不同，主要分为少免耕直播机种床制备装置和全耕整式直播机种床制备装置。其中少免耕直播机的种床制备装置主要通过处理秸秆，少耕或者免耕的方式实现种床耕整，可降低生产成本；全耕式直播机的种床制备装置主要对种床内土壤和秸秆进行碎土和埋茬，并平整种床。少免耕直播机种床制备装置研究，罗红旗等设计了一种适用于玉米垄作免耕播种的种床制备装置（罗红旗等，2006），通过苗带浅旋灭茬和旋耕带开沟、镇压的耕整方式，整机通过性能好，满足玉米垄作种床制备作业要求。张喜瑞等研发了通过水平旋转实现种床带秸秆处理和土壤扰动的玉米免耕直播种床制备装置（张喜瑞等，2010），满足玉米种植农艺要求，该装置能减小土壤扰动，降低作业功耗。吴明亮等为解决冬油菜区前茬残留对后期油菜生长的影响（吴明亮等，2010），设计了油菜直播浅旋灭茬、开畦沟等多功能一体的种床制备装置，灭茬率高于95%，作业效果满足油菜直播农艺要求。胡红等为解决稻麦轮作区小麦免耕播种种床制备过程中堵塞问题（胡红等，2016），结合小麦种植需同步开畦沟的农艺要求，设计了双翼铧式开沟部件、带状浅旋和仿形覆土板组合式种床制备装置。张青松等为降低油菜直播种床制备作业功耗（张青松等，2016），提出了一种深浅旋组合式种床制备装置，采用种床带深旋、灭茬带浅旋的方式，降低种床制备功耗。王韦韦等针对黄淮海地区玉米播种种床整理质量差、生产成本高等问题（王韦韦等，2017），设计了一种以立式旋耕为主要耕整部件的玉米免耕播种机种床制备装置，显著提高了种床制备质量。施银燕等设计了一种秸秆粉碎条播免耕播种种床制备装置（施银燕等，2019），一次作业完成灭茬、种床耕整等工序，满足小麦免耕直播种床需求。刘立超等研发了一种前后组合式开畦沟种床制备装置（刘立超等，2019），不扰动种床土壤-秸秆，通过畦沟土壤抛洒均匀覆盖至种床表面，完成油菜种床制备。罗伟文等为解决稻麦轮作区小麦播种时秸秆量大导致种床制备难度大的问题（罗伟文等，2019），研制了小麦播种行间灭茬种床制备装置，实现种床带灭茬浅旋，作业质量满足小麦播种要求。曹鑫鹏等为提高东北地区玉米免耕直播种床制备过程中播种带秸秆清洁率（曹鑫鹏等，2021），设计了一种侧置切刀与切茬齿盘组合的清茬装置，并通过正交试验获取最优参数组合，田间试验表明作业效果满足播种要求。全耕整式直播机种床制备装置研究，贾洪雷等研发了适用于旱地大豆和玉米播种种床制备的旋耕、碎茬和深松联合的耕整装置（贾洪雷等，2007），通过深松扰土、旋耕灭茬碎土、后拖板平整的方式，作业形成适宜的种床。田波平等研发了一种油菜联合直播种床制备装置（田波平等，2008），通过高速旋耕灭茬、碎土，后拖板平整种床，前后组合式开畦沟装置作业形成两侧畦沟，种床制备质量较优，整机通过性能好。付乾坤等为满足东北春玉米直播需求，设计了一种灭茬起垄种床制备装置（付乾坤等，2016），分析确定了灭茬装置、连接装置等结构参数，试验表明种床制备质量满足玉米种植农艺要求。刘晓鹏等为解决稻油轮作区油菜直播种床制备过程中同步开畦沟稳定性差的难题（刘晓鹏等，2017），设计了一种与铧式前犁配合的船式开沟器，通过与旋耕装置配套作业，提高了油菜直播种床制备质量。包攀峰等研制了适用于我国南方地区的油菜直播犁旋组合式种床制备装置（包攀峰等，2017），通过旋耕与犁体式开沟起垄部件联合耕整的方式，作业形成适宜油菜垄作的种床。张银平等为解决稻麦轮作区茬口矛盾，集成反转灭茬和主动防堵技术（张银平等，2017），设计了一种正反转组合式水稻播种种床制备装置，一次作业完成旋耕灭茬等种床制备需求。肖文芳等为解决长江中下游地区油菜直播时机具易堵塞缠绕的问题（肖文芳等，2019），设计了一种犁旋组合式种床制备装置，一次作业实现犁翻埋茬、旋耕碎土、两侧开畦沟等工序，种床制备质量满足油菜直播农艺要求。马磊等为解决油菜直播种床带土壤板结问题，研制了一种与旋耕组合的的类深松铲（马磊等，2019），实现种床带深耕作业，提高了油菜直播种床制备质量，利于油菜种子后续根系生长。廖庆喜等为构建长江中下游地区适宜油菜生长的种床（廖庆喜等，2020），提出了一种主动式犁耕埋茬与旋耕碎土平整结合的种床制备方案，研发了驱动型犁旋组合式种床制备装置，作业质量满足油菜种植农艺要求。孙文成等研发了一种适用于稻油轮作区油菜直播种床制备装置（孙文成等，2021），通过集成主动犁耕和反转旋耕的耕整方式，实现前茬水稻秸秆翻埋、碎土平整，种床制备质量满足油菜直播农艺要求。综上所述，近年来，随着我国各种作物播种机快速发展，国内相关学者研发了适用于不同地区和不同作物的种床制备装置，主要分为少免耕直播机种床制备装置和全耕整式直播机种床制备装置。其中少免耕直播机种床制备装置主要通过浅旋等方式完成种床带耕整，该方式未对种床全量土壤细碎平整，作业功耗小，能有效降低生产成本。全耕整式直播机种床制备装置对种床全量土壤耕整，以构建适宜种子生长的种床，耕整深度较深，种床制备质量优于少免耕直播机种床制备装置。长江中下游地区油菜直播前前茬水稻秸秆留茬高、秸秆量大，制备满足农艺要求的种床难度大。主被动组合式联合耕整技术具有耕整质量好、作业效率高等优点，而现有种床制备装置，主被动组合式联合耕整技术的应用研究较少。为构建适宜油菜生长的种床，提高种床制备质量，研发适用于长江中下游地区的主被动组合式种床制备装置很有必要。参考文献包攀峰，吴明亮，官青云等．犁旋组合式油菜播种开沟起垄装置设计[J]．农业工程学报，2017，33(20)：23-31．曹肆林，王序俭，王敏等．1LZ系列联合整地机的设计与试验[J]．西北农业学报，2012，21(05)：202-206．曹鑫鹏，王庆杰，李洪文，等．侧置切刀与拨茬齿盘组合式清茬装置设计与试验[J/OL]．农业机械学报：1-11[2021-04-04].曾德超，郭祺泰．按翻土曲线变化规律设计滚垡壁犂犂体曲面的方法[J]．农业机械学报，1965(03)：265-276．曾德超，赵作善．犁体曲面设计的数学解析法[J]．农业机械学报，1979(01)：1-22．曾德超．在旱作沙壤土上铧犁犁体曲面性能的分析[J]．农业机械学报，1962(01)：37-60．车刚，张伟，万霖等．基于灭茬圆盘驱动旋耕刀多功能耕整机设计与试验[J]．农业工程学报，2012，28(20)：34-40．陈翠英，陈利刚．基于MDT的双翼翻土防漏耕犁的犁体曲面展开[J]．农业机械学报，2002(05)：38-39+43．陈钧，近江谷和彦．旋耕刀曲面典型形状的研究[J]．农业机械学报，1995(04)：50-55．丁为民，彭嵩植．宽型旋耕弯刀的设计研究[J]．农业机械学报，1997(03)：145-149．丁为民，彭嵩植．旋耕刀滑切角及滑切角方程的研究[J]．农业工程学报，1995(04)：67-72．丁为民，王耀华，彭嵩植．反转旋耕刀滑切角分析与计算[J]．农业机械学报，2001(06)：26-29+21．丁为民，王耀华，彭嵩植．反转旋耕刀正切面分析及参数选择[J]．农业机械学报，2003(04)：40-43．方会敏，姬长英，AhmedAliTagar等．秸秆-土壤-旋耕刀系统中秸秆位移仿真分析[J]．农业机械学报，2016，47(1)：60-67．方在华，张文春，刘夫云．拖拉机旋耕机组旋耕速比的确定[J]．农业机械学报，1997(01)：25-29．付乾坤，荐世春，贾洪雷等．玉米灭茬起垄施肥播种机的设计与试验[J]．农业工程学报，2016，32(04)：9-16．22.甘雨．伪球犁体曲面的设计研究[D]．石河子大学，2017．高建民，桑正中．斜置旋耕刀侧切刃曲线的理论研究[J]．农业机械学报，2001(02)：24-26．葛云，吴雪飞，王磊等．基于ANSYS微型旋耕机旋耕弯刀的应力仿真[J]．石河子大学学报(自然科学版)，2007(05)：627-629．宫含洋，王立权，邢晓冬等．海底犁式挖沟机犁体建模及土壤裂解研究[J]．机械工程学报，2012，48(19)：134-140．顧乾安，王权，孙永祥等．旋耕机铊形刀片的设计[J]．农业机械学报，1965(05)：476-484．郭俊，姬长英，ChaudhryArslan等．稻麦秸秆旋耕作业中受力与位移分析[J]．农业机械学报，2016，47(10)：11-18．何永强，贺俊林，杨作梅．犁体曲面离散元仿真试验与参数优化[J]．农机化研究，2019，41(12)：189-193+257．何志民，杨芳，孙红霞等．水平直元线犁体曲面参数化设计[J]．机械科学与技术，2002(04)：562-564+568．后之明．犁体曲面研究的几个问题[J]．农业机械学报，1981(03)：74-85．胡红，李洪文，李传友等．稻茬田小麦宽幅精量少耕播种机的设计与试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