摘要：针对河北省玉米小麦一年两熟种植区，小麦播前旋耕整地后存在播种土壤层秸秆含量大和坚硬的旋耕作业犁底层等问题，研制出IGFX--200型翻旋耕小麦播前整地机，并对机具的结构参数进行分析和确定。田间试验结果表明，研制出1GFX--200型翻旋耕小麦播前整地机能够在秸秆覆盖量达到3kg／m2的顺利通过，耕深为18～20cm。整地后播种层O～5cm土壤lm2秸秆量为0．049kg／m2，低于旋耕整地后播种层O～5cm土壤lm2秸秆量0．096kg／m2．为小麦种子生长创造出良好的种床。
关键词：翻耕，旋耕，整地机
0 引言
河北省耕地面积6 000多khm2，其中2 600多khm2是我国典型的玉米和小麦一年两熟地区，在小麦播种前，地表上覆盖有大量的粉碎后的玉米秸秆和经过整个夏季没有腐烂的小麦秸秆，多采用2～3遍旋耕整地方法。虽然秸秆还田增加了土壤有机质和改善了土壤团粒结构，由于一年两熟地区玉米秸秆量大，旋耕后播种土壤层秸秆含量大，播后麦种与秸秆直接接触机会增大，影响部分小麦的出苗率和生长，尤其是返青期进行肥水管理之后，随着气温的回升，秸秆逐渐腐烂，在此过程中产生的有毒物质危害小麦根系，根系受害变黄生长停滞，致使麦苗叶片因营养不良而发黄，生长缓慢甚至停止，最终影响小麦的产量；又因为多年旋耕，旋耕机的旋耕深度不超过12cm，造成了坚硬的旋耕作业犁底层，致使麦田耕层越来越浅，蓄水保肥能力下降。可见，研制出秸秆还田条件下加大耕深打破旋耕犁底层同时减少播种层土壤秸秆含量整地机具是极其必要的。
小麦播前整地机的设计方案和工作参数
翻耕是用有壁犁将土壤翻转的作业。可以将下层的部分土壤翻转到表层，对覆盖在土壤表层秸秆有较好的覆盖作用。但翻耕后有较宽的犁沟，且土块较大，所以后续整地工作很麻烦。旋耕作业碎土能力比较强，经过一次作业能达到犁耙多次的效果，耕后地表平整松软。但旋耕作业时，被旋耕刀片切下的土块的各部分被抛向侧后方，土块的上、中、下部分的后抛能力依次减弱。旋耕作业时，一部分表层土块在向斜后方下落的过程中，与向后方抛出的原表层土块碰撞，其结果使得原表层土仍位于原底层土之上。原表层的部分土块侧向抛入邻刀的旋转空间，被邻刀再次挑起，仍被抛向耕后的表层，可见旋耕作业翻土性能差反转旋耕的刀辊的旋转方向与拖拉机前进时轮子的转向相反H]，反转旋耕作业翻耕覆盖性能较好，但刀辊前方壅土严重，功率消耗大，所以很少使用。一年两熟地区高产区小麦播种前地表秸秆量大，单独采用旋耕作业方法后0～5cm播种土壤层含有较高量秸秆。因此可以采用翻耕和旋耕联合作业方法，翻耕提高机具覆盖秸秆能力，并加大翻耕的耕深，具体设计方案是采用铧式犁部分翻耕，随后动力驱动旋耕装置进行整地作业，达到小麦播种农艺要求，图1为设计方案。
小麦播前整地机设计工作参数如下：耕幅200cm、耕深18～20cm、配套动力：58．82～73．53kw拖拉机、作业速度：2～5km／h。
2翻耕装置设计
铧式犁刀的配置与排列主要考虑机具纵向尺寸的限制问题。机具的纵向尺寸太大将使机具重心后移，影响悬挂机具的提升和地头的转弯等，因此左右两侧采用右翻犁和左翻犁对称配置，中间采用两个右翻犁。图2为铧式犁配置排列方案。由于旱地粘性土壤流动性差，地表覆盖大量秸秆，同一排上两个反向或同向的铧式犁容易产生堵塞，通过田间试验确定同一排上两个犁柱不发生堵塞最小距离如下。
1)相邻左右翻的犁体反向安装不拥堵最小距离为300mm。
2)相邻同向犁体不拥堵最小距离为240mm。
3翻耕装置的关键参数分析与确定
3．1 犁体个数
根据设计要求的最大耕深a=20cm，参照标准NJl60一78(旱田普通铧式犁型式)确定单犁体的耕幅b=20cm，计算可得咒n=6．75，因此确定n=6。
6个犁的耕作宽度总和为B1=nb=120cm。
小麦播前整地机总的幅宽为B=200cm，根据图2铧式犁体配置和排列，共3组犁体，每一组有两个犁体，每组犁耕地幅宽为B=40cm，因此采用是条带翻耕的设计。
3．2犁体纵向间距
每一组犁体纵向间距
由于犁体纵向间距L值对犁的长度、重心位置、机组的性能影响较大。但考虑到机组是在地表覆盖大量秸秆地作业，在保证垡片顺畅通过的前提下，取L=45cm。
3．3犁梁底面至犁体水平基面高度
应保证土垡顺利翻转，不产生堵塞现象。但不宜过大，否则会导致犁柱承受最大弯矩增大。
4旋耕装置刀具的排列
由于前面的翻耕装置翻土后土壤表面，两侧和中间有犁沟，并且靠近中部土壤高，土块大，因此动力驱动旋耕装置主要起碎土、整平地块、进一步把秸秆混合均匀作用。为了整平地块旋耕刀在到轴上应重新排列，具体方案如图3、图4。
图3为左刀轴上旋耕刀的排列方案，因为前面的犁耕装置左半部分安装了4个右翻的铧式犁，所以左刀轴上旋耕刀为左弯的旋耕刀，在整地的过程中左弯刀能够把切削的土壤尽可能多的向左抛掷，填埋由于犁刀耕作产生的犁沟，使整地后地表平整。
图4为右刀轴上旋耕刀的排列方案，因为前面的犁耕装置左半部分安装了2个左翻的铧式犁，所以右刀轴上旋耕刀8～16为右弯的旋耕刀，在整地的过程中右弯刀能够把切削的土壤尽可能多的向右抛掷，填埋由于左翻犁刀耕作产生的犁沟，左刀轴上旋耕刀1～7为左右弯的旋耕刀。
5 田间试验与分析
田间试验在河北省深泽县高庙村玉米秸秆粉碎作业后的农田进行，玉米秸秆粉碎覆盖地表，土壤类型为壤土，在土层内土壤平均含水率为15．5％，土壤坚实度平均为2．46MPa，配套动力为东汽950型轮式拖拉机。对比试验的旋耕机为1GQN--200B旋耕机。整地前后其秸秆量的统计结果如表1所示。
翻旋耕小麦播前整地机平均耕深约为19cm大于旋耕机的平均耕深lOcm；整地后地表秸秆量为0．025 5kg／m2，相对于整地前地表覆盖秸秆量1．948kg／m2要小的多；整地后播种层o～5cm土壤秸秆量为0.049kg／m2，低于旋耕整地后播种层0～5cm土壤秸秆量0．096kg／m2。翻旋耕小麦播前整地机整地后播种层O～5cm土壤秸秆量为0．049kg／m2，相对耕前覆盖地表秸秆量要小的多原因是部分粉的细碎的秸秆经整地后与土壤充分混合，很难从土壤中取出，得到数据要比实际含有的秸秆要小。翻旋耕小麦播前整地机整地后播种层o～5cm土壤1m2秸秆量约为旋耕机整地后50％的原因是翻耕可以将下层的部分土壤翻转到表层，对覆盖在土壤表层秸秆有较好的覆盖作用，同时耕深也大于旋耕机的耕深，加大耕深后和秸秆混合的土壤增多，整地后播种层0～5cm土壤lm2秸秆量也会减少。
6 结论
1)在秸秆还田条件下为了减少小麦播前整地后播种层土壤秸秆含量，提出是采用铧式犁条带翻耕，随后动力驱动旋耕装置进行整地作业方案，并研制出翻旋耕小麦播前整地机。
2)研制出的翻旋耕小麦播前整地机能够在秸秆覆盖量达到1．95kg／m2的顺利通过，整地后播种层0～5cm土壤秸秆量为0．049kg／m2，低于旋耕整地后播种层O～5cm土壤秸秆量0．096kg／m2，为小麦种子生长创造出良好的种床。
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