玉米条带少耕作业驱动式破茬刀设计与试验

王加一 赵淑红 杨智杰 高连龙 杨悦乾

(东北农业大学工程学院， 哈尔滨 150030)

0 引言

我国东北地区属寒温带大陆性季风气候[1]，春季播种前多风少雨，播种期内土壤含水量低，播种后种子发芽期长、发芽率低[2]。自20世纪80年代以来，耕整地作业模式由动土量较大的全耕作业方式向少耕、不耕等免耕作业模式过渡[3-7]，耕作阻力是免耕技术的核心问题之一。

自19世纪中叶旋耕机出现以来，耕整地作业经历了旋耕机的浅旋耕[8]、铧式犁的深翻[9-11]、联合耕整地[12-13]、免耕[14-16]等作业模式。在我国东北地区，全旋耕和铧式犁深翻的作业方式应用较为广泛，但因土壤耕作层变薄、水土流失等现象而促使我国对保护性耕作越来越重视。然而，目前耕整地的研究主要集中在机具耕作阻力等作业性能和耕整地作业效果方面[17-20]，如振动减阻[21-22]、仿生减阻[23-25]、分层减阻[26-28]、结构设计减阻[29]、表面涂层减阻[30-31]等，且在各方法和理论下对作业效果指标与因素的关系研究逐步深入，而对少耕的研究报道较少。

本文提出一种玉米条带式少耕的作业方式，以降低动土量、保护土壤墒情、减小耕作阻力为目的，以理论推导和农艺学测量为依据，设计玉米条带驱动式破茬刀，以期实现土壤的蓄水保墒与机具的减耗降阻。

1 驱动式破茬刀理论分析

本研究提出玉米条带式少耕的作业方式，所设计的破茬刀采用驱动式，其作业时受力状态如图1所示。

其中，Ff为破茬刀作业过程中所受到的摩擦力，h为破茬刀入土的最大深度；……