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水稻精量穴直播机是水稻机械直播的重要机械。为改善水稻精量穴直播机的作业性能,提高直播后播于地表的水稻芽种抵抗雨水冲刷、太阳曝晒、低温寒潮的能力以及降低鸟兽伤害造成的影响,进行了水稻精量穴直播机种子滚压机构的设计与试验研究。
对直播后的水稻芽种进行了不同深度的覆土对比试验,试验结果表明,覆土直播对水稻整体生长期无显著影响,但对稻种有保温作用,能减少低温造成的死苗率7.77%,提高幼苗成苗率10.17%。水稻芽种覆土直播试验为种子滚压机构的设计研究提供了农艺依据。
为研究水田表层土壤(即淤泥层)粘附规律,制作了电动水田土壤粘附仪,水田土壤粘附特性试验结果表明:影响土壤粘附力的因素主要有(按贡献顺序大到小排列):加载速度、淤泥层土壤含水量、触土部件的下压深度。加载速度越大,粘附力越大;淤泥层含水量越大,粘附力越小;下压深度越大,粘附力越大。下压深度对淤泥层粘附力大小影响较小,淤泥层的粘附力主要与加载速度有关,综合试验结果,对淤泥层粘附性质研究,为准确测量淤泥层粘附力值,选择测量深度为40mm,测试速度为20mm/s。水田表层土壤(即淤泥层)粘附力性质的测量,可为种子覆土装置等水田作业机械的触土部件研究提供依据。
根据表面改形和表面改性可减粘脱附的原理,设计了不同形状、不同材料的仿生压种滚轮并进行了土壤减粘脱附试验,通过试验确定了仿生压种滚轮设计参数如下:滚轮材料为聚丙稀,滚轮直径130mm、宽度40mm,表面凸起为直径3mm的半圆球,凸起前后左右间隔为10mm,对称规则分布在滚轮表面。结合影响土壤粘附力的因素(加载速度、淤泥层含水量、触土部件的下压深度),运用滚轮试验台架,以不同运动参数进行了试验,确定了滚轮最佳运动参数。试验表明仿生压种滚轮防粘防作用明显,平均粘泥量比普通滚轮少49.2%,并无产生滚轮粘种现象,对播种有序性影响较小。仿生压种滚轮的最适宜运动参数为:湿润水田土壤表面无明水,表面泥浆绝对含水量为60%~80%;滚压深度10~20mm;工作速度为0.6m/s。
对种子滚压机构进行了大田生产试验,结果表明种子滚压机构的作业对种子的发芽数量和出苗时间有影响:在早稻低温多发季节,覆土可为种子发芽提供有利条件,10~20mm覆土厚度出苗率比无覆土多15.91%。覆土对防止鸟害造成的缺苗作用明显,无覆土播种遭受鸟兽侵害比覆土播种高11.34%。
试验表明,种子滚压机构的直播覆土作业成本低、操作简便、效率高,其覆土作业为种子生长提供有利环境,能有效地增强水稻直播的适应性。