赵淑红，刘汉朋，侯磊涛，张 鑫，袁溢文，杨悦乾

·农业装备工程与机械化·

基于离散元法的免耕深施肥分段式玉米播种开沟器研制

赵淑红，刘汉朋，侯磊涛，张 鑫，袁溢文，杨悦乾※

（东北农业大学工程学院，哈尔滨 150030）

针对东北垄作深施肥免耕播种机上开沟器播种深度均匀性差、工作阻力大、土壤扰动大的问题，该研究利用离散元软件（EDEM 2.7）仿真分析不同类型破茬刀-施肥铲装置对土壤的作用机理，设计了一种分段式玉米播种开沟器。首先建立土壤-玉米根系-玉米秸秆离散元仿真模型，然后进行不同类型破茬刀-施肥铲装置离散元仿真试验，以回落土壤最大合外力的位置和方向为依据设计开沟器入土部分曲线，同时结合滑切原理设计开沟器未入土部分斜刃，最后根据土壤回落距离确定施肥铲和开沟器间距为374 mm。田间对比试验结果表明，分段式开沟器比尖角式开沟器、滑刀式开沟器、双圆盘式开沟器的播深变异系数分别降低了14.24%、27.31%、33.63%；工作阻力分别降低了27.56%、16.93%、1.23%；土壤扰动面积分别降低了11.67%、28.34%、49.34%。分段式开沟器播种深度均匀性高、工作阻力小、土壤扰动小，具有较优的作业效果。

离散元法；农业机械；开沟器；免耕播种；播种深度均匀性；工作阻力；土壤扰动

0 引 言

在玉米免耕播种作业中，深施肥作业方式使根系直接接触肥料，能有效促进种子萌发[1]，开沟器作为免耕播种机上的关键部件之一，其性能影响免耕播种开沟作业质量[2-3]。圆盘式开沟器因工作阻力小、通过性强，被广泛应用到免耕播种机上，但机具质量较大且深施肥条件下播深一致性差，不适合中小型免耕播种机[4]。……