旱作水稻滴灌铺膜播种机关键部件设计与分析

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1、·旱作水稻滴灌铺膜播种机关键部件设计与研究第一章绪论1.1研究背景与意义1.1.1水稻种植现状水稻是世界上重要的粮食作物之一,世界上近一半人口都以稻米为主食。中国是水稻的故乡，种植历史达6000多年。中国是世界上水稻总产量最高的国家，水稻产量占全球总量的31%,[1-3]。但是，由于淡水资源的不足和全球气候的变化，我国水稻可持续发展受到严重影响，每年有将近670万hm2的稻田不能保证收成。据统计，南方水稻耗水量达600~800m3/667m2（不含自然降雨量），北方稻区甚至高达1500~2000m3/667m2以上，占农业用水总量的65%

2、以上。此外，中国水稻种植主要以水田为主，水稻生产全程大规模机械化也受多方面因素制约。因此，改革传统的水稻生产方式，发展节水型水稻是促进水稻可持续发展的一条新的有效途径，对解决国家粮食安全问题具有深远意义。1.1.2水稻膜下种植新技术研究现状与分析研究表明，发展节水型农业是保证水资源可持续利用的必要手段。水稻节水灌溉、节水型稻作技术和机理研究正不断兴起并已引起广泛关注。水稻旱作是发展水稻节水生产的一个趋势，具有节省水资源、节省能耗、产出投入比值高、经济效益好等特点。水稻旱作主要是在旱田土壤条件下播种和培育，只需在秧苗补水期给予灌溉，以补充土

3、壤水分，保证秧苗的正常发育。因此，深入研究水稻旱作技术及其机械化耕作对解决水资源与农业灌溉用水间的矛盾具有重要意义。国内外关于水稻旱作的文献报道很多[4-14]。国外水稻旱作的几种最新操作方法有：水稻旱作孔栽法、水稻纸膜覆盖旱栽法、水稻高产半旱作技术[15-17]。目前，我国国内大多地方都是使用聚乙烯材料覆盖在稻田表面进行水稻旱作栽培，通俗的说，就是采用地膜覆盖种植技术进行水稻旱作，具有明显的增温、节水、提高土壤肥力及降低土壤硬度的效果和优点，在国内取得良好效果。近年来，新疆生产建设兵团开始对水稻滴灌铺膜技术展开初步研究，同时也积累了一些

4、成功的经验。进行膜下滴灌水稻关键是农机装备的研制，构建膜下滴灌水稻生产全程机械化技术体系，将为继续深入研究滴灌水稻生产技术，探索水稻高效节水种植新途径提供新型农机装备技术支撑。水稻膜下滴灌种植技术是新疆兵团创新研究成功水稻种植生产新模式，近年来在世界范围没有现成技术可借鉴，也没有成熟适宜的膜下滴灌水稻铺管铺膜播种机可供使用，因此研制一种成熟适宜的旱作水稻滴灌铺膜播种机是亟待-1-···万方数据···旱作水稻滴灌铺膜播种机关键部件设计与研究解决的关键问题。新疆农垦科学院下属机械装备研究所近年来研究开发了棉花气吸式精量铺膜播种机以及番茄、辣椒

5、等小粒种子专用铺膜滴管播种机，解决了多种作物的铺膜铺滴灌播种作业，并且进行了大规模推广。但由于旱作水稻播种存在着自己独有的一些特点，包括种子的形状、每穴粒子的数量、播种的特殊行距等，这就需要在穴播器的设计、种行覆土装置、整机的合理配置等方面重新进行研究。2009年新疆农垦科学院下属科神公司与新疆天业农业研究所进行了深入合作，为其研发能配套水稻膜下滴管种植要求的旱田水稻滴灌铺膜播种机。经过这两年的努力，研究工作有了一定的进展，但还是存在水稻专用穴播器精度不够高、种孔盖土不严密、亩株数达不到农艺要求等困难。1.1研制旱作水稻滴灌铺膜播种机的意

6、义与必要性1.1.1研究实施的必要性农业机械化发展水平是世界现代化农业的重要标志，而现代农业装备的发展水平则直接关系到农业机械化的发展水平。水稻作为我国三大主要粮食作物之一（小麦、玉米和水稻），提高水稻种植过程中的农业机化发展水平，是提高我国农业机械化发展水平的重要内容之一。目前，我国水稻机械化水平与发展水稻生产的需要差距巨大。因此，寻找一种关键技术以实现我国水稻播种生产机械化是亟待解决的关键问题。近年来，新疆兵团的农业机械化发展水平飞速提高，已经走在了全国的前列，据统计，其种植业综合机械化率已经达到了85%。对膜下滴灌水稻已开展了初步探

7、索，取得了成功的经验。但膜下滴灌水稻生产机械化配套机具还不成熟，特别是成熟适宜的膜下滴灌水稻播种机急待研究开发。该研究的提出，符合国家农业科技发展方向，顺应了农业现代化的潮流，具有前瞻性和必然性。2009年新疆农垦科学院下属科神公司与新疆天业农业研究所进行了深入合作，为其研发能配套水稻膜下滴灌种植要求的旱田水稻滴灌铺膜播种机。经过这几年来的研究，研究工作有了一定的进展，积累了很多数据资料，但仍存在水稻专用穴播器精度低、种孔取土困难等关键问题，因此深入研究专用穴播器机构及其排种机理，对于整机的可靠性和排种质量具有重要意义。1.1.2研究的市

8、场需求分析新疆区域广阔，土地面积很大，光热资源充足，但绝大多数土地受水资源的制约，作物种类单一，常年不变。随着水稻旱作膜下滴灌技术的成熟，农业结构进一步调整，水稻面积将逐步扩大，但是新疆目前还