還田機的發展前景探析

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菠蘿莖葉粉碎還田農藝要求為了趕農時，一般要求菠蘿莖葉粉碎還田后，緊接著翻耕和播種下茬作物，要求粉碎后殘余葉片、纖維的長度不超過15厘米，否則后續機耕作業時容易出現纖維纏繞機具、堵塞現象，造成無法作業或者影響下茬作物的播種等。

我國菠蘿莖葉粉碎還田機的發展現狀

我國自20世紀90年代初開始研制菠蘿莖葉還田技術及機具。最開始是利用曳行機帶多級圓盤耙切碎機將菠蘿植株葉片切碎還田，這種處理方式只是切碎、切短葉片，葉片大部分呈現塊狀，組織結構沒被破壞，腐爛分解較慢，土地不適于立即耕種，需閑置一定的時間，待葉片腐爛變軟后，才能耕種。但為了搶農時，生產上迫切需要菠蘿莖葉粉碎還田后能夠立即耕種的技術與設備。隨著國內秸稈粉碎還田技術及機具的成熟，以及各級政府對推廣農業廢棄物還田技術的日益重視，菠蘿莖葉粉碎還田技術也得到了迅猛發展。一些廠家在參考、吸收玉米、小麥等秸稈粉碎還田機技術的基礎上，針對菠蘿莖葉的機械物理特性，研制了適用于菠蘿莖葉粉碎還田的新技術、新機具。如，廣東省徐聞縣通用設備廠研制了工作部件為鋤型甩刀的還田機，鋤型甩刀由鑄鋼澆灌而成，重量較大，無刀刃，外形似鋤頭；一些鄉鎮小型農機修理廠及個人直接購買玉米秸稈粉碎還田機，在對甩刀進行改進的基礎上，研制了L改進型甩刀的還田機，甩刀由鋼板彎曲制成，有雙面刀刃，重量較輕。上述機型均需要拖拉機下地重復粉碎作業2次才能滿足后續機耕作業要求。中國熱帶科學院農業機械研究所研制了Y型甩刀還田機，Y型甩刀由兩塊L改進型甩刀背靠背安裝組成。該機在植株葉片生長稀疏的菠蘿園，可1次粉碎即完成作業；在植株葉片生長茂盛的菠蘿園，該機仍需2次重復粉碎作業，生產效率相對較高。但拖拉機負荷大，功耗和損耗大，對甩刀材料及材料的熱處理、甩刀和粉碎軸的加工與安裝精度等要求較高，提高了生產成本。現有機型經2次重復粉碎作業后，菠蘿莖葉絕大部分被打爛，莖葉組織結構被破壞，暴露出纖維，并與泥土混合在一起，有利于殘葉和纖維的腐爛分解，且殘葉和纖維長度較短，不易引起后續機耕作業時纖維纏繞機具堵塞嚴重的現象，土地可立即進行后續耕種，有利于搶農時和菠蘿園的更新。

各類型菠蘿莖葉粉碎還田機的結構特點和工作性能

（一）結構特點

據調研，目前國內菠蘿莖葉粉碎還田機一般采用輪式拖拉機作為配套動力，功率范圍一般在66～74千瓦之間，標準三點后懸掛，其結構主要由懸掛裝置、傳動系統、機架、粉碎機構、限位裝置等組成。粉碎機構可高速旋轉，工作部件由刀軸、刀座、甩刀等構成。各機型的主要區別在工作寬度、甩刀形狀、排列方式和數量不同。按工作寬度分，有3種，分別為1.0米、1.2米和1.6米。前兩者甩刀數量均為14把，呈對稱排列；后者甩刀數量為18把，呈雙螺旋線排列。工作寬度1.0米的機型，甩刀為鋤形；工作寬度1.2米的機型，甩刀為L改進型或Y型；工作寬度1.6米的機型只有Y型甩刀。3種甩刀見圖1。

（二）各類型甩刀工作性能

1.試驗情況我們在廣東徐聞縣同一菠蘿園，分別對3種甩刀的機型進行了菠蘿莖葉粉碎還田試驗，測定了粉碎還田后的平均纖維長度和最長纖維長度。試驗配套動力拖拉機為東方紅904，90馬力。試驗記錄結果見表1。該菠蘿園種植品種為巴厘種，植株葉片生長茂盛，葉片估計每畝達8～9噸。收果后，繼續保留植株培育種苗，收獲種苗后，植株葉片大部分已下垂，尾部干枯。2.三種甩刀粉碎效果對比詳見表13.粉碎效果分析（1）粉碎后纖維長度鋤型甩刀粉碎后纖維最長，而L改進型甩刀次之，Y型甩刀粉碎后纖維最短。顯然，粉碎效果與粉碎形式、甩刀分布及密度等有關。在粉碎形式上，鋤型甩刀主要是沖擊粉碎，而L改進型甩刀和Y型甩刀主要是剪切粉碎，剪切比沖擊更易切斷纖維，所以，L改進型甩刀和Y型甩刀均比鋤型甩刀處理的纖維要短；在甩刀分布密度上，Y型甩刀分布密度大于L改進型，因而作業時在單位面積內的打擊次數、打擊密度也比L改進型的大，所以，纖維更短，粉碎效果更好。（2）粉碎后地上根莖破壞情況經鋤型甩刀粉碎后，菠蘿根莖的地上部分和地下部分基本上被打爛、破壞；而經L改進型甩刀和Y型甩刀粉碎后，菠蘿根莖只是被切斷，較少被粉碎，尤其是地下部分，組織破壞的更少。原因在于鋤型甩刀與根莖接觸是點接觸，而L改進型甩刀和Y型甩刀與根莖接觸是線接觸，點接觸的方式受力集中，更有利于菠蘿根莖的粉碎。另外，鋤型甩刀質量重、慣性大、打擊力強，有利于進行粉碎。

菠蘿莖葉粉碎還田機的發展方向和趨勢

（一）研制開發高效菠蘿莖葉粉碎還田機

目前國內菠蘿莖葉粉碎還田機，需要重復粉碎作業2次，才能滿足后續機耕要求。拖拉機則需要下地2次，反復輾壓土地，功耗大、效率低，生產率只有0.166～0.170公頃/小時。因而應研制和開發能夠1次完成粉碎作業的高效菠蘿莖葉粉碎還田機。

（二）研制開發配套技術

隨著國產100馬力以上拖拉機的開發應用及進口大馬力拖拉機數量的增加，亟需研制開發與之配套的作業幅寬在1.5～2.0米的菠蘿莖葉粉碎還田機。

（三）農機應與種植方式相結合，提高粉碎效果和降低能耗

菠蘿莖干粗大，比葉片更難粉碎，粉碎過程要求打擊的次數更多、強度更大，而現有還田機甩刀軸向分布均勻，對作業區域內打擊的密度和強度一致，容易造成莖干處打擊次數少，打不爛或葉片處打擊過度，浪費動力。所以，應研制和開發甩刀排列方式與種植方式相對應的新機型，使還田機作業通過時，莖干處甩刀分布密度較大，打擊次數多，以提高粉碎效果，其他地方甩刀分布較疏，打擊次數少，以減少能耗。

（四）研制開發新式甩刀

針對菠蘿葉片纖維韌性大、難切斷的特性，應研制和開發新式甩刀，以適應粉碎的特殊要求。

作者：歐忠慶張勁李玲李玉林崔振德單位：中國熱帶農業科學院農業機械研究所