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1、目 录 第一章 引言11.1研究的目的与意义1 1.1.1 土地培肥2 1.1.2粮食增产秸秆还田是有效的增产措施。2 1.1.3生态环境改善21.2机械化秸秆还田技术及其国内外研究现状3 1.2.1国内现状3 1.2.2国外现状81.3主要研究内容91.4技术路线11第二章多功能秸秆还田机总体设计122.1整体结构与工作原理122.2传动系统设计13 2.2.1秸秆捡拾喂入切碎传动系统设计13 2.2.2秸秆深施传动系统设计152.3控制系统设计15第三章秸秆捡拾与喂入装置设计203.1秸秆捡拾装置设计20 3.1.1结构设计与工作原理20 3.1.2捡拾过程运动分析20 3.1.3受力分析
2、22 3.1.4主要结构参数和运动参数的确定233.2秸秆喂入装置设计23 3.2.1结构设计23 3.2.2受力分析24 3.2.3主要结构参数和运动参数确定25第四章切碎装置设计274.1结构设计274.2主要工作参数确定28 4.2.1切碎滚筒转速的确定28 4.2.2定刀配置高度28结论30参考文献31致谢32摘要 我国年高粱秸秆产量丰富，但是高粱秸秆的利用率较低，大部分秸秆用于废弃和焚烧，不仅造成了高粱秸秆的浪费，还造成了环境的严重污染。秸秆还田具有增加土壤养分含量、改善土壤物理性状、提高土壤微生物和酶的活性、增加粮食产量等作用，可以增强土壤蓄水保墒能力，减少水土流失有效解决因秸秆废
3、弃焚烧造成的环境污染问题，同时秸秆还田还对保护生态环境、实现农业的可持续发展具有十分重要的意义。针对解决我国东北黑土区水土流失严重、秸秆焚烧污染环境等问题，结合农机、农艺的要求研发设计了多功能秸秆还田机，该机主要包括秸秆捡拾装置、秸秆切碎装置、根可一次进地完成秸秆捡拾、秸秆切碎、并针对其秸秆探施装置的性能进行试验研究。 关键词 ： 高粱秸秆; 环境污染; 捡拾装置; 切碎装置; 水土流失; 性能研究; Abstract Our country is rich in sorghum straw yield, however,the utilization of sorghum straw wer
4、e lower, most of the straw for abandoned and burned, not only bringing therwaste of the resource, but also making environmental pollute. Straw returning can increase the content of soil nutrient, improve the soil physical properties, increase soil microbial and enzyme activities, increase grain yiel
5、d and so on. Straw returning also can enhance the soil water holding capacity, reduce soil erosion, can effectively resolve the environmental pollution problems caused by burning of straw. Meanwhile Straw returning has great significance for the protection of the ecological environment and realizati
6、on sustainable development of agriculture.To solve the serious problem of soil erosion of Northeast China and environmental pollution caused by straw burning, the mutl functional straw machine was designed combined with there quirements of agrichltural machinery and agronomic. This machine mainly in
7、clude straw pick-up device, straw cutting device, which can complete straws pickup, cutting, and experimental study was carried out according to the deep-application devices performance. Key words: sorghum straw；the environmental pollution；collecting device； chopped device；soil and water loss； perfo
8、rmance study； 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 引言第一章 引言1.1研究的目的与意义 水土流失是全球所面临的生态问题。致使土地日益贫瘩，甚至土壤被侵蚀殆尽;同时也会带走土壤大量养分和水，破坏土地资源。但由于多年来的自然侵蚀和过度的人为开垦，水土流失问题逐渐严重，水土流失面积占黑土区总土地面积的34%。据统计:近50年来黑土层厚度平均流失了一半以上，而目前黑土层平均厚度只剩下2030cm土壤有机质含量减少了1/31/2。因此，必须加快防治我国黑土地区水土流失问题，保护我国黑土资源。 另一方面，秸秆是农作物重要的副产物，我国作为一个农业大国，秸秆资源十分丰富，秸秆产量居世界
9、首位。随着农业连年丰收，秸秆产量增长，但是秸秆资源的有效利用率却较低，有一大部分的秸秆被废弃和焚烧。根据统计， 2010年全国秸秆资源总量为8.4亿t，其中31.9%作为牲畜饲料，17.8%作为农村生活能源，15.6%还田作为肥料，2.6%作为工业原料，2.6%作为种植食用菌基料，而废弃和焚烧量达到了29.4%。这种焚烧不仅给国家经济带来损失，同时也造成环境的严重污染，影响铁路、民航等正常的交通运输。近年来，秸秆问题到重视，提出了许多积极促进与推动农作物秸秆高效合理利用的方案和建议，以解决秸秆资源的浪费问题及其引发的环境污染问题。 实践表明:高粱秸秆剪切还田可以减轻土壤的水蚀和风蚀，对预防水土
10、流失问题有分重大的意义，是提高秸秆利用率、解决剩余秸秆焚烧问题的有效的途径。此外，秸秆还田在土壤培肥，改善生态环境等方面具有重要意义。1.1.1 土地培肥 （1）增加土壤养分含量 土壤的养分主要指土壤中有机质、氮磷钾和微量元素。有机质是土壤中含碳的有机化合物，对农作物生长有重要作用。农作物秸秆含有大量的有机物以及大量的N. P.K.Ca,Mg, S等作物生长不可缺少的营养元素和部分微量元素，秸秆还田后，秸秆经腐熟会增加土壤中养分含量，具有培肥地力的作用。 （2）改善土壤物理性状 随着大型农业机械的应用以及化肥、农药的广泛使用，农田土壤的物理性状慢慢变差，直接影响到农作物的正常生长发育。研究表明
11、:长期秸秆还田有利于改善土壤物理性状。土壤物理性状的改善表现在土壤的通透性增强，提高土壤保水能力，孔隙度增加，土质变松，有利于增加土壤温度，加强土壤中微生物的活动和养分的分解利用。 （3）提高土壤微生物和酶的活性秸秆还田为土壤微生物的活动提供了大量的碳源和氮源，促进了微生物的生长和繁殖，从而使微生物的数量收到了极大的变化;同时秸秆还田后土壤酶活性也逐渐增强，从而使土壤肥力提高，土壤的养分扩大，利用和转化率增强。1.1.2粮食增产秸秆还田是有效的增产措施。坚持秸秆还田，可以在培肥阶段有显著的增产作用，而且效果十分明显，有持续的增产作用。1.1.3生态环境改善 (1)增强土壤蓄水保墒能力，减少水土
12、流失 秸秆还田后可降低土壤表层水分的蒸发量，增加土壤蓄水量，从而使土壤蓄水能力增强。同时秸秆还田还可以减少降雨时雨水对土壤的冲刷，减少土壤的水土流失，保护生态环境。Philips.S.H统计表明，保留地表的作物根茬，能通过减少地表径流、增加降水的渗率，有效减轻土壤侵蚀。李红等研究表明，连续多年的小麦、玉米桔秆还田可提高土壤对水分的保蓄能力，含水量增加1.04%2.11%。张帅等研究表明秸秆深施还田后，地表下。020cm的土壤含水量比未还田提高了0.5%2.0%。周凌云等在封丘3年试验结果表明，采用秸秆覆盖麦田可有效的降低耗水系数8.1%23.2%覆盖后减少了小麦颗间蒸发量26.3%，节约灌溉用
13、水270m3/hm (2)减少化肥用量，保护生态环境 化肥对农作物获得高产的作用是明显的，但长期使用化肥导致土壤板结、土壤肥力失衡和环境污染。秸秆还田是弥补化肥使用缺陷的有效方法。通过秸秆还田，可减少化肥的施用量，避免过量施用化肥造成的生态破坏和环境污染，形成良性的生态循环，促进农业可持续发展。1.2机械化秸秆还田技术及其国内外研究现状 机械化秸秆还田技术是指以机械化作业(粉碎、破茬、深耕和耙压等)为主的秸秆还田技术。根据还田后秸秆与土壤空间位置不同，机械化秸秆还田的方式大致可分为机械化秸秆覆盖还田(秸秆覆盖在土壤上)和机械化秸秆翻埋还田(秸秆翻埋在土壤中)。其中机械化秸秆覆盖还田可分为秸秆粉
14、碎覆盖还田、整株秸秆覆盖还田以及留根茬覆盖还田。覆盖还田用秸秆盖土、根茬固土，有利于保护土壤，减少风蚀、水蚀和水分无效蒸发，增加天然降雨利用率翻埋还田是将农作物秸秆随着耕翻掩埋在土壤中，可分为秸秆粉碎翻埋还田、整株秸秆翻埋还田和根茬粉碎还田。翻埋还田有利于促进秸秆在土壤中的分解速率，对增加土壤养分含量、培育地力等方面效果突出。随着机械化秸秆还田技术的发展，近年来又提出了秸秆深施还田这项新技术，它是在不翻动土壤的情况下，将粉碎秸秆深施于土壤深层(1540cm)的一种还田方式。研究表明，深施还田相比其它机械化秸秆还田方式在改善土壤蓄水、提高土壤温度方面效果显著。1.2.1国内现状 我国机械化秸秆还
15、田技术起步较晚，20世纪80年代，在中央政策扶持和项目资金支持的情况下，各地农机部门积极开展秸秆还田机械化技术的研究开发和推广应用。20世纪90年代，秸秆根茬粉碎还田机的发展推动根茬还田技术的推广，同时其他的秸秆还田机械也在不断发展，且各具特色:由黑龙江省八五四机械厂生产的XFP系列茎秆粉碎还田机可与自走式谷物联合收割机配套等。经过多年的发展和完善，我国己经开发了一些经济实用的机械化秸秆还田机具。这些机具主要针对我国量大面广的小麦、高粱和水稻秸秆，主要可分为:整株秸秆还田机具、秸秆粉碎(切碎)还田机具及联合作业机具等。 (1)整株秸秆还田机 整株秸秆还田是将直立或放铺于田间的作物秸秆整株全部还入田中的一种方法。这种方法具有省时、省事、省费用、简便易行的特点，其适应范围大，技术经济效果较好
