近日，江蘇泰州紅旗農(nóng)場的100多畝小麥就要開鐮了。揚州大學(xué)機械工程學(xué)院的五名大學(xué)生，如同迎接“新生兒”的母親一般，滿懷欣喜與期待。這100多畝小麥正是采用了他們所研發(fā)的精準高效小麥播種機進行了播種。根據(jù)預(yù)測，小麥將增產(chǎn)12%左右，凈收入約增加1.4萬元。

       目前，我國播種機發(fā)展經(jīng)歷了多次變革，但迄今播種作業(yè)仍然存在秸稈還田深度偏淺、播種精度不足、復(fù)式作業(yè)程度較低等難題，嚴重制約著農(nóng)村種植業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

       由王首驛等五名大學(xué)生研發(fā)的小麥播種機——雙軸深耕勻混智能化貼地播種復(fù)式作業(yè)機，有效解決了“卡脖子”難題。

       “農(nóng)機先鋒”

       將熱愛融入專業(yè)

       2018年初，王首驛與另外四名同學(xué)組成研究團隊，瞄準精準高效小麥播種機這一研究課題，在張瑞宏教授早先研制的貼地播種作業(yè)機的基礎(chǔ)上，針對傳統(tǒng)播種機作業(yè)中存在的秸稈還田深度偏淺、播種精度不足、復(fù)式作業(yè)程度較低等難題，開啟了他們的研發(fā)之路。

       王首驛介紹，早先研發(fā)的兩代樣機都存在著土壤—秸稈深耕勻混不穩(wěn)定、耕深深度只能達到16cm、排種器底側(cè)離地過高等技術(shù)問題。

       為了解決問題，滿足生產(chǎn)實際需求，2018年暑假，王首驛和團隊成員組成“農(nóng)機先鋒”實踐團，前往揚州市福民農(nóng)業(yè)裝備廠，深入農(nóng)場、農(nóng)戶，開展了為期三十天的調(diào)研實踐。

       研發(fā)伊始，如何減少田間耕層秸稈比例、讓種子無障礙落地等系列問題，始終困擾著團隊成員。王首驛和隊員們一邊請教專業(yè)老師、搜索研究資料，一邊反復(fù)進行試驗。

       王首驛說，研發(fā)過程是對專業(yè)技能和意志品質(zhì)的雙重考驗。“由于對原理理解得不透徹，剛開始的設(shè)計始終不理想。有一次，我們將旋耕刀軸模型上的刀具安裝錯了，來回檢查了好多遍才發(fā)現(xiàn)問題。”

       “寒假期間我們也沒有放松，正月初五就返校了，著手制作微縮模型。”團隊成員郭笑說道，“我們都想成為‘奔跑的追夢人’，一起奮斗的青春時光最美好。”

       在張瑞宏的指導(dǎo)下，王首驛團隊經(jīng)過一年多的努力，終于在前代樣機的基礎(chǔ)上完成了整機改進和優(yōu)化設(shè)計，研制出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的雙軸深耕勻混智能化貼地播種復(fù)式作業(yè)機。

       “多管齊下” 新農(nóng)機前景廣闊

       王首驛介紹，目前國內(nèi)的旋耕機大多采用單軸旋耕，由于單軸旋耕刀轉(zhuǎn)速低、旋耕深度淺，受到旋耕回轉(zhuǎn)半徑和功耗的限制，不能很好地實現(xiàn)秸稈粉碎深埋還田。

       “我們研制的雙軸深耕勻混裝置，解決了耕作深度無法將大量前茬秸稈埋入土壤的問題。”王首驛說，從雙軸旋耕滅茬裝置的空間布置到傳動設(shè)計和分土結(jié)構(gòu)設(shè)計，團隊進行了大量試驗，使旋耕刀入土更容易，降低旋耕阻力。

       “針對江蘇農(nóng)田的地形，我們在結(jié)構(gòu)布置、播種環(huán)節(jié)和播種精度上進行了創(chuàng)新設(shè)計。”王首驛說，團隊采用了雙軸分層切削原理，配合Z型板和雙軸不等幅寬結(jié)構(gòu)，打破了耕深小于16 cm的瓶頸，使耕深達到20~22 cm，實現(xiàn)留茬條件下的土壤—秸稈深耕勻混。

       他們首創(chuàng)的雙輥支撐貼地設(shè)計，縮短了種、肥落地路程，提升了排種抗干擾能力和種肥入溝率，實現(xiàn)了貼地寬帶控深播種。不同于傳統(tǒng)播種機使用的地輪驅(qū)動式槽輪排種器，該農(nóng)機采用獨立式外槽輪電控排種器，克服了播量不均等困難，實現(xiàn)了變量播種、漏播監(jiān)督、及時補種等一體化功能。

       “這款農(nóng)機實現(xiàn)了稻秸稈無害化全量還田，解決了秸稈焚燒造成的環(huán)境污染，同時為下茬小麥的出苗和根系發(fā)育提供了良好的種床環(huán)境。”江蘇省農(nóng)業(yè)機械鑒定站站長馬立新說，該農(nóng)機可廣泛適用于稻麥輪作體系下的小麥耕播，已在江蘇省江都市、姜堰市等地農(nóng)業(yè)合作社完成試用，用戶反饋良好。

       目前，每臺每季可完成作業(yè)面積800畝，與傳統(tǒng)機具相比，出苗率可以提高10%~20%，單季增產(chǎn)10%~15%。王首驛說，團隊已獲得發(fā)明專利、實用新型專利各1項，下一步他們將繼續(xù)進行產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計，希望盡早大規(guī)模投入市場。