近日，江蘇泰州紅旗農(nóng)場(chǎng)的100多畝小麥就要開(kāi)鐮了。揚(yáng)州大學(xué)機(jī)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(zhǔn)高效小麥播種機(jī)進(jìn)行了播種。根據(jù)預(yù)測(cè)，小麥將增產(chǎn)12%左右，凈收入約增加1.4萬(wàn)元。

       目前，我國(guó)播種機(jī)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(yán)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(jī)——雙軸深耕勻混智能化貼地播種復(fù)式作業(yè)機(jī)，有效解決了“卡脖子”難題。

       “農(nóng)機(jī)先鋒”

       將熱愛(ài)融入專業(yè)

       2018年初，王首驛與另外四名同學(xué)組成研究團(tuán)隊(duì)，瞄準(zhǔn)精準(zhǔn)高效小麥播種機(jī)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(jī)的基礎(chǔ)上，針對(duì)傳統(tǒng)播種機(jī)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(kāi)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(jī)都存在著土壤—秸稈深耕勻混不穩(wěn)定、耕深深度只能達(dá)到16cm、排種器底側(cè)離地過(guò)高等技術(shù)問(wèn)題。

       為了解決問(wèn)題，滿足生產(chǎn)實(shí)際需求，2018年暑假，王首驛和團(tuán)隊(duì)成員組成“農(nóng)機(jī)先鋒”實(shí)踐團(tuán)，前往揚(yáng)州市福民農(nóng)業(yè)裝備廠，深入農(nóng)場(chǎng)、農(nóng)戶，開(kāi)展了為期三十天的調(diào)研實(shí)踐。

       研發(fā)伊始，如何減少田間耕層秸稈比例、讓種子無(wú)障礙落地等系列問(wèn)題，始終困擾著團(tuán)隊(duì)成員。王首驛和隊(duì)員們一邊請(qǐng)教專業(yè)老師、搜索研究資料，一邊反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)。

       王首驛說(shuō)，研發(fā)過(guò)程是對(duì)專業(yè)技能和意志品質(zhì)的雙重考驗(yàn)。“由于對(duì)原理理解得不透徹，剛開(kāi)始的設(shè)計(jì)始終不理想。有一次，我們將旋耕刀軸模型上的刀具安裝錯(cuò)了，來(lái)回檢查了好多遍才發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。”

       “寒假期間我們也沒(méi)有放松，正月初五就返校了，著手制作微縮模型。”團(tuán)隊(duì)成員郭笑說(shuō)道，“我們都想成為‘奔跑的追夢(mèng)人’，一起奮斗的青春時(shí)光最美好。”

       在張瑞宏的指導(dǎo)下，王首驛團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)一年多的努力，終于在前代樣機(jī)的基礎(chǔ)上完成了整機(jī)改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)，研制出了具有自主知識(shí)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(jī)。

       “多管齊下” 新農(nóng)機(jī)前景廣闊

       王首驛介紹，目前國(guó)內(nèi)的旋耕機(jī)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(shí)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(wú)法將大量前茬秸稈埋入土壤的問(wèn)題。”王首驛說(shuō)，從雙軸旋耕滅茬裝置的空間布置到傳動(dòng)設(shè)計(jì)和分土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了大量試驗(yàn)，使旋耕刀入土更容易，降低旋耕阻力。

       “針對(duì)江蘇農(nóng)田的地形，我們?cè)诮Y(jié)構(gòu)布置、播種環(huán)節(jié)和播種精度上進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)。”王首驛說(shuō)，團(tuán)隊(duì)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(dá)到20~22 cm，實(shí)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(jì)，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(shí)現(xiàn)了貼地寬帶控深播種。不同于傳統(tǒng)播種機(jī)使用的地輪驅(qū)動(dòng)式槽輪排種器，該農(nóng)機(jī)采用獨(dú)立式外槽輪電控排種器，克服了播量不均等困難，實(shí)現(xiàn)了變量播種、漏播監(jiān)督、及時(shí)補(bǔ)種等一體化功能。

       “這款農(nóng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了稻秸稈無(wú)害化全量還田，解決了秸稈焚燒造成的環(huán)境污染，同時(shí)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(jī)械鑒定站站長(zhǎng)馬立新說(shuō)，該農(nóng)機(jī)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(tái)每季可完成作業(yè)面積800畝，與傳統(tǒng)機(jī)具相比，出苗率可以提高10%~20%，單季增產(chǎn)10%~15%。王首驛說(shuō)，團(tuán)隊(duì)已獲得發(fā)明專利、實(shí)用新型專利各1項(xiàng)，下一步他們將繼續(xù)進(jìn)行產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)，希望盡早大規(guī)模投入市場(chǎng)。