[00986342]冷凉区玉米机械化保护性耕作关键技术与配套装备

东北与内蒙冷凉区涵盖黑土区及黄金玉米带，玉米种植面积近2亿亩，是中国最重要的商品粮基地。传统耕作频繁耕翻，土壤退化加剧，有机质含量由开垦初期的5%降至2%，已严重威胁国家粮食安全和生态环境。推行以秸秆还田和少耕免耕为核心的保护性耕作可有效保护土壤，但冷凉区低温易旱、土壤板结、蓄水能力严重不足、玉米秸秆粗壮量大不易腐烂，现有的技术与装备难以适用，制约了保护性耕作实施。该课题组历经10余年攻关，在少耕免耕播种、深松整地和收获环节取得了一系列原创性突破：1.发明高效破茬防堵、高精度播种技术，研制了行间耕播机和免耕播种机，突破了冷凉区秸秆覆盖条件下少耕免耕播种的技术瓶颈。发明变曲率、组合式破茬防堵技术，解决了残茬缠绕堵塞和土壤扰动大的技术难题；首创耕播联合动态仿形与多功能弹性镇压技术，解决了整机仿形效果差，运输不稳定和镇压不均匀的难题；发明分段清种高速精播及漏播监测定位技术，解决了漏播率高，易伤种的难题。整机在冷凉区高速播种漏播率2%,伤种率0.2%，作业效率提高20%以上，能耗降低10%以上，性能优于国内外同类机具。2.发明仿生减阻耐磨和低扰动深松技术，研制了深松整地联合机，攻克了深松整地表层土壤扰动大、能耗高的技术难题。发明空间曲面深松铲，提高了松土系数，减少表土扰动量；发明仿生减阻耐磨表面结构，解决了深松阻力大、磨损严重的难题。与国内外同类机具相比，整机作业阻力降低7%～10%，能耗降低10%以上，土壤含水率提高13%～20%。3.发明高效低功耗还田、低啃伤摘穂收获技术和留高茬式玉米收获机，攻克了粗壮秸秆还田功耗大、籽粒损失率高的技术难题。发明V-L形刀片及仿生锯片，解决了冷凉区秸秆粗壮量大，粉碎还田整机振动大、功耗高和留高茬效率低的难题；发明玉米收获防缠绕、低啃伤摘穗技术，解决了残茬缠绕、果穗啃伤、籽粒损失率高的难题。与同类机具相比，籽粒损失率降低26.9%,果穗损失率降低13.3%,秸秆切断合格率提高8.2%,切割功耗降低28%。4.发明东北垄作蓄水保墒三年轮耕机械化耕作法,创建了冷凉区玉米机械化保护性耕作技术体系。发明的三年轮耕法与具有自主知识产权的4种装备紧密融合，破解了低温易旱、秸秆不易腐烂等制约，遏制了水土流失，土壤有机质年均增加0.02%,降水利用效率提高15%以上，降低风蚀13.3%、水蚀17.9%,土壤容重降低0.09-0.103g/cm<'3>、孔隙度增加8.37%～13.1%。授权国家发明专利30件,发表SCI/EI论文61篇。近三年销售4种机具14210台，免耕播种机在东北市场占有率达80%,其余机具达35%，进入国家推广目录，销售额9.03亿元、利润1.74亿元。成果推广面积3717万亩，增产23.59亿公斤，增收47.41亿元，节支16.82亿元。罗锡文院士和中国农机工业协会高元恩理事长等专家对项目进行了科学评价：关键技术达“国际领先水平”，整机性能达“国际先进水平”。获吉林省科技进步一等奖和技术发明一等奖各1项。