东北玉米机械化保护性耕作关键技术及配套装备研制与推广

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获奖名称：

神农中华农业科技奖科学研究类成果

获奖区域：

中国农学会

获奖等级：

二等奖

主要完成人：

贾洪雷，成洪，杨铁成，郑铁志，黄东岩，齐江涛，庄健，刘玉梅，吴尚华，毛新平，范旭辉，赵佳乐，王刚，袁洪方，郭慧

关键词：

发明;  降低;  技术;  解决;  难题;  推广;  作业;  能耗;  技术难题;  关键技术; 

第一完成单位：

吉林大学

获奖时间：

2016-2017

项目名称：

联系人：

联系电话：

电子邮件：

邮编：

地址：

合作完成单位：

吉林大学，吉林省康达农业机械有限公司，吉林省农业机械化管理中心，吉林省农业机械研究院，黑龙江省勃农兴达机械有限公司，吉林农信机械制造有限公司，白城市新农机械有限责任公司

单位电话：

传真：

网址：

推荐单位(专家)：

来源网站：

中国农学会

来源网址：

http://www.caass.org.cn/

摘要：

东北三省及内蒙古东部地区覆盖了世界宝贵的黑土区及黄金玉米带，玉米种植面积近2亿亩，是我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，不仅是当今世界农业发展的主要方向，也是我国现代农业发展的必然途径。但东北地区低温易旱、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。本课题组历经10余年研究，综合运用结构创新设计、信息和仿生技术，进行关键技术攻关，研制出具有自主知识产权的4种装备，发明了三年轮耕机械化耕作技术模式，实现了农机与现代农艺的紧密融合，在免耕播种、深松整地和收获环节取得了一系列原创性突破和大量应用推广： 1.发明高效清茬防堵、高精度播种技术，研制了免耕播种机和行间耕播机，攻克了秸秆覆盖条件下免耕播种的技术难题。发明变曲率、组合式破茬防堵技术，解决了残秆（茬）缠绕和土壤扰动大的技术难题；首创耕播联合动态仿形技术，发明动态弹性镇压技术，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。整机作业播种漏播率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，减少土壤扰动；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.发明低功耗秸秆还田、低啃伤摘穗收获技术和留高茬式玉米收获机，攻克了收获同步留高茬效率低的技术难题。针对秸秆还田农艺要求，发明V-L形刀片及仿生锯片，解决了秸秆粉碎整机振动大、能耗高，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，解决了残秆缠绕、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.发明东北垄作三年轮耕蓄水保墒机械化耕作法，创建了东北春玉米机械化保护性耕作技术体系。发明的三年轮耕技术与具有自主知识产权的4种装备紧密融合，突破了春季低温易旱、土壤板结严重、秸秆覆盖量大等制约，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/cm3、孔隙度增加8.37%~13.1%。 该成果已在吉林省康达农业机械有限公司和黑龙江省勃农兴达机械有限公司等6家企业转化生产，近两年销售4种机具11757台，其中免耕播种机在东北市场占有率达70%以上，其余机具达35%。所研制配套机具通过国家及省科技成果鉴定和推广鉴定，进入国家推广目录，新增销售额8.25亿元，新增利润1.65亿元，新增税收0.67亿元，成果推广作业面积2932万亩，增产粮食17.90亿公斤，农民增收36.14亿元，节支13.43亿元，培训农业、农机技术人员和农机操作手2万余人次。该项目制定企业标准4项，授权国家发明专利32件，实用新型专利25件，发表SCI、EI收录论文58篇，培养研究生71人；依托本项目创建省级研发中心4个、获批2016年吉林省重大科技项目研发人才团队。罗锡文院士和中国农机工业协会原理事长高元恩研究员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”。获吉林省技术发明一等奖（2015）、科技进步一等奖（2011）和科技进步二等奖（2007）各1项。