我國每年農作物秸稈量近10億噸,約占全球總量的20%,如何實現秸稈資源化利用,是亟待解決的大事、要事和難事。由于我國農作物秸稈傳統的燃料化和飼料化需求銳減,而新的移出資源化利用產業化模式又尚未形成,農作物收獲后不作任何秸稈收集移出和耕整地處理的全量秸稈硬茬地已成為我國耕種新常態,亟需能下田一次性完成下茬作物播種的裝備。而傳統免耕播種裝備在全量秸稈硬茬地工況下播種,存在掛秸壅堵、架種和晾種三大技術難題,作業順暢性和作業質量難以保證。
農業農村部南京農業機械化研究所的專利成果“一種碎秸、清秸、施肥、播種、覆秸多功能機組”,突破了傳統免耕播種技術思路,在相對無秸稈的“潔凈區域內”完成播種作業,整體消除秸稈障礙,徹底破解了在全量秸稈硬茬地播種時存在的“掛秸壅堵”“架種”“晾種”三大技術難題,實現了碎秸、清秸、潔區(無秸稈障礙區域)播種、播后覆秸,機具作業有效率99.5%以上,架種率和晾種率控制為0。
該專利成果發明一系列關鍵技術,發明了碎秸均勻拋撒技術,創制氣力離心組配強制打散均勻拋撒裝置,實現碎秸沿種帶方向均勻拋撒于播后地表,均勻率71%以上;創制碎秸分流調控裝置,實現碎秸入土量與覆蓋量協調,破解了因過量秸稈不均勻覆蓋造成的缺苗弱苗問題,出苗率94%以上;發明了預學習自適應型秸稈粉碎拾輸過載自動監控技術,實現碎秸裝置離地間隙、前行速度和動力補給即時調節,解決了秸稈拾輸過程因瞬間夾帶過量泥土而造成的卡滯問題;發明了防側邊掛秸堵滯技術,創制壓滑組配越秸組件,解決了作業時碎秸組件側邊掛帶未作業區秸稈而造成側邊壅堵阻滯難題,確保連續順暢作業。
該專利成果既可在麥茬全量秸稈硬茬地工況下播種玉米、花生,也可在玉米、水稻和棉花全量秸稈硬茬地工況下播種小麥,已在我國冀、魯、豫、蘇、皖、晉、陜、新、鄂、津、遼、吉、黑等地和俄羅斯推廣應用。技術思路還可拓展應用到機械化殘膜回收等技術領域。該專利成果已許可河南農有王農業裝備科技股份有限公司、江蘇常州漢森機械制造有限公司和江蘇欣田機械制造有限公司等多家企業實施,開發出的系列技術裝備已實現批量化生產,共建成年產10000臺的專業生產線,近3年累計銷售應用成果技術相關各類產品超7000臺(套),新增銷售收入近2億元,新增利稅超2000萬元,累計應用面積超1500萬畝,節本增效超12億元,取得了顯著的經濟和社會效益。該專利成果連續多年被農業農村部列為主推技術,獲農業農村部“神農中華農業科技一等獎”“中國農業科學院十大杰出科技創新獎”。