农业机械学报

作者：何瑞银，段庆飞，陈信信，徐高明，丁启朔

单位：南京农业大学,南京农业大学,江苏大学,南京农业大学,南京农业大学,

关键词：秸秆还田;旋耕;作业参数;空间分布;离散元仿真

基金：国家自然科学基金青年基金项目（31901455）、江苏省自然科学基金青年基金项目（BK20180534）和国家重点研发计划项目(2016YFD0300908)

秸秆在土壤中的空间分布质量会对秸秆腐解速率、土壤养分分布等产生显著影响。为了探究不同旋耕作业参数对秸秆空间分布质量的影响，本文基于离散元法构建旋耕仿真模型，模拟秸秆旋耕还田作业过程，并结合田间试验对不同前进速度和刀辊转速下的秸秆空间分布质量进行对比验证。对仿真及田间试验区域进行垂直分层和水平划分的空间分割处理，计算各区域内秸秆数量并以秸秆占比变异系数为指标评价不同旋耕作业参数下的秸秆空间分布质量。结果表明，在垂直分层处理中，刀辊转速的增加会使得各层秸秆占比变异系数呈递增的趋势，其中240r/min时最小，仿真值与试验值分别为60.09%和80.65%，而随着前进速度的增加，变异系数呈先减少后增加的规律，其中0.50m/s时变异系数最小，仿真值与试验值分别为61.00%和79.90%；在水平划分处理中，刀辊转速的增加对各层秸秆占比变异系数无明显规律性影响，但前进速度的增加可以减小纵向划分区域内的变异系数，最小值为0.75m/s时的11.36%和20.12%，仿真值与试验值变化趋势基本一致。垂直分布和水平分布秸秆占比变异系数仿真值与试验值间差值平均最大分别为22.13%和12.23%，误差在可接受范围内。离散元仿真能够模拟不同旋耕作业参数下的秸秆空间分布状态，可以为旋耕秸秆还田作业质量的快速预测评价研究提供支持，也可为旋耕机械的作业参数选择提供理论依据。

来源：2022年第6期

《农业机械学报》期刊编辑部

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