秸秆深埋还田开沟灭茬机设计与试验 被引量：22

1

作者 王瑞丽 杨鹏 +1 位作者 Rabiu Falalu Jahun 窦森 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期40-47,共8页

秸秆还田是农作物秸秆综合利用最为直接的形式,深埋还田能打破犁底层、培肥地力,并提高土壤抗旱保墒能力。在秸秆深埋还田时,由于作物根茬未粉碎,深开沟的同时会出现大块土垡。秸秆深埋后还需对根茬和土垡进行二次粉碎,增加了作业成本... 秸秆还田是农作物秸秆综合利用最为直接的形式,深埋还田能打破犁底层、培肥地力,并提高土壤抗旱保墒能力。在秸秆深埋还田时,由于作物根茬未粉碎,深开沟的同时会出现大块土垡。秸秆深埋后还需对根茬和土垡进行二次粉碎,增加了作业成本。为满足秸秆深埋还田开沟灭茬碎土的需求,设计研制了一种集开深沟、碎土、灭茬等多道工序的用于秸秆深埋还田的开沟灭茬机。以导向铲入土深度、灭茬刀转速、灭茬深度为试验因素,机器的作业阻力和灭茬碎土率为试验指标,进行了三因素三水平正交试验。结果表明导向铲入土深度和灭茬深度对作业阻力有极显著影响,灭茬刀转速对灭茬碎土率有极显著影响。在开沟深度为35 cm时,导向铲入土深度、灭茬刀转速和灭茬深度分别为100 mm、340 r/min和60 mm时,开沟灭茬机的作业性能最好,作业阻力为21.6 k N、灭茬碎土率为96.3%、开沟深度稳定性为92.4%。试验表明该机具有很好的开沟、灭茬、碎土效果,该研究为秸秆深埋还田机具的研制和配备提供参考。 展开更多

关键词 机械化 农作物 设计 深埋还田 开沟 灭茬 碎土

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气力式1JH-2型秸秆深埋还田机设计与试验 被引量：18

2

作者 田阳 林静 +3 位作者 李宝筏 张桐嘉 齐林 王佳琦 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第14期10-18,共9页

针对东北黑土区合理耕层构建秸秆深埋还田的技术要求,实现虚实并存合理耕层结构,研制了气力式1JH-2型秸秆深埋还田机,能够一次完成破茬、秸秆捡拾粉碎、开沟碎土、行间深松、秸秆深埋、覆土镇压等功能。机具主要由传动系统、破茬装置、... 针对东北黑土区合理耕层构建秸秆深埋还田的技术要求,实现虚实并存合理耕层结构,研制了气力式1JH-2型秸秆深埋还田机,能够一次完成破茬、秸秆捡拾粉碎、开沟碎土、行间深松、秸秆深埋、覆土镇压等功能。机具主要由传动系统、破茬装置、捡拾粉碎装置、气力输送装置、开沟装置、覆土装置、镇压装置等组成。其关键部件是气力输送装置,应用离散元气固耦合数值模拟法对秸秆在气力气力输送装置中不同转速下的运动过程进行了数值模拟研究,得到了秸秆和气流输送气固耦合的运动规律。正交试验结果表明,机具运行最优参数组合为开沟装置转速215 r/min,风机转速1 850 r/min,机具作业速度3.0 km/h。田间试验表明,在最优参数组合条件下,秸秆深埋率为94%,秸秆粉碎合格率为94.2%,碎土率为95.4%,满足了东北黑土区秸秆深埋还田技术指标要求,为秸秆深埋还田机的改制和评价提供参考。 展开更多

关键词 农业机械 计算机仿真 设计 深埋还田 合理耕层 试验

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秸秆集中深埋对水稻生长及产量的影响 被引量：6

3

作者 扶明英 朱利群 +1 位作者 李妍 卞新民 《江苏农业科学》 北大核心 2013年第1期67-69,共3页

研究了小麦秸秆集中深埋深度和埋草量对水稻生长及其产量的影响。结果表明:适宜还田量和还田深度能够使水稻增产,建议埋草量为5 kg/m2、埋深为35 cm,该条件下有利于水稻生长,并可以提高水稻产量,为最佳处理组合。

关键词 秸秆 深埋还田 水稻 生长 产量

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1JHL-2型秸秆深埋还田机设计与试验 被引量：29

4

作者 林静 马铁 李宝筏 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第20期32-40,共9页

为了改善土壤耕层结构,协调土壤水、肥、气矛盾,有机养分消耗与积累矛盾,实现秸秆深埋还田,研制了1JHL-2型秸秆深埋还田机,主要由秸秆粉碎装置、螺旋开沟装置、输送装置、落料装置和覆土装置等组成。该机具收集两垄秸秆埋于一条垄沟,可... 为了改善土壤耕层结构,协调土壤水、肥、气矛盾,有机养分消耗与积累矛盾,实现秸秆深埋还田,研制了1JHL-2型秸秆深埋还田机,主要由秸秆粉碎装置、螺旋开沟装置、输送装置、落料装置和覆土装置等组成。该机具收集两垄秸秆埋于一条垄沟,可实现秸秆垄沟隔行交替深埋,一次完成秸秆粉碎、收集、开沟、深埋、镇压等多项作业,适用于东北平原中南部棕壤土区合理耕层构建的秸秆深埋还田的技术要求。通过对秸秆在输送装置上的斜抛运动分析和土壤颗粒相对于螺旋式开沟器动力学分析,确定了机具的结构参数与性能参数:秸秆粉碎装置的作业幅宽为120 cm,输送装置的工作宽度为80 cm,螺旋式开沟器开沟宽度为40 cm;秸秆粉碎轴转速为1 620 r/min,Y型甩刀的刀尖线速度为40 m/s,输送带带速为1.416 m/s。通过田间试验得到,在机具前进速度为3 km/h,开沟装置转速为270 r/min,开沟深度为28 cm的情况下,秸秆切碎合格率为93.5%,秸秆深埋率为92%。达到了秸秆深埋还田、增强土壤有机质的要求,实现虚实并存的耕层结构,为秸秆深埋还田机的设计和评价提供参考。 展开更多

关键词 农业机械 设计 农作物 秸秆深埋还田 合理耕层 螺旋开沟器 运动学分析

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气力式秸秆深埋还田机输送装置设计与试验 被引量：14

5

作者 田阳 林静 李宝筏 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期36-44,共9页

针对合理耕层构建技术指标要求,设计了气力式秸秆深埋还田机输送装置。其主要结构参数为:输送管截面为0. 2 m×0. 2 m方形管;叶轮直径为0. 55 m,叶轮宽度为0. 17 m,进气口直径为0. 26 m,风机壳宽度为0. 2 m;螺旋轴直径为0. 09 m,螺... 针对合理耕层构建技术指标要求,设计了气力式秸秆深埋还田机输送装置。其主要结构参数为:输送管截面为0. 2 m×0. 2 m方形管;叶轮直径为0. 55 m,叶轮宽度为0. 17 m,进气口直径为0. 26 m,风机壳宽度为0. 2 m;螺旋轴直径为0. 09 m,螺旋叶片外径为0. 25 m,螺距为0. 2 m,螺旋叶片厚度为0. 003 m,螺旋外径与输送管内表面间隙为0. 005 m。通过玉米悬浮速度试验测得,长度为10 cm玉米秸秆上、中、下部分悬浮速度分别为10. 4、12. 3、12. 7 m/s,平均值为11. 9 m/s,试验结果与仿真误差为7%。基于气固耦合理论,通过CFD-DEM气固耦合法对输送装置内的气固两相流模拟研究,表明弯角30°、转速为1 800 r/min时输送管道中,秸秆最小速度为5. 21 m/s,所对应的气流速度为17～27 m/s,出口处玉米秸秆速度为6. 06 m/s,气流速度为2～27 m/s,秸秆输送效果最佳。田间试验结果表明,气力输送装置性能参数最优组合为:风机转速1 800 r/min,秸秆覆盖量1. 2 kg/m2,叶片弯角30°。田间验证试验得深埋合格率为93. 2%,有效提高了深埋质量。 展开更多

关键词 秸秆深埋还田机 输送装置 气力式

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玉米秸秆深埋还田机螺旋开沟装置参数优化与试验 被引量：11

6

作者 高文英 林静 +1 位作者 李宝筏 马铁 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期45-54,共10页

在中国东北地区棕壤土玉米的生产过程中,通过秸秆深埋还田的方法,打破犁底层,在增加深层土壤肥力、蓄水保墒和构建合理耕层结构的同时,解决了秸秆有效处理问题。1JHL-2型秸秆深埋还田机能够对覆盖在地表的秸秆一次性完成粉碎、收集、开... 在中国东北地区棕壤土玉米的生产过程中,通过秸秆深埋还田的方法,打破犁底层,在增加深层土壤肥力、蓄水保墒和构建合理耕层结构的同时,解决了秸秆有效处理问题。1JHL-2型秸秆深埋还田机能够对覆盖在地表的秸秆一次性完成粉碎、收集、开沟和掩埋作业。为了解决其开沟阻力大、整机受力不均和前进直线性差等问题,对其螺旋开沟装置进行了参数优化设计。针对开沟过程中叶片易粘土堵塞等问题,对螺旋开沟装置的螺旋叶片表面进行了仿生优化设计。通过动力学分析,确定出螺旋开沟装置的最佳结构参数。以玉米秸秆深埋率、开沟功耗和机组直线行驶最大偏移量为试验指标,以机具前进速度、开沟器转速和开沟深度为试验因素,进行三元二次回归正交旋转组合试验。试验结果表明:螺旋开沟器的最佳工作参数组合为:前进速度1.04 m/s、开沟器转速275 r/min、开沟深度28.5 cm。在最优参数组合下,田间试验验证表明:秸秆深埋率的均值为92.03%,开沟功耗均值为17.7 k W,机组直线行驶最大偏移量为74 mm,满足玉米秸秆深埋还田技术要求。 展开更多

关键词 秸秆深埋还田机 合理耕层 仿生 螺旋 参数优化

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秸秆深埋还田仿生开沟装置优化与试验 被引量：8

7

作者 林静 张桐嘉 +3 位作者 田阳 高文英 齐林 李宝筏 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期50-59,67,共11页

为解决秸秆深埋还田工作中开沟深度不够、深埋率低、开沟阻力大等问题,对自行研制的气力式秸秆深埋还田机的开沟装置进行了优化设计。提出一种仿螳螂前端足曲线的秸秆开沟刀参数优化设计,利用阿基米德等进螺线设计的侧切刃具有滑切能力... 为解决秸秆深埋还田工作中开沟深度不够、深埋率低、开沟阻力大等问题,对自行研制的气力式秸秆深埋还田机的开沟装置进行了优化设计。提出一种仿螳螂前端足曲线的秸秆开沟刀参数优化设计,利用阿基米德等进螺线设计的侧切刃具有滑切能力,可切割土壤完成开沟作业。利用Matlab对螳螂前端足进行二值化、膨胀、边缘坐标处理得到仿生开沟刀,使用离散元软件EDEM对设计出的仿生开沟刀和普通开沟刀进行仿真对比,并对仿真结果进行土槽试验验证。试验分析结果表明,相比于普通开沟刀,仿真开沟刀在开沟过程中可减少9. 48%的阻力。利用Design-Expert 8. 0软件的二次正交旋转组合试验设计结合响应面法,分别建立秸秆深埋率和工作效率与机具前进速度、秸秆深埋深度和秸秆覆盖量的回归数学模型。通过分析表明,各因素对秸秆深埋率的影响由大到小依次为:秸秆覆盖量、秸秆深埋深度、机具前进速度;各因素对工作效率的影响由大到小依次为:机具前进速度、秸秆深埋深度、秸秆覆盖量;交互作用中,秸秆深埋深度和秸秆覆盖量、机具前进速度与秸秆覆盖量对工作效率影响显著。经过优化求解,在深埋率权重为0. 7、工作效率权重为0. 3的情况下得到开沟装置最佳工作参数,在机具前进速度为1. 63 m/s、秸秆深埋深度为27. 97 cm、秸秆覆盖量为340. 54 kg/hm2时,秸秆深埋率为90. 491%,工作效率为5. 4 hm2/h。 展开更多

关键词 秸秆深埋还田 仿生 图像处理 仿真模型 试验设计

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秸秆深埋还田机振动特性分析与结构优化 被引量：7

8

作者 高文英 林静 +2 位作者 李宝筏 王伟 谷士艳 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期970-980,共11页

针对玉米秸秆深埋还田机田间作业过程中振动剧烈的问题,对其振动特性进行了研究,并以提高低阶固有频率为目标优化机具结构,提高机具作业效果。通过模态分析,获取机具的固有频率;田间测试得到机具8个测试点的振动特性及功率谱;应用ISIGH... 针对玉米秸秆深埋还田机田间作业过程中振动剧烈的问题,对其振动特性进行了研究,并以提高低阶固有频率为目标优化机具结构,提高机具作业效果。通过模态分析,获取机具的固有频率;田间测试得到机具8个测试点的振动特性及功率谱;应用ISIGHT耦合平台对机具主结构进行了参数优化,避开了机具外部主要激振频率。研究表明:机具在田间作业过程中的振动主要由前进速度、自身结构、外部激励及地表情况决定,覆土装置和镇压装置具有一定的吸能减振作用,其中机具尾部已经发生共振;影响机具振动的主频集中在8~16 Hz,接近机具1阶和2阶固有频率;优化后机具主结构的1阶固有频率提升至20.348 Hz,可有效避免共振。田间试验表明,机具优化后作业过程中振动减少,噪音降低,作业效果良好,为秸秆深埋还田机具的设计优化提供了一定的理论参考。 展开更多

关键词 农业机械化 秸秆深埋还田机 振动 频率 结构优化

原文传递

秸秆深还机具特点和作业效率分析 被引量：7

9

作者 杨鹏 王瑞丽 +1 位作者 张启辉 窦森 《吉林农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期645-650,共6页

秸秆深埋还田(秸秆深还)作为一种新兴的秸秆还田模式,其机具有别于地表覆盖还田和铧式犁翻压还田。为了科学管理、合理运用秸秆深还机械,提高机组的作业效率,在调查测试秸秆深还作业的基础上,对机具的特点进行了分析,同时对测试机组分... 秸秆深埋还田(秸秆深还)作为一种新兴的秸秆还田模式,其机具有别于地表覆盖还田和铧式犁翻压还田。为了科学管理、合理运用秸秆深还机械,提高机组的作业效率,在调查测试秸秆深还作业的基础上,对机具的特点进行了分析,同时对测试机组分别进行了时间利用率和作业效率分析。结果表明:对于各个机具的作业时间利用率和总作业效率影响因素有所不同。作业速度、幅宽、故障维修和地头转向是影响机械作业效率的主要因素。根据调查和分析的结果,针对秸秆深还作业中存在的问题提出了机组的合理运行模式。 展开更多

关键词 秸秆深埋还田 作业机组 时间利用率 作业效率

原文传递

秸秆粉碎集中全量深埋还田机设计与试验 被引量：3

10

作者 袁兴茂 李霄鹤 +3 位作者 焦海涛 周顺利 张俊杰 吴海岩 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期27-35,共9页

针对我国玉米秸秆量大,生产应用的还田机具还田深度浅,存在影响后续播种、出苗质量、病虫害发生率高和深层土壤“碳饥饿”等问题,设计了一种秸秆粉碎集中全量深埋还田机,可一次完成秸秆捡拾、粉碎、输送、深松开沟、集中遁注掩埋和碎土... 针对我国玉米秸秆量大,生产应用的还田机具还田深度浅,存在影响后续播种、出苗质量、病虫害发生率高和深层土壤“碳饥饿”等问题,设计了一种秸秆粉碎集中全量深埋还田机,可一次完成秸秆捡拾、粉碎、输送、深松开沟、集中遁注掩埋和碎土镇压等作业,在有效减少土壤扰动下能够将多行站立或粉碎后秸秆集中埋入地表下一条深380~400 mm的沟内。阐述了秸秆粉碎集中全量深埋还田机整机结构及工作原理,对秸秆螺旋输送装置、抛压风机、深松开沟遁注装置和传动系统等关键部件进行了设计与计算,初步确定了螺旋输送装置与抛压风机转速、风机出料口尺寸和遁注体截面形状参数,并对抛压风机与遁注体腔体内部进行了流场模拟分析与验证。按照设计要求对秸秆粉碎集中全量深埋还田机进行了试制,并进行了机具性能与大田定位试验,结果表明:在作业速度3 km/h时,秸秆捡拾率为90.8%,开沟深度与秸秆掩埋深度均值分别为394 mm与200 mm,开沟深度与秸秆掩埋深度稳定性系数分别为97.4%和92.5%,各项指标与设计值相符,且满足农艺要求。同时大田定位试验结果表明,秸秆集中深还田与传统还田相比,0~200 cm土壤贮水量提高29 mm,20~40 cm土层有机碳、全氮和速效磷养分含量分别增加7.14 g/kg、0.59 g/kg、1.53 mg/kg,有效增加了土壤养分含量,提高了深层土壤肥力与贮水能力。 展开更多

关键词 秸秆 集中输送 全量深埋还田机 田间试验

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旋转锹式玉米秸秆深埋还田机的设计 被引量：6

11

作者 宋健鹏 林静 +2 位作者 马铁 吕秋立 田阳 《农机化研究》 北大核心 2018年第2期95-99,共5页

针对目前秸秆存在随意堆放、大面积焚烧和利用率低等问题,在研究国内外秸秆还田机的发展现状基础上,设计了一种旋转锹式还田机。利用Solid Works软件对旋转锹式玉米秸秆深埋还田机进行了三维建模,运用ANSYS软件对其关键部件旋转锹和刀... 针对目前秸秆存在随意堆放、大面积焚烧和利用率低等问题,在研究国内外秸秆还田机的发展现状基础上,设计了一种旋转锹式还田机。利用Solid Works软件对旋转锹式玉米秸秆深埋还田机进行了三维建模,运用ANSYS软件对其关键部件旋转锹和刀轴进行了有限元分析。力学分析表明:应力主要集中在刀片背后弯曲部分,在正切刃部分变形最大。模态分析表明:工作时刀轴的振动频率远低于固有频率范围内的最小频率,不会发生共振。研究成果可为秸秆深埋还田机的设计和改进提供参考。 展开更多

关键词 秸秆深埋还田机 旋转锹 有限元分析 模态分析

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直注式秸秆捡拾粉碎深埋机设计与试验

12

作者 仝振伟 李洪文 +3 位作者 卢彩云 王超 仲广远 林涵 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期83-95,共13页

为提升秸秆深埋质量,针对秸秆深埋过程中秸秆捡拾效果差、输送方式单一、输送效率低、深埋率低等问题,提出一种直注式秸秆深埋还田方法,设计了直注式秸秆捡拾粉碎深埋机,阐述了整机结构和工作原理。对关键部件进行了设计分析,设计了无... 为提升秸秆深埋质量,针对秸秆深埋过程中秸秆捡拾效果差、输送方式单一、输送效率低、深埋率低等问题,提出一种直注式秸秆深埋还田方法,设计了直注式秸秆捡拾粉碎深埋机,阐述了整机结构和工作原理。对关键部件进行了设计分析,设计了无护圈式捡拾装置,分析了捡拾装置各个运动阶段与弹齿的运动轨迹,确定了4个运动阶段所对应的相位角;设计了以运秸螺旋输送器和运秸叶片为主的机械输送装置、以抛秸风叶和运秸导管为主的气力输送装置。对秸秆输送量进行分析,明确了运秸螺旋输送器结构参数,得出了运秸螺旋输送器最低转速;对运秸叶片和抛秸风叶进行了动力学分析,确定了运秸叶片和抛秸风叶结构,明晰了影响秸秆输送效果的关键因素为机具前进速度、运秸螺旋输送器转速、抛秸风叶转速、运秸叶片倾角和抛秸风叶倾角,并确定了影响因素范围。仿真试验结果表明,机具前进速度和运秸螺旋输送器转速存在交互作用,最佳作业参数:机具前进速度为3 km/h、运秸螺旋输送器转速为1200 r/min和抛秸风叶转速为1600 r/min。田间试验结果表明,平均秸秆捡拾率和平均深埋率分别为91.02%,90.03%;运秸导管出口处风速和作业扭矩分别为1.78~26.83 m/s、61.55~214.78 N·m,各工作部件运行稳定,满足秸秆深埋还田作业要求,为秸秆深埋还田机研发和改进提供了依据。 展开更多

关键词 秸秆捡拾粉碎深埋还田机 直注式 捡拾装置 机械-气力输送装置

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秸秆深埋还田机螺旋开沟装置的设计与试验 被引量：5

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作者 林静 马铁 +3 位作者 高文英 李宝筏 宋健鹏 吕秋立 《沈阳农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期41-48,共8页

秸秆深埋还田机在进行田间作业时,能否开出符合机具作业要求的深沟是秸秆深埋的关键。目前国内秸秆还田机种类繁多,但具有深埋作用的机具相对较少,东北地区常年使用小四轮拖拉机进行田间作业,犁底层逐年加厚上移,导致土壤耕层变浅,土壤... 秸秆深埋还田机在进行田间作业时,能否开出符合机具作业要求的深沟是秸秆深埋的关键。目前国内秸秆还田机种类繁多,但具有深埋作用的机具相对较少,东北地区常年使用小四轮拖拉机进行田间作业,犁底层逐年加厚上移,导致土壤耕层变浅,土壤肥力下降,影响了作物产量。针对这一情况,设计一种具有螺旋开沟装置的秸秆深埋还田机,探究单螺旋开沟装置和并排双螺旋开沟装置的优缺点,并通过田间试验最终确定螺旋开沟装置的主要结构配置。通过对螺旋开沟过程中土壤颗粒的运动过程分析,确定螺旋叶片的主要参数,单轴螺旋线对称布置的螺旋开沟器为变螺距螺旋,最大螺旋升角为16°,双轴并排布置的螺旋开沟器恒定螺距,螺旋升角为16°。经过理论计算分析得开沟器转速为268r·min^(-1)。为寻找最合适的开沟装置,确定螺旋装置的最优工作运动参数,以拖拉机前进速度、螺旋开沟装置转速和开沟深度为试验影响因素,以单螺旋和双螺旋的开沟深度合格率和秸秆深埋率为试验指标,设计三因素三水平正交试验。试验结果表明:当拖拉机前进速度为3km·h^(-1),开沟装置转速为270r·min^(-1),开沟深度为28cm时,安装有双螺旋开沟器的秸秆还田机开沟稳定,开沟深度合格率为99.1%,深埋秸秆的效果最好,深埋率可达91.4%。试验结果可为螺旋式秸秆深埋还田机开沟装置的选择提供理论和实践依据。 展开更多

关键词 秸秆深埋还田机 单螺旋开沟器 双螺旋开沟器

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覆盖型系列悬挂犁 玉米秸秆整株深埋还田装备

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作者 段汝浩 《山东农机》 2002年第7期16-16,共1页

关键词 覆盖型 悬挂犁 玉米秸秆 整株深埋还田 装备

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