馬鈴薯播種機施肥機構的研究

楊華 王晉 程亨曼

摘 要：簡要介紹馬鈴薯播種機施肥機構的結構、關鍵技術及工作原理，得出馬鈴薯播種機施肥機構的研究結果。

關鍵詞：馬鈴薯播種機;施肥機構;工作原理

中圖分類號：S223.24? ? ? 文獻標識碼：A

0 引言

我國是世界上馬鈴薯播種面積最大的國家。在馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的背景下，近幾年馬鈴薯種植面積和總產(chǎn)量位居世界首位。隨著種薯繁育技術和種植技術的發(fā)展，馬鈴薯的平均產(chǎn)量也逐年上升。目前，需要解決的關鍵問題是全程機械化生產(chǎn)，為提高馬鈴薯生產(chǎn)機械化水平，農(nóng)業(yè)部2012年7月6日印發(fā)了《馬鈴薯機械化生產(chǎn)技術指導意見》?！兑庖姟芬螅鞯匾Y合本地實際，細化技術內(nèi)容，逐步規(guī)范馬鈴薯種植，探索全程機械化的合理生產(chǎn)模式，完善適宜本地區(qū)的馬鈴薯機械化生產(chǎn)技術體系和操作規(guī)范。積極扶持馬鈴薯生產(chǎn)專業(yè)合作組織發(fā)展，促進適度規(guī)模經(jīng)營，提高農(nóng)業(yè)社會化服務能力，推進馬鈴薯生產(chǎn)標準化、規(guī)?；?、專業(yè)化，為實現(xiàn)馬鈴薯全程機械化生產(chǎn)創(chuàng)造條件。

精準施肥是馬鈴薯種植機械化發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)馬鈴薯播種環(huán)節(jié)化學肥料高效利用的關鍵因素，施肥量是否精準直接影響馬鈴薯的生長品質(zhì)和產(chǎn)量。本文結合我國實際的種植情況和種植模式，研究與開發(fā)馬鈴薯播種機施肥機構精準施肥的工作原理。

1 結構與工作原理

1.1 結構

馬鈴薯播種機的施肥機構（如圖1），主要由機架、行走輪、傳動機構、排肥裝置、肥量調(diào)節(jié)機構、肥箱等部件構成。傳動機構由行走輪軸、過橋軸、鏈輪及鏈條組成。過橋上裝有離合器，分肥箱內(nèi)有絞龍推送裝置與施肥盒。

1.2 工作原理

如圖2所示，馬鈴薯施肥機構通過支架固定在機架上，通過絞龍攪拌輸送肥料，同時將結塊肥打碎，不堵塞排肥管。箱底裝有尼龍材質(zhì)的施肥盒，盒內(nèi)有葉片絞龍。工作時，由地輪傳送過來的動力帶動肥箱內(nèi)的紋桿式絞龍旋轉，將肥料充分攪拌后從肥箱落料口推送到肥箱外底部排肥盒內(nèi)。排肥裝置排量均勻，排肥量調(diào)節(jié)靈敏精準，能夠適應不同的施肥量需求，工作阻力小，調(diào)節(jié)方便，設計不銹鋼螺旋葉片成封閉式進行排肥，從而不易被肥料粘上，能夠將結塊肥料碾碎，排潮濕肥料的能力較強。

排肥機構由肥箱內(nèi)底部絞龍腔體、紋桿式絞龍、肥箱外底部的肥盒、肥盒內(nèi)葉片絞龍總成、肥槽、橡膠接肥碗、施肥彈齒以及施肥開溝靴等構成，其中肥箱內(nèi)絞龍與施肥盒內(nèi)絞龍的旋轉方向一致。肥箱內(nèi)的肥料在肥箱絞龍的旋轉下能夠得到充分攪拌，并通過絞龍的旋轉將肥料輸送至肥箱落料口，肥料被輸送到施肥盒內(nèi)。施肥盒內(nèi)的葉片絞龍旋轉通過絞龍上的葉片把肥料向兩側推送，然后將肥料送到兩側落肥口下的接肥碗中，最后通過施肥開溝器將肥料輸送到施肥位置。機具工作時，動力傳遞到肥箱內(nèi)絞龍并帶動旋轉，將肥箱內(nèi)肥料攪拌并推送到肥箱外底部的肥盒內(nèi)，肥盒內(nèi)的肥料經(jīng)過反向安裝的絞龍葉片向肥盒兩側輸送，然后施到苗帶兩側指定的位置。由于葉片絞龍形成的腔體與肥盒內(nèi)沿相對位置較小且均勻一致，肥料不泄露，同時轉動均勻，因此向外排肥始終保持均勻一致，有效保證了施肥效果。采用苗帶兩側精量深施肥機構，施肥量與施肥部位準確可控，大大提高了肥料的利用率，實現(xiàn)肥料減量定位定量精施的同時，滿足了農(nóng)藝要求。

2 關鍵技術

2.1 精準定量施肥關鍵技術

隨著國家提倡農(nóng)業(yè)向節(jié)肥減藥趨勢發(fā)展，有效實現(xiàn)黑土保護，根據(jù)并結合測土配方，有針對性地進行精準定量施肥，從而達到肥料少施精施、高效利用、無殘留、馬鈴薯品質(zhì)好、產(chǎn)量高的目的。研究馬鈴薯播種機作業(yè)時肥料定量撒施到確切位置，是實現(xiàn)肥料少施、高效利用的關鍵環(huán)節(jié)。要保證定量施肥，就要保證肥料從排肥盒排出施用時流量均勻一致，且不隨機車前進速度的變化而改變。本設備的研究采用地輪傳遞動力，通過傳動系統(tǒng)到達肥料量調(diào)節(jié)變速箱。該變速箱內(nèi)通過改變傳動比來改變肥料絞龍的推肥速度，從而實現(xiàn)畝施肥量的變化，達到作物對肥料的需求。作業(yè)時，肥箱內(nèi)底部絞龍不斷攪動把粘結的肥料絞開增加流動性，肥料從肥箱底部均勻落入到塑料肥盒內(nèi)，肥盒內(nèi)設計為圓形槽，肥盒傳動軸上反向對置的絞龍葉片邊緣與肥盒圓形槽內(nèi)緣無縫但不接觸，絞龍葉片隨著傳動軸把處于充滿狀態(tài)的肥料向肥盒兩側的出口均勻地、定量地推撒出來，實現(xiàn)肥料的定量精準施用。

1.下鏈輪 2.上鏈輪 3.施肥雙鏈輪：大鏈輪34Z，小鏈輪12Z 4.肥盒 5.導肥口6.肥箱 7.鏈輪30Z 8.鏈輪22Z 9.地輪

10.鏈條 11.鏈輪27Z 12.鏈輪18Z 13.肥槽 14.施肥彈尺 15.橡膠接肥碗 16.開溝靴 17.箱內(nèi)絞龍軸焊合 18.施肥絞龍焊合

2.2 施肥開溝過程防擁堵關鍵技術

由于我省的土壤黏度大，機具長時間作業(yè)時黏土很容易粘結在入土的工作部件上并產(chǎn)生堆積，導致肥料落不到相應位置或者外流，嚴重影響施肥質(zhì)量造成浪費并給土壤帶來危害。為防止此現(xiàn)象，設計一種弓形、入土靴尖部分前傾、窄的立式開溝器，這樣的開溝器開出的溝槽窄、阻力小、可以撥開地表的障礙物，有效防止土壤堆積。在開溝器的選材上選用彈性特別好的硼鋼為主的材質(zhì)，由于土壤比阻不同，開溝器在作業(yè)時不斷發(fā)生復位的彈性形變而產(chǎn)生抖動，可以有效地除掉粘結的泥土，實現(xiàn)施肥過程中的防堵施肥技術功能。

2.3 施肥開溝器自我保護關鍵技術

多年的化肥和農(nóng)藥無節(jié)制的使用，造成土壤有機質(zhì)低、土壤板結、水土流失嚴重，人們通過增加化肥量的方式來提高馬鈴薯產(chǎn)量，對土壤的破壞產(chǎn)生了惡性循環(huán)。多年的勞作，土壤中含有不同的雜物（如石頭、機器丟棄的鋼鐵零部件等），使得土壤作業(yè)環(huán)境相當惡劣。雖然國家制定了深松整地和增加有機肥等多種黑土保護措施，但是剛剛起步，各種問題仍然存在。馬鈴薯播種設備在作業(yè)過程中仍然能經(jīng)常遇到土壤的施肥作業(yè)層中的各種硬物雜物，極易給設備造成損害，延后作業(yè)時間，增加維修成本，不利搶農(nóng)時，容易錯過最佳作業(yè)期，直接導致馬鈴薯的長勢和產(chǎn)量受到影響，給種植戶造成損失。據(jù)此，設計一種新型的施肥開溝器，該開溝器主要入土部件是開溝彈齒，開溝彈齒設計成弓形，且彈性較大，遇到大阻力時發(fā)生形變從障礙物上越過且不損壞，然后馬上回復到原狀態(tài)繼續(xù)進行開溝作業(yè)，確保施肥作業(yè)的連續(xù)性，有效保護整機不受損害。馬鈴薯播種機田間作業(yè)如圖3所示。

3 總結

根據(jù)我省馬鈴薯種植的農(nóng)藝現(xiàn)狀和需求，定量精準施肥是馬鈴薯種植全程機械化的重要環(huán)節(jié)。針對我國馬鈴薯種植的實際情況，設計開發(fā)了該新型馬鈴薯播種機施肥機構，并進行田間試驗，經(jīng)過大量實驗得到了第一手數(shù)據(jù)和資料。試驗結果表明：該施肥機構施肥量根據(jù)測土配方和馬鈴薯品種需求可調(diào)，作業(yè)過程中施肥量均勻穩(wěn)定一致;螺旋絞龍推送結構可實現(xiàn)肥料施用的精確控制，從而達到肥料減施和精施的效果，降低施肥成本，提高肥效，更容易被種植戶接受。綜合各方面因素，該施肥機構有較大的推廣價值，可以促進馬鈴薯全程機械化發(fā)展和農(nóng)民增產(chǎn)增收，對我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和國家馬鈴薯“主糧化”發(fā)展戰(zhàn)略的快速實施均有重要意義。