洋馬插秧機機械化側深施肥裝置改進設計

劉寶 車剛 萬霖 張貴宏

摘要：為提升洋馬插秧機機械化側深施肥裝置的各項技術指標，在滿足水稻標準化插秧要求的基礎上，研制并改進機械化側深施肥裝置。田間對比試驗數據分析表明：秧田平地輥輪和施肥熱通風防潮裝置的改進設計對于實現精準播肥、提高側深施肥器工作性能具有重要作用，可為全面推廣機械化施肥技術及提高水稻經濟效益奠定基礎。

關鍵詞：水稻;插秧機;側深施肥;改進設計

中圖分類號：S224.2? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1674-1161（2018）05-0005-03

水稻機械化側深施肥技術可以實現節肥、省工、增產、減少污染的目的。根據建三江墾區春季生產跟蹤調查結果，應用側深施肥插秧機可以減少和控制肥料的施用量，具有促進水稻早生快發、抗倒伏、防倒衰等作用。進口插秧機一般具備肥料輸送裝置、施肥報警裝置等，但受北方寒地土壤和氣候環境的限制，關鍵技術仍需要進一步提升，而實現施肥準確、定量、均勻、可靠等技術要求是研發水稻插秧機側深施肥裝置的關鍵所在。

1 現有水稻機械化側深施肥裝置的局限性

洋馬插秧機側深施肥裝置在使用過程中存在的問題主要有：一是水田土地條件不一致，車輪在行走過程中上下起伏，施肥后地面平整度不均等、水平面不一致，有露土或秧苗掩埋過深，直接導致苗弱、成熟度不一，施肥的精度也很難保證。改進方案應著重考慮車轍問題。二是施肥路線出現堵塞的頻率較高，尤其在管道進口及出口處。出口處與土壤和水接觸，其與地面接觸部分的內管壁形成融化粘連，在工作過程中隨時間積累導致堵塞。改進方案應著重考慮肥料管道進口及出口處防止化肥融化問題。

2 插秧機側深施肥裝置的結構

配置側深施肥裝置的水稻插秧機主要由發動機、操作臺、行走機構、秧箱、插秧機構、肥料箱、排肥機構、開溝機構等部分組成。側深施肥裝置的結構如圖1所示。

3 插秧機側深施肥裝置的改進設計

3.1 平地輥輪的改進與效果分析

側深施肥對整地要求較高，田塊高低不平、有土塊及車轍等地勢不利于肥料均勻排置。為此，在水稻插秧機構和施肥裝置前設置一個平地輥輪。該輥輪為高強度尼龍材質，采取單輪組合方式，安裝在方管軸上。“一字輥”全長180 cm、直徑10 cm;由插秧機發動機傳動旋轉，轉速為輪速的1.3倍;通過帶有軸承的支架與懸掛連接，由工作、懸掛的起落油缸控制平地輥的入土深度。“八字輥”的雙輥夾角為167 °;轉速與“一字輥”相同。平地輥輪通過十字軸連接PTO輸出進行平地作業，在行進過程中起到擊打土塊、抹平地面的作用，從而使肥料按標準精度和要求排放。

經過2 a試驗，結果表明：“八字輥”推水和整地效果更佳，其地面最大高程由不帶輥作業時的14.0 cm下降到帶輥作業時的3.7 cm，相對高度差值由不帶輥作業時的3.2 cm下降到帶輥作業時的1.4 cm，平地后絕對差值≤2.0 cm采樣測量點累計百分數達86.53%（見表1）。

以側深施肥深度5.0 cm為目標對平地作業效果進行測量，結果表明：“八字輥”施肥相對深度差值在1.4 cm以內，5.0±2.0 cm以內采樣測量點累計百分數達82.53%，施肥量變異系數為5.9，滿足施肥要求（見表2）。

不同的作業方式對水稻的生長情況有所影響。“八字輥”及“一字輥”作業比不帶輥作業緩苗期提前0.25～0.50 d，有利于秧苗的分蘗，分蘗成穗率比不帶輥作業提高11.12%;“八字輥”作業比不帶輥作業增產24.7 kg/667 m2，平地效果對產量影響顯著（見表3）。

3.2 肥料管路防堵裝置的改進

由于插秧過程中長時間處于潮濕環境，吸濕性強的肥料遇水潮解粘附在排肥輪下部及施肥管壁上，易導致堵塞問題。為此，在肥料進料管道入口處加裝風機，將散熱器的干燥熱風引入輸肥系統，提供熱量，使肥料在進料口處不融化，可以大大緩解顆粒肥潮解造成的堵塞排肥輪與肥管連接處的問題。熱風輸肥管路如圖2所示。

3.3 肥料推送防堵機構的改進

帶有電機螺旋推進器的排肥裝置能夠避免排肥口的肥料堵塞問題。在排肥管道出口位置與滑刀結合處設置一個螺旋推送防堵機構，由電機帶動螺旋推進器，使肥料在螺旋推進器的擠壓作用下直接從滑刀出口處排出。電機電源取自車載蓄電池。轉速可調的電機更利于控制肥量，在專家系統數據庫的指導下，能夠將肥效發揮到最大，并且能夠減少化肥的使用量，避免對環境過度污染，對節本增效也起到促進作用。

4 結論

結合生產實踐，側深施肥技術基本解決了肥料溢出、地面平整度不好、肥料堵塞等問題。通過對平地輥進行改進，將“一字型”輪體改為“八字型”輪體，保證了土地平整（誤差≤2.0 cm），達到了插秧和施肥精度，且比“一字型”輪體作業增產15.0 kg/667 m2左右。通過對排肥管道熱風輸肥系統、排肥出口螺旋推送裝置的改良設計，解決了管道肥料堵塞問題。洋馬插秧機機械化側深施肥裝置經改進后，預期能夠滿足水田標準作業需求。

參考文獻

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[2] 陳長海.水稻插秧機螺旋攪龍式側深施肥裝置的設計與試驗研究[D].大慶：黑龍江八一農墾大學，2016.

[3] 孫帥.寒地優質水稻施肥機改進設計及試驗[D].大慶：黑龍江八一農墾大學，2017.

Improved Design of Mechanized Side Deep Fertilization

Device of Yangma Rice Transplanter

LIU Bao1， CHE Gang2， WAN Lin2， ZHANG Guihong2

（1. Heilongjiang Nongjiang Farm， Kiamusze Heilongjiang 156335， China; 2. College of Engineering， Heilongjiang Bayi Agricultural University， Daqing Heilongjiang 163319， China）

Abstract： In order to improve the technical indexes of mechanized side deep fertilization of Yangma rice transplanter， the mechanized side deep fertilization device was developed and improved on the basis of meeting the requirements of standardized rice transplanting. The data analysis of field comparative experiment shows that： The improved design of leveling land roller and heat ventilation and moisture-proof device for fertilization plays an important role in realizing precise fertilization and improving the working performance of side-deep fertilization device， which can lay a foundation for comprehensively popularizing mechanized fertilization technology and improving the economic benefits of rice.

Key words： rice; transplanter; side deep fertilization; improved design