旋耕整地施肥聯(lián)合作業(yè)技術(shù)研究

李新明

（山東工業(yè)職業(yè)學院，山東 淄博 256414）

1 整機結(jié)構(gòu)與工作原理

1GF-230旋耕施肥機結(jié)構(gòu)總圖如圖1所示。拖拉機通過萬向節(jié)總成與旋耕機相連，旋耕機上方裝有肥箱，肥箱側(cè)邊裝有電機，通過控制器來調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速[1-4]。在旋耕機前梁上均勻設(shè)有8個施肥器分流板。樣機主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

施肥控制器安裝在駕駛室內(nèi)，通過導線分別連接拖拉機電瓶與直流電機，直流電機固定在肥箱一側(cè)，當控制器打開接通電源后，直流電機將動力經(jīng)過鏈條傳至肥箱鏈輪，肥箱鏈輪與排肥軸同步轉(zhuǎn)動，并同時帶動施肥盒里的外槽輪轉(zhuǎn)動，將肥料從肥箱中導出，肥料經(jīng)各路施肥管漏至各路分流板，被隔板分流后均勻撒在幅寬內(nèi)，從而達到全幅寬均勻施肥的目的。

萬向傳動軸連接拖拉機后輸出軸和中間齒輪箱輸入軸，將拖拉機動力傳遞至旋耕施肥機。中間齒輪箱輸出軸通過花鍵軸與刀軸連接，最終把動力輸出，直接驅(qū)動旋耕刀軸回轉(zhuǎn)，旋耕刀軸上通過螺栓固裝有若干旋耕刀，從而完成旋耕作業(yè)，同時將從施肥管分流漏下的肥料均勻攪拌進土里，隨著拖拉機前進，安裝在旋耕機后面的拖板將旋耕起來的土壤耙平，一次性完成了耕、耙作業(yè)。電機轉(zhuǎn)速可通過駕駛室內(nèi)的控制器調(diào)節(jié)，從而達到調(diào)節(jié)排肥量的目的。

2 旋耕整地施肥聯(lián)合作業(yè)技術(shù)

2.1 技術(shù)簡介

旋耕整地施肥聯(lián)合作業(yè)技術(shù)是利用旋耕整地施肥聯(lián)合作業(yè)機一次完成旋耕、施肥、耙平整地作業(yè)，為水稻種植提供良好苗床條件的田間作業(yè)技術(shù)。該技術(shù)實施主要依靠旋耕整地施肥聯(lián)合作業(yè)機，該機由旋耕機、施肥裝置和鎮(zhèn)壓器組成。在旋耕機機架上安裝有肥料箱，肥料箱的底部安裝外槽輪式排肥盒，在旋耕機的后部安裝鎮(zhèn)壓平整地部件（包括拖板和鎮(zhèn)壓平地輥）用來將旋耕后的土壤壓實整平。在旋耕機機架前梁上均勻設(shè)有6個施肥器，通過塑料管與外槽輪式排肥盒連接，施肥器上端為矩形管，下端為扇形施肥口，扇形施肥口內(nèi)有導流板。

作業(yè)時，從肥箱中排出的肥料通過施肥器扇形施肥口內(nèi)的導流板分流，肥料流出扇形施肥口時呈扇形被均勻拋灑在地表上，通過旋耕機的旋耕作業(yè)，將拋灑在地表上的肥料均勻攪拌在耕層土壤中，從而實現(xiàn)全耕層均勻施肥。

2.2 電動排肥器結(jié)構(gòu)設(shè)計

排肥器是旋耕施肥機的重要工作部件，外槽輪排肥器由于結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好，被廣泛應用于排流動性好的復合顆粒肥，電動排肥器結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

電動排肥器通過直流電機驅(qū)動槽輪轉(zhuǎn)動強制排肥，解決了水田作業(yè)過程中因地輪打滑導致斷條的問題，提高了肥料排施作業(yè)質(zhì)量和深施肥效果。因其具有排肥量調(diào)節(jié)靈敏、準確的優(yōu)點，故選擇電動排肥器，其結(jié)構(gòu)主要包括直流電機、肥盒、槽輪和排肥口等。工作時，顆粒肥料由于重力的作用從肥箱流出，充滿肥盒和槽輪，直流電機由控制器控制轉(zhuǎn)動，直流電機輸出軸連接直槽輪，凹槽內(nèi)的肥料被轉(zhuǎn)動的槽輪強制帶動至排肥口排出。同時，處于槽輪凹槽以外的肥料由于顆粒間的摩擦力也被帶動，并隨著槽輪轉(zhuǎn)動落入排肥口。強制排出的肥料和帶動排出的肥料在重力作用下經(jīng)排肥口落入排肥管。根據(jù)農(nóng)業(yè)機械設(shè)計手冊得知，排肥量與直流電動機轉(zhuǎn)速和外槽輪有效工作長度有關(guān)系，外槽輪每轉(zhuǎn)排肥量按公式（1）進行計算。

式中：q1——槽輪強制排出肥料質(zhì)量，g/r；q2——槽輪帶動排出肥料質(zhì)量，g/r；q——槽輪每轉(zhuǎn)排肥量，g/r；ρ——肥料密度，g/cm3；τ——凹槽內(nèi)肥料充滿系數(shù)；z——凹槽數(shù)目；s——單個凹槽的截面積，mm2；L——槽輪有效工作長度，mm；D——槽輪的外徑，mm；λ——帶動層系數(shù)，mm。

由公式（1）可知，在其他參數(shù)均保持不變的情況下，電動機轉(zhuǎn)速和槽輪工作長度的乘積是定值，因此，試驗時農(nóng)藝要求固定槽輪工作長度，可通過調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)預設(shè)施肥量的變化。

圖2 電動排肥器結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 技術(shù)效果

旋耕整地施肥聯(lián)合作業(yè)技術(shù)的應用實現(xiàn)了全耕層均勻施肥，能有效提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和肥料利用率，同時降低了生產(chǎn)成本，起到增產(chǎn)增收的效果。施肥和整地同時進行，防止了肥料隨水流失和揮發(fā)，可大大減輕污染，有利于生態(tài)環(huán)境的保護，具有極大的社會效益。試驗證明，此技術(shù)程序輕簡、操作方便、技術(shù)穩(wěn)定、安全環(huán)保、節(jié)約成本，廣大農(nóng)民易于掌握和接受，適宜在華中及長江中下游單季稻種植區(qū)大面積普及推廣。

3 試驗與結(jié)果分析

3.1 試驗條件

根據(jù)旋耕施肥機機型和當?shù)馗鞣N植模式（當?shù)厍安缱魑餅橛筒耍x擇有代表性的地塊為試驗用地。試驗地點地表平整，長度大于50 m，兩端留有預備區(qū)，寬度滿足機具4個往返程，試驗時機器行進速度4.1 km/h，樣機田間試驗如圖3所示。

圖3 樣機田間試驗

依據(jù)GB/T 20346.1《施肥機械試驗方法》和GB/T 5262《農(nóng)業(yè)機械試驗條件測定方法的一般規(guī)定》等國家推薦標準以及水田施肥農(nóng)藝模式，對旋耕整地施肥聯(lián)合作業(yè)機進行田間性能試驗。樣機具體試驗條件如表2所示。

表2 樣機試驗條件

3.2 試驗結(jié)果分析

試驗過程中樣機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、可靠，符合農(nóng)藝要求，核心工作部件能夠有效完成全幅旋耕、均勻施肥、耙平作業(yè)。工作過程協(xié)調(diào)而通暢，排肥量能準確達到預先設(shè)定的指標，旋耕、耙平效果較好，能夠分別滿足水田旋耕、施肥和旱田旋耕、施肥的要求。樣機生產(chǎn)試驗記錄如表3所示。

表3 樣機生產(chǎn)試驗記錄

4 存在的問題及改進意見

1）水田旋耕施肥作業(yè)時，旋耕刀容易將泥漿甩到施肥裝置的分流板上，造成肥料下落黏結(jié)，不均勻。可在分流板上加裝蓋板。

2）由于排肥盒無毛刷（塑料板）導致肥料經(jīng)排肥盒被排出時有部分被擠碎，影響肥料功效。可更換排肥盒或者在原排肥盒上增加毛刷。

3）肥料箱裝滿肥料的情況下，直流電機轉(zhuǎn)速不能太低，容易出現(xiàn)卡殼狀況。可更換大功率電機，或者兩端都加裝電機，每個電機只帶4個排肥盒。

4）肥料箱底部為平整結(jié)構(gòu)，當肥料較少時，肥料集中在底部不能全部進入排肥盒，需要人工抹勻，影響作業(yè)效率。可將肥箱改為排肥口凹槽形式，形成楔面，避免肥料集中。

5 結(jié)論

1）旋耕整地施肥聯(lián)合作業(yè)技術(shù)一次完成全幅均勻施肥、旋耕、耙平整地作業(yè)，是一種為水稻種植提供良好苗床條件的田間作業(yè)技術(shù)。

2）旋耕施肥機結(jié)構(gòu)布置緊湊、連接方便、設(shè)計合理、調(diào)整、操作簡單，能有效提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和肥料利用率，同時降低了生產(chǎn)成本，起到增產(chǎn)增收的效果。亦可大大減輕污染，有利于生態(tài)環(huán)境的保護。

3）田間生產(chǎn)試驗表明，該機施肥、旋耕等關(guān)鍵部件工作可靠、作業(yè)效果好、效率高，符合農(nóng)藝要求，滿足了水田施肥的要求，較好解決了水田施肥難題。