水稻機械直播(插秧)同步深施肥技術及配套機具

王盛春，孫 濤，李 寧，安龍哲

(黑龍江省農業機械工程科學研究院 牡丹江分院，黑龍江 牡丹江 157011)

0 引言

為了保持水稻正常生長并獲得高產，除了采用中耕、除草、防病及灌水等技術，水稻施肥也是重要的技術措施之一，傳統的水稻施肥方式為秋季或春季撒施基肥后，進行耕地及攪漿作業將所施肥料混拌到土壤中，后期再進行一些必要的追肥，該施肥方式不僅費工、費時，而且損失大，施入稻田的肥料并非全部都能被水稻吸收利用，其中一部分被土壤固定，一部分被淋溶揮發，對環境造成了很大的污染，而被水稻吸收利用的部分僅為30%～40%。據統計，黑龍江省每年水稻種植使用化肥150萬t左右，肥料的有效利用量只有50～60萬t，浪費巨大。目前，用于水稻生產的專用復合肥技術及產量都在逐步提升，為水稻機械直播(插秧)同步深施肥技術及配套機具的運用和推廣提供了有力的技術支持和重要的物質保障。

水稻機械直播(插秧)同步深施肥技術是在水稻機械直播(插秧)的同時將化肥深施于稻田中，肥料經過緩釋溶解，延長了肥效，提高了肥料的利用率。此技術的核心是在水稻機械直播(插秧)的同時使用深施肥裝置(機)將化肥按農藝要求深施到水稻種子(秧苗)側深部水田中，緩釋溶解為水稻種子(秧苗)的生長持續供肥。

1 水稻機械直播同步深施肥技術及配套機具

1.1 水稻直播種植施肥技術

水稻直播種植模式是不經過育苗移栽直接將種子播種于大田的一種輕簡栽培方式[1]。水稻直播種植模式可分為旱田直播和水田直播。旱田直播是在干燥的土壤中進行直播，播種時使用干稻種。水田直播是在淹水達到一定深度的田塊中進行播種。

1.1.1 水田直播種植的施肥技術

1)基肥。將水稻生長期中全氮量的40%～50%，全磷量的100%和全鉀量的60%～80%，作為基肥隨整地或播種作業時一次性施入。基肥可進行定位深施(占總施肥量的65%～75%)。

2)追肥。水稻2.0～2.5葉齡期及時追施斷乳肥，施肥量為全生育期全氮量的20%～30%；水稻4.5～5.0葉齡時追施分蘗肥，施肥量為全生育期全氮量的20%～30%；孕穗初期追施全氮量的10%和全鉀量的20%～40%加速灌漿促早熟。

1.1.2 旱直播種植的施肥技術

1)基肥。將水稻生長期中全氮量的30%～40%，全磷量的100%和全鉀量的60%～80%作為基肥，隨整地或播種作業一次性施入。基肥可進行定位深施(占總施肥量的60%～70%)。

2)種肥。種肥在播種時隨種子施入。施在距種子1～2 cm的位置，深度為2～3 cm，一般以施用氮肥為主，占氮肥用量的10%。

3)追肥。水稻4.5～5.0葉齡時應及時追施蘗肥，施肥量為全氮量的40%～50%，孕穗初期追施穗肥，施入全氮量的10%和全鉀量的20%～30%，加速灌漿促早熟。

1.2 水稻機械直播同步深施肥配套機具

1.2.1 水田機械直播同步深施肥配套機具

從水田直播種植的施肥技術中可知，基肥可進行定位深施，占總施肥量的65%～75%。以黑龍江省農業機械工程科學研究院牡丹江分院研發的2BDF-10型同步施肥水稻水直播機為例介紹其主要結構、原理及特點。

1)主要結構。該機主要由牽引機架、傳動總成、種(肥)箱、施肥總成、播種總成、開溝、覆泥裝置、船板組合等組成(圖1)。

1.船板組合；2.牽引機架；3.傳動總成；4.種(肥)箱；5.施肥總成；6.播種總成；7.開溝、覆泥部件

2)主要技術參數。配套動力12.5 kW(四輪驅動插秧機底盤)，作業幅寬300 cm，播種行數10行，行距240 mm、360 mm(寬窄行)，穴距120～180 mm(可調)，排種(排肥)器形式為外槽輪式，播種溝深5～25 mm，施肥溝位于播種溝一側50 mm，作業速度2～5 km·h-1。

3)工作原理。機組在經過整地、攪漿、耙平的水田中進行作業時，由船板上相鄰壟臺開溝器形成壟臺，在壟臺上由播種開溝器、施肥開溝器同步開出播種溝和施肥溝；播種溝深5～25 mm，施肥溝位于播種溝一側30～50 mm處，溝深50 mm；傳動總成將動力傳遞到施肥總成和播種總成，將基肥(顆粒狀水稻專用復合肥)和種子分別施入肥溝和種溝內，經覆泥部件覆平溝槽后，即完成了施肥、播種作業。

4)機具的特點。農機農藝良好結合；改無序直播為有序直播；改水田泥面上撒播為開溝起壟條播；改人工撒施肥為機械深施肥；具有節本、增效、減少污染等優點。

1.2.2 水稻旱直播機同步深施肥配套機具

從水稻旱直播種植的施肥技術中可知，基肥可進行定位深施，占總施肥量的60%～70%。以羅錫文院士團隊研發的2BDH-10型同步施肥水稻旱穴播機及黑龍江省農業科學院和黑龍江省農業機械工程科學研究院牡丹江分院合作研發的為2BPF-10機型配套的品字型組合分層開溝施肥裝置為例介紹其主要結構、原理及特點。

1)主要結構。該機主要由機架焊合、地輪機構、深施肥箱及排肥裝置、深施肥開溝器總成、淺施肥箱及排肥裝置、側淺施肥開溝器總成、平行四連桿仿形機構、雙圓盤開溝器、排種裝置、鎮壓輪及播種深度調節裝置等組成(圖2)。

1.機架焊合；2.地輪機構；3.深施肥箱及排肥裝置；4.深施肥開溝器總成；5.淺施肥箱及排肥裝置；6.側淺施肥開溝器總成；7.平行四連桿仿形機構；8.雙圓盤開溝器；9.排種裝置；10.鎮壓輪及播種深度調節裝置

2)主要技術參數。外形尺寸(長×寬×高)2 342 mm×2 482 mm×1 182 mm，配套動力36.8～58.8 kW，播種行數10行，行距200 mm，穴距100～240 mm(可調)，播種量186 kg·hm-2(每穴8～14粒可調)，深施肥行數5行，深施肥量60～300 kg·hm-2，側淺施肥行數10行，側淺施肥量35～80 kg·hm-2，作業速度0.31～0.46 km·h-1，作業效率0.41～0.54 hm2·h-1。

3)工作原理。如圖3所示，機組在經過旱整地、旱平地后的水田進行作業時，機具的兩個地輪驅動鏈傳動系統，將動力傳動到排肥和排種裝置，呈品字型排布的一深二淺施肥開溝器，同時開出一個深溝和兩個淺溝，排肥裝置分別將基肥和種肥以條施方式施入到深溝和兩個淺溝內，深溝中的基肥通過回流土覆蓋，兩個淺溝中的種肥由雙圓盤開溝器開出的土覆蓋，鎮壓輪將覆土壓實。種溝由雙圓盤開溝器開出；排種裝置中的穴播式排種機構將稻種以穴播的方式播種到種溝內，穴距通過改變傳動箱的傳動比進行調節；鎮壓輪對稻種進行覆土壓實；該機可一次作業完成水稻精量播種、施肥、覆土、鎮壓等復式作業。

1.土壤；2.淺施肥溝；3.播種溝；4.深施肥溝

4)機具特點。采用加裝施肥裝置的水稻精量穴直播機，在進行水稻旱直播精量穴播的同時進行深施基肥和淺施種肥作業，滿足水稻種子在不同時期對肥料的需要，提高了播種精度和化肥利用率。

2 水稻機插同步深施肥技術及配套機具

2.1 水稻機插施肥技術

水稻機插秧種植模式是經過秧田準備、浸種催芽、播種育秧及機械插秧等一系列過程的栽培方式。一般適宜采取的施肥方式如下。

1)基肥。將水稻生長期中全氮量60%～70%，全磷量的100%和全鉀量的60%～80%，作為基肥隨整地作業一次性施入。基肥可進行定位深施(占總施肥量的70%～80%)。

2)追肥。水稻4.5～5.0葉齡時追施分蘗肥，施肥量為全生育期全氮量的20%～30%；孕穗初期追施全氮量的10%和全鉀量的20%～40%，加速灌漿促早熟。

2.2 水稻機插同步深施肥配套機具

水稻插秧機可配裝深施肥裝置的機型主要有獨輪驅動乘坐式和四輪驅動乘坐式兩種類型插秧機。針對該機型分析兩種水稻機插同步深施肥配套機具[2]。

2.2.1 獨輪驅動乘坐式機插同步深施肥配套機具

獨輪驅動乘座式插秧機在我國應用較多的機型是延吉插秧機廠生產的2ZT-9356型水稻插秧機，黑龍江省農業機械工程科學研究院牡丹江分院研發的機動水稻深施肥裝置配裝在該機上，機組在插秧作業時，可同步進行水稻側深施肥作業[3]。

1)主要結構。水稻深施肥裝置由機架、肥箱、排肥器總成、輸肥管、驅動連桿、開溝器總成及起落機構等組成。

2)工作原理。插秧機作業時，驅動連桿將插秧機栽植臂的動力傳遞給排肥器擺臂，帶動排肥軸旋轉，實現排肥作業，肥料經過輸肥管落到開溝器在水稻秧苗側深部開出的肥溝中，由覆泥器把施有肥料的肥溝覆平。機組轉彎、過埂時將起落機構升起。施肥深度調節，可將開溝器總成整體升降來調節。旋轉排肥手輪，改變排肥輪槽的長短，實現排肥量大小的調節。

3)主要技術參數。排肥輪型式為外槽輪，排肥方式為單向回轉，排肥量0～400 kg，施肥深度5 cm，施肥位置為苗側5 cm，作業效率0.1～0.3 hm2·h-1。施肥機所用的肥料為顆粒直徑在3～5 mm之間的水稻復合肥。

4)機具特點。采用加裝深施肥裝置的水稻插秧機，在插秧作業時，可同步將化肥定量準確地施到距秧苗等距、等深的水田中，滿足水稻秧苗在不同時期對肥料的需要。水稻機插側深施肥作業，具有節本、增效、減少環境污染等優點。

2.2.2 四輪驅動乘坐式機插同步深施肥配套機具

四輪驅動乘坐式機在我國應用較多的機型是日、韓進口或合資生產的四輪驅動乘坐式6行高速插秧機，黑龍江省農業機械工程科學研究院牡丹江分院研發的2ZF-6型水稻深施肥機是一種后置式配裝該機型上的深施肥裝置，機組在插秧作業時，可同步進行水稻側深施肥作業[4]。

1)主要結構。該機主要由橫梁、軸座、肥箱、排肥盒、六角軸、驅動挺桿總成、支撐立板總成、開溝器、覆泥板等零部件構成(圖4)。其結構位置關系是：支撐立板安裝于插秧機栽植臂齒輪箱上方，使用螺栓連接固定；肥箱托板、橫梁、支撐立板三者通過螺栓連接、組裝；軸座通過螺栓固定于橫梁；驅動挺桿總成使用螺母固定于栽植臂側板，與單向軸承、六角軸相連；六角軸穿過肥盒內排肥槽固定于兩軸座內；肥盒與肥箱螺栓連接固定；肥箱通過螺栓連接固定于托板上方；肥管一端與肥盒底部連接，另一端插入開溝器尾部排肥槽內；排肥槽、覆泥板安裝于插秧機船板底部。

1.橫梁;2.軸座;3.肥箱;4.排肥盒;5.六角軸;6.驅動挺桿總成;7.支撐立板總成;8.開溝器;9.覆泥板

2)工作原理。插秧機作業時，栽植臂側板驅動挺桿總成運動，挺桿總成推動凸輪往復運動，凸輪推動六角軸轉動，六角軸帶動排肥輪轉動，實現排肥；肥料經肥管落入開溝器開出的溝槽內，覆泥板將肥料埋覆，完成施肥作業。

3)主要技術參數。該機與四輪驅動乘坐式高速6行插秧機底盤配套,配套動力8.5～11.4 kW，外形尺寸(長×寬×高)1 776 mm×259 mm×667 mm，施肥行數6行、行距300 mm，排肥器形式為外槽輪式，采用滑刀式開溝器、覆板式覆泥器，施肥方式為條施，施肥位置苗側5 cm，肥量調節范圍0～600 kg·hm-2，施肥深度50 mm、寬度20 mm，作業效率0.2～0.3 hm2·h-1。施肥機所用的肥料為顆粒直徑在3～5 mm之間的水稻復合肥。

4)機具特點。機組作業時，施肥與插秧同步完成，施肥機可一次完成開溝、施肥、埋肥復式作業。工作效率高；設計安裝了可拆卸式施肥盒，清肥方便、快捷；肥量調節手柄，調肥可靠。

3 結語

水稻機械直播(插秧)同步深施肥技術是在水稻機械直播(插秧)的同時將化肥深施于稻田中，肥料經過緩釋溶解，延長了肥效，提高了肥料的利用率。分別介紹了水稻機械直播(插秧)同步深施肥配套機具中具有代表性機型的主要結構、工作原理、技術參數及機具的特點。

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