马铃薯播种机施肥机构的研究

杨华 王晋 程亨曼

摘 要：简要介绍马铃薯播种机施肥机构的结构、关键技术及工作原理，得出马铃薯播种机施肥机构的研究结果。

关键词：马铃薯播种机;施肥机构;工作原理

中图分类号：S223.24      文献标识码：A

0 引言

我国是世界上马铃薯播种面积最大的国家。在马铃薯主粮化战略的背景下，近几年马铃薯种植面积和总产量位居世界首位。随着种薯繁育技术和种植技术的发展，马铃薯的平均产量也逐年上升。目前，需要解决的关键问题是全程机械化生产，为提高马铃薯生产机械化水平，农业部2012年7月6日印发了《马铃薯机械化生产技术指导意见》。《意见》要求，各地要结合本地实际，细化技术内容，逐步规范马铃薯种植，探索全程机械化的合理生产模式，完善适宜本地区的马铃薯机械化生产技术体系和操作规范。积极扶持马铃薯生产专业合作组织发展，促进适度规模经营，提高农业社会化服务能力，推进马铃薯生产标准化、规模化、专业化，为实现马铃薯全程机械化生产创造条件。

精准施肥是马铃薯种植机械化发展的重要环节，是实现马铃薯播种环节化学肥料高效利用的关键因素，施肥量是否精准直接影响马铃薯的生长品质和产量。本文结合我国实际的种植情况和种植模式，研究与开发马铃薯播种机施肥机构精准施肥的工作原理。

1 结构与工作原理

1.1 结构

馬铃薯播种机的施肥机构（如图1），主要由机架、行走轮、传动机构、排肥装置、肥量调节机构、肥箱等部件构成。传动机构由行走轮轴、过桥轴、链轮及链条组成。过桥上装有离合器，分肥箱内有绞龙推送装置与施肥盒。

1.2 工作原理

如图2所示，马铃薯施肥机构通过支架固定在机架上，通过绞龙搅拌输送肥料，同时将结块肥打碎，不堵塞排肥管。箱底装有尼龙材质的施肥盒，盒内有叶片绞龙。工作时，由地轮传送过来的动力带动肥箱内的纹杆式绞龙旋转，将肥料充分搅拌后从肥箱落料口推送到肥箱外底部排肥盒内。排肥装置排量均匀，排肥量调节灵敏精准，能够适应不同的施肥量需求，工作阻力小，调节方便，设计不锈钢螺旋叶片成封闭式进行排肥，从而不易被肥料粘上，能够将结块肥料碾碎，排潮湿肥料的能力较强。

排肥机构由肥箱内底部绞龙腔体、纹杆式绞龙、肥箱外底部的肥盒、肥盒内叶片绞龙总成、肥槽、橡胶接肥碗、施肥弹齿以及施肥开沟靴等构成，其中肥箱内绞龙与施肥盒内绞龙的旋转方向一致。肥箱内的肥料在肥箱绞龙的旋转下能够得到充分搅拌，并通过绞龙的旋转将肥料输送至肥箱落料口，肥料被输送到施肥盒内。施肥盒内的叶片绞龙旋转通过绞龙上的叶片把肥料向两侧推送，然后将肥料送到两侧落肥口下的接肥碗中，最后通过施肥开沟器将肥料输送到施肥位置。机具工作时，动力传递到肥箱内绞龙并带动旋转，将肥箱内肥料搅拌并推送到肥箱外底部的肥盒内，肥盒内的肥料经过反向安装的绞龙叶片向肥盒两侧输送，然后施到苗带两侧指定的位置。由于叶片绞龙形成的腔体与肥盒内沿相对位置较小且均匀一致，肥料不泄露，同时转动均匀，因此向外排肥始终保持均匀一致，有效保证了施肥效果。采用苗带两侧精量深施肥机构，施肥量与施肥部位准确可控，大大提高了肥料的利用率，实现肥料减量定位定量精施的同时，满足了农艺要求。

2 关键技术

2.1 精准定量施肥关键技术

随着国家提倡农业向节肥减药趋势发展，有效实现黑土保护，根据并结合测土配方，有针对性地进行精准定量施肥，从而达到肥料少施精施、高效利用、无残留、马铃薯品质好、产量高的目的。研究马铃薯播种机作业时肥料定量撒施到确切位置，是实现肥料少施、高效利用的关键环节。要保证定量施肥，就要保证肥料从排肥盒排出施用时流量均匀一致，且不随机车前进速度的变化而改变。本设备的研究采用地轮传递动力，通过传动系统到达肥料量调节变速箱。该变速箱内通过改变传动比来改变肥料绞龙的推肥速度，从而实现亩施肥量的变化，达到作物对肥料的需求。作业时，肥箱内底部绞龙不断搅动把粘结的肥料绞开增加流动性，肥料从肥箱底部均匀落入到塑料肥盒内，肥盒内设计为圆形槽，肥盒传动轴上反向对置的绞龙叶片边缘与肥盒圆形槽内缘无缝但不接触，绞龙叶片随着传动轴把处于充满状态的肥料向肥盒两侧的出口均匀地、定量地推撒出来，实现肥料的定量精准施用。

1.下链轮 2.上链轮 3.施肥双链轮：大链轮34Z，小链轮12Z 4.肥盒 5.导肥口6.肥箱 7.链轮30Z 8.链轮22Z 9.地轮

10.链条 11.链轮27Z 12.链轮18Z 13.肥槽 14.施肥弹尺 15.橡胶接肥碗 16.开沟靴 17.箱内绞龙轴焊合 18.施肥绞龙焊合

2.2 施肥开沟过程防拥堵关键技术

由于我省的土壤黏度大，机具长时间作业时黏土很容易粘结在入土的工作部件上并产生堆积，导致肥料落不到相应位置或者外流，严重影响施肥质量造成浪费并给土壤带来危害。为防止此现象，设计一种弓形、入土靴尖部分前倾、窄的立式开沟器，这样的开沟器开出的沟槽窄、阻力小、可以拨开地表的障碍物，有效防止土壤堆积。在开沟器的选材上选用弹性特别好的硼钢为主的材质，由于土壤比阻不同，开沟器在作业时不断发生复位的弹性形变而产生抖动，可以有效地除掉粘结的泥土，实现施肥过程中的防堵施肥技术功能。

2.3 施肥开沟器自我保护关键技术

多年的化肥和农药无节制的使用，造成土壤有机质低、土壤板结、水土流失严重，人们通过增加化肥量的方式来提高马铃薯产量，对土壤的破坏产生了恶性循环。多年的劳作，土壤中含有不同的杂物（如石头、机器丢弃的钢铁零部件等），使得土壤作业环境相当恶劣。虽然国家制定了深松整地和增加有机肥等多种黑土保护措施，但是刚刚起步，各种问题仍然存在。马铃薯播种设备在作业过程中仍然能经常遇到土壤的施肥作业层中的各种硬物杂物，极易给设备造成损害，延后作业时间，增加维修成本，不利抢农时，容易错过最佳作业期，直接导致马铃薯的长势和产量受到影响，给种植户造成损失。据此，设计一种新型的施肥开沟器，该开沟器主要入土部件是开沟弹齿，开沟弹齿设计成弓形，且弹性较大，遇到大阻力时发生形变从障碍物上越过且不损坏，然后马上回复到原状态继续进行开沟作业，确保施肥作业的连续性，有效保护整机不受损害。马铃薯播种机田间作业如图3所示。

3 总结

根据我省马铃薯种植的农艺现状和需求，定量精准施肥是马铃薯种植全程机械化的重要环节。针对我国马铃薯种植的实际情况，设计开发了该新型马铃薯播种机施肥机构，并进行田间试验，经过大量实验得到了第一手数据和资料。试验结果表明：该施肥机构施肥量根据测土配方和马铃薯品种需求可调，作业过程中施肥量均匀稳定一致;螺旋绞龙推送结构可实现肥料施用的精确控制，从而达到肥料减施和精施的效果，降低施肥成本，提高肥效，更容易被种植户接受。综合各方面因素，该施肥机构有较大的推广价值，可以促进马铃薯全程机械化发展和农民增产增收，对我国马铃薯产业的发展和国家马铃薯“主粮化”发展战略的快速实施均有重要意义。