精量播種機(jī)中大小圓盤式深施肥開溝器的設(shè)計及應(yīng)用

【摘 要】深施肥開溝器是精量播種機(jī)的重要部件之一，深施肥開溝器的工作情況直接影響精量播種機(jī)的施肥深度及施肥效果。本文在雙圓盤開溝器的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上設(shè)計了一種大小圓盤式深施肥開溝器，該深施肥開溝器既能滿足入土深度，同時又具備雙圓盤式開溝器的優(yōu)點(diǎn)，深受廣大農(nóng)戶歡迎。

【關(guān)鍵詞】精量播種機(jī)；深施肥開溝器；大小圓盤

機(jī)械精密播種技術(shù)是一項(xiàng)科技含量高，節(jié)本增效的適用技術(shù)，是保護(hù)性耕作的重要內(nèi)容之一。精量播種機(jī)可一次性完成開溝、施肥、播種、覆土、施藥、鎮(zhèn)壓等多道工序，而施肥深度是評價精量播種機(jī)工作質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。為了應(yīng)對日益增長的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，農(nóng)民迫切要求提高施肥效率和施肥質(zhì)量，然而施肥深度淺或表施會導(dǎo)致肥料易揮發(fā)、易流失或難以到達(dá)作物根部，不利于作物吸收，造成肥料利用率低。因此，精量播種機(jī)中的施肥開溝器如果能夠使肥料深施，將會達(dá)到保肥增效、提高產(chǎn)量的目的。

1.現(xiàn)有施肥開溝器的種類及其特點(diǎn)

施肥開溝器的作用是在播種機(jī)作業(yè)時開出肥溝，將肥料導(dǎo)入溝穴內(nèi)。對施肥開溝器的要求是：開溝直、深度一致、肥料在行內(nèi)分布均勻、不亂土層、避免雜物（作物殘茬、雜草等）造成堵塞、對土壤適應(yīng)性好、結(jié)構(gòu)簡單、阻力小。

1.1雙圓盤施肥開溝器

雙圓盤施肥開溝器兩圓盤刃口在前下方相交于一點(diǎn)，形成一個夾角，如圖1.1所示。工作時，靠自重及附加彈簧壓力入土，兩圓盤滾動前進(jìn)，將土切開并推向兩側(cè)而形成肥溝。下肥管將肥料導(dǎo)入肥溝，然后靠回土及溝壁塌下的土壤覆土。圓盤周邊的刃口在滾動時可切斷根莖和殘茬。工作較穩(wěn)定，能適用于較高速度作業(yè)。開溝時不攪亂土層，且能用下層濕土覆蓋肥料。滾動切土，不易堵塞，開溝阻力小，不掛草，可以在雜草和殘茬多的田間工作。缺點(diǎn)是開溝器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量大，附土和入土性能較差，特別在粘重土壤上更為嚴(yán)重。

1.2單圓盤施肥開溝器

單圓盤施肥開溝器的曲率半徑一般為600mm-700mm，圓盤與播種機(jī)前進(jìn)方向有一個偏角為3°-8°，依靠圓盤的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切土開溝，如圖1.2所示。在圓盤一側(cè)，有下肥管將肥料導(dǎo)入肥溝內(nèi)。與雙圓盤施肥開溝器相比，單圓盤施肥開溝器重量較輕、入土能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)也比較簡單。但開溝時土壤沿圓盤凹面升起后拋向一側(cè)，部分濕土被掀起，干濕土層略有混合，容易跑墑。

1.3鋤鏟式施肥開溝器

該施肥開溝器如圖1.3所示，工作時將部分土壤升起，使底層土壤翻到上層，對前端及兩邊土壤有擠壓作用，開溝后形成土丘和溝痕。由于下層濕土翻至上層，不利于保墑，并使干土、濕土混合，因此，不宜在干旱地區(qū)使用。此外，對播前整地質(zhì)量要求較高，在土塊大、殘茬、草根較多的田地上作業(yè)時，易纏草、擁土和堵塞，施肥深度也不穩(wěn)定。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、容易制造、開溝阻力小、入土能力強(qiáng)。

1.4芯鏵式施肥開溝器

這是一種銳角入土的施肥開溝器，工作時，其前棱和兩側(cè)對稱的曲面使土壤沿曲面上升，并將殘茬、表層干土塊及雜草向兩側(cè)拋出翻倒而開溝，兩側(cè)板將土壤擋在兩邊，肥料由下肥管散落于溝底，然后土壤由側(cè)板后部落回溝內(nèi)。其優(yōu)點(diǎn)是開溝寬度大、深度深、溝底平整。缺點(diǎn)是開溝阻力大，不適于高速播種。

1.5滑刀式施肥開溝器

工作時，刀形前刃向前滑動切開土壤，隨后由兩側(cè)壁將土壤擠開形成肥溝。肥料從兩側(cè)板中間落入溝底。開溝寬度取決于后部兩側(cè)板相距大小。側(cè)板尾部成階梯形或斜邊缺口，可使下層濕土先落入 溝內(nèi)覆蓋肥料。V形地板壓實(shí)肥溝，使肥溝形成V形。其優(yōu)點(diǎn)是開溝深度穩(wěn)定，不亂土層。缺點(diǎn)是入土性能較差。

2.大小圓盤式深施肥開溝器的設(shè)計

雙圓盤式開溝器的特點(diǎn)是滾動切土、不易堵塞、開溝阻力小、不易掛草，開溝時不攪亂土層。因此這種施肥開溝器的工作適應(yīng)性強(qiáng)，能在整地條件較差、土壤濕度較大、殘茬較多的情況下作業(yè)，且工作穩(wěn)定可靠，能適于較高速度作業(yè)。但其入土性能差，在高速下需較大的壓力作用才能入土。因此，本團(tuán)隊在雙圓盤開溝器的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上設(shè)計了一種大小圓盤式深施肥開溝器，該深施肥開溝器既提高了入土性能，同時又具備雙圓盤式開溝器的優(yōu)點(diǎn)，深受廣大農(nóng)戶歡迎。

2.1大小圓盤式深施肥開溝器的結(jié)構(gòu)設(shè)計

該深施肥開溝器主要由搖臂裝置、開溝盤支架、大開溝盤裝置、小開溝盤裝置、刮泥板、下肥管、保護(hù)裝置組成，結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.1所示。

該大小圓盤式深施肥開溝器先由大開溝盤進(jìn)行破茬、入土，再由小開溝盤與大開溝盤共同形成的雙圓盤進(jìn)行二次開溝。這種開溝器直接由上而下的對土壤及殘茬進(jìn)行切割開溝，大開溝盤先入土，將土壤切開一個豁口，然后兩個圓盤滾動前進(jìn)，兩圓盤刃口相交處直接入土，并繼續(xù)將土壤切開，推向兩側(cè)，形成肥溝。如圖2.1所示，該深施肥開溝器配有柔性彈簧保護(hù)裝置，該裝置可以使深施肥開溝器在深施肥作業(yè)時，避免因偶遇硬土塊或磚石等引起阻力過大而損壞開溝器。

2.2大小圓盤式深施肥開溝器的田間應(yīng)用

根據(jù)黑龍江、內(nèi)蒙古等地的大田試驗(yàn)反饋數(shù)據(jù)可知，無論是粘土土壤、沙土土壤，還是雜草及殘茬較多的土壤，該深施肥開溝器的施肥深度都可達(dá)到15cm以上。深施肥料能使肥料分布在整個耕層，便于農(nóng)作物吸收，減少養(yǎng)分揮發(fā)損失，并使土肥相融，培養(yǎng)地力。所以，該深施肥開溝器的施肥深度可以滿足廣大農(nóng)戶“深施肥料、保肥增效”的要求。圖2.2為該深施肥開溝器田間作業(yè)照片。

3.結(jié)論

（1）該大小圓盤式深施肥開溝器具有開溝阻力小、入土能力強(qiáng)、開溝深度深、施肥深度穩(wěn)定、土壤適應(yīng)性好、不易粘土的特點(diǎn)，非常適于高速播種，且適用于在土質(zhì)較硬、整地質(zhì)量較差、雜草和殘茬較多的田間工作。

（2）該大小圓盤式深施肥開溝器對土壤表面的擾動小，不攪亂土層，有利于保墑并減少水土流失。

（3）該大小圓盤式深施肥開溝器的施肥深度可達(dá)15cm以上，能夠達(dá)到肥料深施的目的，促進(jìn)根系發(fā)育，充分發(fā)揮增產(chǎn)效益。