樹木間斷施肥機的研制

李良剛

摘 要：針對樹木條溝施肥的缺陷，研制一臺只在小樹根系生長范圍內施肥，生長范圍以外不施肥的間斷施肥機，這樣不但可以節約肥料，又能減少對生態環境的破壞，實現機械化作業，降低勞動強度。

關鍵詞：樹木間斷施肥機；控肥機構

中圖分類號：S223.99 文獻標識碼：A doi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.07.011

0 引言

樹木的施肥方法很多，有土壤施肥、根外施肥、灌溉施肥等。土壤施肥又分為環狀施肥、放射施肥、全圃施肥和條溝施肥。條溝施肥為樹行間順向開溝，一邊開溝一邊施肥，這種方法應用廣泛，而且便于實現機械化作業。但是此方法有一定的缺陷，對于成片栽植的樹林，由于小樹株距較大，根系覆蓋面積又小，根系間就會有很大的空隙，施在樹木根系空隙間的肥很大部分不能被吸收，就會白白的浪費掉。新研制的樹木間斷施肥機可以很好地解決這一問題。

1 設計要求

對該施肥機的基本要求：施肥深度一般為15～25 cm；與樹干側距離30～60 cm；條施長度40～70 cm；施量可調。

該機可以采用拖拉機牽引或背負的方式，主要由機架、地輪、鏵式開溝器、覆土器、鎮壓器、肥箱和控肥機構組成。機架是施肥機的主體，由型材焊接而成，其它部件均直接或間接安裝于其上，機架上設有牽引或吊裝點，通過拖拉機的懸掛部件實現牽引或背負作業。地輪采用充氣輪胎，重量輕，可以適應惡劣環境；它既起到承載整機重量限制開溝器深度的作用，還可以給排肥盒傳遞動力。由于施肥深度較深，采用鏵式形溝器，阻力小，適合樹地雜草叢生的土壤的開溝。施肥后不需灌水的，可及時覆土，所以設計了覆土器和鎮壓器，可以將開溝器翻出的土壤覆回原處，隨后鎮壓器壓實。肥箱采用鋼板焊合噴塑處理，既耐腐蝕，又不易破損。控肥機構為該機的核心部分，它是以觸碰樹干方式，通過各部件的連續動作來實現定點定量間斷施肥的。

2 工作原理

其基本原理為：作業過程中，機具右側與樹干保持一定的距離，保證樹干控制撥桿的端部（如圖1）向右超出樹干100～300 mm。拖拉機牽引機具前進，鏵式開溝器在距樹干左側一定距離開溝，當樹干控制撥桿碰到小樹樹干時，機具繼續前進，樹干控制撥桿逐漸被撥動，樹干控制撥桿轉過一定角度時，通過控肥機構一系列動作使離合器結合，這時排肥軸轉動帶動排肥盒轉動一周，排出一定量一定長度的條肥，當樹干控制撥桿脫離樹干后離合器分離，排肥軸停止轉動不排肥。隨后緊接著進行覆土鎮壓，當樹干控制撥桿碰到下一棵小樹樹干時，又進行排肥，依次完成間斷施肥任務。

控肥機構為該機的研究重點，間斷施肥的實現主要由它來完成。控肥機構主要由排肥盒、排肥軸、離合器主動輪轂、離合器從動輪轂、擺動鍵、擺動鍵回位彈簧、離合控制桿、鋼絲拉繩、樹干控制撥桿支架和樹干控制撥桿組成。下面介紹一下控肥機構的具體結構和原理。

如圖1，從動輪轂6通過平鍵與排肥軸9連接，排肥軸9又通過平鍵與排肥盒（圖中沒有顯示）聯接，如果從動輪轂6轉動就會帶動排肥軸9驅動排肥盒排肥，從動輪轂不動就不會排肥。主動輪轂7通過軸承套裝在排肥軸9上，一端加工了內齒，并套入從動輪轂6一端（此端上安有可擺動的擺動鍵），擺動鍵5安有回位彈簧8，在沒有外力作用的情況下，擺動鍵5在回位彈簧8拉力作用下始終接觸從動輪轂6內齒（如圖2位置），動力可以傳遞給從動輪轂6，使主動輪轂7帶動從動輪轂6轉動。離合控制桿10鉸聯在機架上，可以擺動，在沒有外力的情況下始終貼靠在從動輪轂6外部并克服擺動鍵回位彈簧8彈力，使擺動鍵與從動輪轂內齒分離（如圖1位置），從動輪轂6不轉動。樹干控制撥桿支架3布置在機具的最右端，上面安有樹干控制撥桿2，在沒有外力的情況下始終保持一定的角度，當遇到外力時就會克服扭簧彈力使樹干控制撥桿支架3產生轉動，再通過鋼絲拉繩4拉動離合控制桿10，當外力消除時樹干控制撥桿2和離合控制桿10在扭簧扭力的作用下回位。

控肥機構的工作過程為：機具向前行駛，樹干控制撥桿2被樹干1阻擋而撥動，帶動樹干控制撥桿支架3產生轉動，又通過鋼絲拉繩4拉動離合控制桿10，使離合控制桿10脫離從動輪轂6，擺動鍵5在擺動鍵回位彈簧8的拉力下回位，擺動鍵5與從動輪轂6內齒接觸，將主動輪轂7的動力傳給從動輪轂6，從動輪轂6帶動排肥軸驅動排肥盒轉動進行排肥（如圖2）。當從動輪轂6轉過一周時，樹干控制撥桿2已經與樹干1脫離，離合控制桿10也已回位，推動擺動鍵5使主動輪轂6與從動輪轂7分離（如圖1），排肥盒不排肥，當樹干控制撥桿2被下一棵樹干撥動時，又一次排肥開始，依次完成間斷施肥任務。

1.樹干2.樹干控制撥桿3.樹干控制撥桿支架4.鋼絲拉繩5.擺動鍵6.從動輪轂7.主動輪轂8.回位彈簧9.排肥軸10.離合控制桿

3 相關調整

3.1 施肥量調整

施肥量大小可以調整排肥輪在排肥盒內長度來實現，在排肥盒殼內長度越長，排肥量越大，反之越小。

3.2 施肥位置調整

施肥相對于樹的前后位置，與樹干控制撥桿碰到樹干的時刻有關，可以通過調整樹干控制撥桿的角度實現，樹干控制撥桿碰觸端越向前，排肥位置越提前，反之則置后。施肥相對于樹行的側距，與機具沿樹行側的作業位置有關，作業時機具與樹行的側距越大施肥側距就越大，反之越小；要求側距大時，要將樹干控制撥桿向機具外伸出，要求側距小時，要將樹干控制撥桿向機具內縮回，要始終保證樹干控制撥桿的端部向右超出樹干100～300 mm。

3.3 每段條施肥長度調整

每段條施肥長度的長短與每次排肥的時間有密切關系，每次排肥時間越長，條施肥長度就長，反之就越短。每段條施肥長度的大小可以通過調整地輪與主動輪轂的傳動比實現，傳動比越大條施肥長度越短，反之則越長。

3.4 施肥深度調整

施肥深度可以通過上下移動鏵式開溝器來調節，下降的深度越大開溝深度越深，施肥深度也就越深，反之越淺。

4 結論

通過林間試驗，該機性能穩定，施肥效果良好。較好地實現了機械化間斷施肥，有效地達到了節肥目的。