多功能深耕合壟施肥機設計與分析研究

張 雷

（遼寧省農機質量監督管理站，遼寧沈陽 110034）

1 最適耕深研究

根據深耕施肥對土壤微生物生長狀況的影響分析得出，農作物根系生長和產量之間的關系，即產量不隨根深的增加而增加，在80 cm以上已沒有任何效果，而決定作物產量的重要標準是適當深耕下相應的基肥量。從作物生長發育的要求來看，合適的耕深為小麥30～40 cm，油菜33～50 cm。

在其他狀態基本不變的情況下，因施基肥的方式、深度不同所得到的產量也不同。從根系分布情況看，無論小麥還是油菜其根系在40 cm的土層內占比高達92%～100%，把肥料與土混合深施在15～30 cm的范圍內效果最好。另外，在基肥、勞動力使用充足的情況下，施基肥越早，得到的效果越好。

2 多功能深耕合壟施肥機設計

2.1 主要創新點 （1）將農家肥與肥料均勻混合后施用，可以提高肥料使用效果、增加作物產量；（2）開溝犁鏵設計成對稱結構，同時向外側翻土，減輕犁鏵重量，減小開溝阻力；（3）前開溝犁鏵工作時排肥裝置把混合肥料施入壟溝，后犁鏵覆土起壟后整壟等作業通過一個行程來完成，以實現“深松開溝—施用肥料（秸稈還田）—合壟”聯合作業。

2.2 攪龍設計 攪龍的作用是從肥箱兩側向中間輸送物料，并在中間對農家肥進行擠壓，設計時采用一根等螺距的螺旋裝置，采用雙向反螺向攪龍，在攪龍與肥箱在容積不變的情況下，對農家肥進行更好的擠壓。

2.3 部件組成 為了實現“深松開溝—秸稈（農家肥）深還—扶壟整壟”一個作業行程完成功能，本機主要部件包括機架、地輪、開溝犁鏵、儲肥排肥機構、扶壟犁鏵和整壟裝置等。在機架的上方設置裝有施肥器的無機肥料箱，施肥器的排肥軸由地輪驅動，攪龍的兩端旋轉方向相反時向肥箱輸送農家肥，在機架后部掛接覆土犁，如圖1所示。

2.4 作業方式 開溝犁放置在機架下方與機器行進方向同向的對稱面上，犁開耕層土壤，將浮土分向兩側，該犁為一對對稱犁體安裝在同一犁腿上，使犁耕阻力與機組行進方向同向，避免引起過大側向力。無機肥料箱容量較小，適于存放高效肥，整體支撐在無機肥料箱前方，由地輪通過鏈傳動帶動控制肥料流量的主軸[1]；有機肥料箱容量較大，適于存放已粉碎的秸稈或其他有機肥，底部截面為圓弧狀，利用攪龍運轉將肥料由兩側向中間擠壓，然后經過排料口至犁出的犁溝中。肥料箱兩側直板與底部圓弧板鉸接，可在一定角度內開合，便于肥料的聚攏，攪龍兩端螺旋方向相反，可將肥料推向有機肥料箱的出口位置。覆土犁設置在機架兩端，采用一對對稱犁體，可將犁溝兩側的浮土合攏，將肥料蓋住。

圖1 多功能深耕合壟施肥機裝配圖注：1是開溝犁，2是無機肥料箱，3是有機肥料箱，4是攪龍，5是覆土犁，6是地輪，7是鏈傳動機構。

3 農家肥深耕施肥機的試驗考核辦法與操作規程

3.1 農家肥深耕施肥機試驗考核辦法

3.1.1 目的與意義 本辦法主要為農家肥深耕施肥機進行作業性能試驗檢測和質量評定而制定，目的是為評價機械性能及作業質量是否符合農業機械技術要求，對其使用經濟性、安全性、可靠性和適用性等進行考核，為機械選型提供依據。

3.1.2 性能試驗 對農家肥深耕施肥機進行性能檢測時，應按產品使用說明書中規定操作，并將機器調試到最佳工作狀態，試驗地的土質以及地塊大小在當地應具有一定代表性[2]。（1）耕深：對20個測量點進行測定，求出耕深的平均值。（2）農家肥施肥量：分別對20個測量點處取單位面積測量農家肥在單位面積內的施肥量。（3）壟形：觀察20個測量點的成壟情況。（4）壟寬：對20個測量點的壟寬進行測量，求出平均值。（5）壟高：對20個測量點的壟高進行測量，求出平均值。

3.1.3 生產查定 （1）可靠性查定，農家肥深耕施肥機機器整機、產品總成或零件在規定的工作條件和時間內，喪失規定生產功能的情況記為故障；與產品功能失效相關的故障均屬關聯故障，在計算可靠性指標值時應記入。（2）適用性查定，記錄機器在幾個完整工作班次內的維修保養情況，并對其完成一次完整的調試，對維修保養工作所需花費的勞動力、時間、周期、調試保養的方法和操作人員的反饋意見等進行綜合分析比較。應觀察記錄機器的生產率、對不同工作情況的適應能力及產品的故障和排除情況；對產品主要易變形、易磨損件問題，應分析原因并查找解決方法；觀察機器在正常使用條件下的安全性和可靠性。

3.2 農家肥深耕施肥機操作規程 農家肥深耕施肥機主要部件包括深耕犁、后犁鏵（覆土器）、寬壟整形器、肥箱、動力傳遞、攪拌和排肥機構等[3]。土壤經過機器的復合工作后，能提高其通透性和蓄水保墑能力，改善農作物根系的生長環境，從而可以達到增產增收的目的。

3.2.1 技術規范 （1）打破犁底層，使活土層加厚，疏松土壤內部結構加速團粒形成，促進土壤熟化，增強土壤的蓄水保墑能力，提高土壤通透性；（2）耕深一般要求在25～30 cm，及時整地使土壤表層松緊有度，保證無漏耙和漏壓現象；（3）將農家肥和化肥連續、均勻地施入，增加土壤肥力[4]。3.2.2 工作注意事項 （1）隨時檢查肥箱中物料和各排料口排料情況，如發現肥料架空或者排料管堵塞，應立刻停車解決問題[5]；（2）隨時檢查肥箱中物料的剩余情況，如發現不夠滿足一個行程的排量，應立即添加，以防在工作中加肥浪費時間。一般要求肥箱中物料應不少于容積的1/3；（3）在機器工作中，嚴禁倒車和在不提升農具的情況下進行轉向，避免損壞機件；（4）在田間作業轉移爬坡時，農具避免提升太高，盡量保持低速行駛，如上坡時發生嚴重的翹頭現象，需在動力機械前適當加配重或將農具放置在前，動力機械在后，利用倒檔進行爬坡，以保證工作安全。