新疆果園開溝施肥機械的應用現狀與前景分析

陳換美

（巴音郭楞職業技術學院 新疆庫爾勒 841000）

近些年來，新疆地區貫徹落實因地制宜的理念，大力發展林果業，且取得了良好的效果。目前我國新疆的果園種植面積保守估計約為90萬公頃，且種植的趨勢與規模仍然處于不斷增長的態勢。目前，新疆地區的林果業主要以南疆的塔里木盆地環系以及東疆、北疆等主要水果產區為主。這些水果產區正在逐漸發展成為生產基地。這種特色的產業不僅符合當地的生存環境，更是為當地的人民帶來了客觀的經濟收入，林果產業的收入約占新疆農民總收入的50%。[1]

一、國外開溝施肥機械的應用現狀

目前國外果園施肥的方法主要有全園普施法、環狀施肥法、放射狀施肥方法、注入施肥法以及行溝施肥法。這些方法都需要開始施肥機械的參與。如全國普施法需要深松機械的參與、環狀施肥法需要挖坑機的參與、注入施肥法需要挖穴機的參與、行溝施肥法需要開溝機的參與。由此可見，無論是哪一種施肥方法都需要相關施肥機械的參與。

果園開溝施肥是指利用開溝機在果園內順著果樹行向，每行開一條深度與寬度約為50毫米的溝渠，然后采用人工的方式將肥料放入到溝渠之中，最后覆蓋上土壤。目前，國外主要果園開溝施肥機械在美國的應用較為廣泛。美國主要運用三種開溝機器，分別為：B-30B型號的開溝機器、RT450型號的開溝機器和T-20型號的開溝機器，這三種機器的行駛速度以及功率存在著一定的差異。以B-30B型號機器為例進行分析，這種開溝機器的功率約為34KW，挖溝裝置與駕駛位置間采用橡膠減震隔離，可以有效地防止駕駛員被拋出物體擊傷。

二、國內開溝施肥機械的研究現狀

（一）東北農業大學等眾多教師和學者共同研發出1KL-100型立式螺旋開溝機。此款機械的優勢是在施肥作業中，其開溝的溝壁完整、溝內產生的殘土量較少，總體來講，這款開溝機器的性能優良，設計合理且在使用過程中方便調節。這款機器的誕生有效填補了國產螺旋開口機方向的空白，促進了我國果園施肥開溝的發展。

（二）IKGA-300型號的果園開溝機由機架、拋圖擋板支架、軸承座總成、螺旋、調節尾輪總成、拋圖擋板總成等內容組成。工作部件為臥錐螺旋形，其工作的原理主要是以拖拉機液壓懸掛方式為主，即拖拉機的動力輸出軸為整個機械提供動力，帶動工作部件旋轉，進而達到開溝的目的。螺旋采用偏置方式，調節尾輪與開溝的深度密切相關，拋土擋板能夠讓翻出的土壤落在施肥溝渠的邊緣，這導致回埋工作會比較簡單。此種類型的開溝機械主要適用于行距中等、植株低矮密集的果園。

（三）在中國農機研究院的帶領下，山東某公司開發出來的小型鏈刀式開溝機同樣具有較高的應用價值。這種類型的開溝機器，需要在挖掘的鏈條上固定耐磨的合金刀片，這種刀片的硬度高且鋒利。在連續旋轉中切削土壤，切削下來的土壤傳送到螺旋排土器之上，從而送至溝渠的兩側。此開溝機器的動力來源主要是由拖拉機提供，其溝壁平滑完整，排除的土壤不會重新滑落到溝渠的底部。對于挖掘溝渠的深度與寬度可以根據要求進行調節，具有較高的便利性。

（四）云南農業大學工程技術學院的教師們研制出了1KS-22型雙軸鏵式犁開溝機。此種類型的機器采用雙軸立式傳動結構，在軸的上面直接套裝上刀桿，用來切割土壤、拋土和排土，最后達到開溝的目的。在切割土壤時，兩組刀片采用上下分段切拋的形式，這樣切割的土壤課例更加細小和均勻。同時因為刀片是正反兩向的旋轉，所拋出的土壤能夠均勻地覆蓋在溝渠的兩側上，能夠使用不同類型的土質。進行開溝作業時，機器的穩定性較高，且溝型平滑整齊，能夠大大提升開溝的質量和效率。

（五）江西省南昌市耕機廠生產的1K-16-26和1K30-20型圓盤式開溝機，刀盤均勻對稱地布置在兩側，且在刀片的選擇上分別設置了開溝彎刀、削壁刀以及鏟刀。將多種刀片綜合在一起，能夠保證開溝的深度、寬度以及開溝的平滑度等因素特征更符合復雜的地質環境。

目前新疆最普遍的果樹是矮化密集果樹，其中又以棗樹為中心。在這種密集種植的果樹區域進行施肥開溝作業存在則較大的難度。在新疆果園區域內，果樹與果樹之間的行距為3.5 m，每排可以種植150 m，為了解決這種矮化的密集種植狀況，開溝施肥機械應該選擇能夠精準定位靶作物的，其發展的模式將向著智能化和標準化的常態進行發展。

（六）蘇子昊領導下的1KFY-20型偏置式開溝施肥機械在果園施肥中比較常見。該款開溝施肥機械在工作過程中的穩定性較高，操作安全。受到的地區限制因素較小，更加符合新疆果園工作化標準中的要求，這對于施肥機械準確性的提高有幫助。王京風獨立設計的微型遙控果園開溝機器，其工作的方式較為簡單，極大地降低了人工的勞動量，能夠根據所需要的開溝高度來調節機器本身的高度，可以適用的范圍較為廣泛，無論是大面積的果園還是小型的產地，都能夠勝任。同時因為該機器的體積小、輕便，操作起來極為簡單，靈活性較高，深受果農的喜愛與認可。

（七）郭輝研究了大量資料并根據多次試驗的經驗研究出了水平軸式圓盤開溝機。該類機械摒棄了傳統施肥機械單側開溝的弊端，并對機械的主要部件進行了改進和改造。此種類型的機器在工作過程中，能夠開40 cm的深度，50 cm的寬度，該款機械能夠完成雙向開溝的操作，開溝的工作效率大大，節省了一半的工作量。但是這種機器容易受到地理因素的影響。一旦在遇到田地水的時候，其開溝的狀態不完整，拋出來的土壤容易重新回到溝內。在陳軍指引下設計而出的果園智能開溝施肥機，其關鍵的控制系統為自動導航系統、行走系統以及施肥系統等組成。激光掃描儀是該機器獲取工作信息的重要手段，在信息的基礎上，控制施肥系統中的電動機器來進行定量的施肥。這種設計能夠最大程度地提升肥料的利用率。[2]

三、新疆果園施肥機存在的問題

隨著現代信息技術與工藝手段的進步，開溝施肥機械趨向于多樣化的形式進行轉變，已達到能夠適應多種環境的目的。正是因為這些多樣化施肥機械的誕生，為果農帶來了巨大的便利，節約了成本，提高的效率。

（一）現階段大部分的開溝施肥機械都是利用拖拉機來提供動力，這就對當地的土質以及地形地貌有著要求。也正是因為土地或者大多施肥機械的原因，在開溝的過程中，容易出現路線偏差、無法走直線等問題，進而無法在矮化作物區域開溝施肥。

（二）所利用的刀具過于單一化，種類形式較少。加之新疆地區的開溝刀具設計單一，由于新疆地區晝夜溫差大，氣節變化明顯，為此在使用刀具的過程中要注重磨損、保養和維護。

（三）無法精準把控肥料用量，導致施肥的量過大或者過小。過大造成浪費，過小也達不到要求，影響植物正常的生長發育。

四、前景預測

隨著社會經濟水平的提升，交通愈發便利。新疆的地區特色逐漸被開發，與此同時，新疆果園種植范圍越來越廣大。為了面對重大任務量的需求，開溝施肥機械的發展是一種必然。

（一）開溝施肥機械的動力不應該僅僅選用拖拉機為主，而是要嘗試通入一些新型的動力能源。在新型動力設備的基礎上，機械的轉彎半徑要小，效能高，價格更低。機械的底盤要能夠調節，來面對不同的地理環境。

（二）如今我國已經進入了互聯網的關鍵時期，在農機設計這一部分內容要充分融入人工智能。在機械設備上安裝紅外探測儀和紅外的感應器，進而保證在工作過程中，機械可以準確地探測到每一棵果樹，達到準確、科學合理的施肥。

（三）加強農藝與農機的結合，農機設計要符合果園種植，同時果園種植模式要具有規范的、標準化模式，促進農機與農藝的結合，為農機裝備研制創造有利條件。因此在果園作物種植要有標準、統一的行間距，枝條修整要標準、規范，為農機配套設計提供基礎，從而使施肥機械具有更高的效率。