張金輝

(朝陽(yáng)市農(nóng)機(jī)技術(shù)推廣站，遼寧 朝陽(yáng) 122000)

施肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要作業(yè)環(huán)節(jié)，合理的施肥方式能夠提高肥料利用率、減少肥料用量、提高作物產(chǎn)量。目前，我國(guó)施肥方式仍以表層分期撒施、條狀施用或一次性同層施用肥料為主，不能滿(mǎn)足作物不同時(shí)期的生長(zhǎng)發(fā)育需求[1]。不合理的施肥方式往往導(dǎo)致肥料施用量過(guò)大、利用率低下，不僅增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，而且浪費(fèi)資源和污染環(huán)境，不利于農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。農(nóng)機(jī)深松作業(yè)能夠有效打破犁底層，加深耕作層，增強(qiáng)土壤蓄水保墑和抗旱防澇能力，提高農(nóng)作物產(chǎn)量[2]。將深松與施肥技術(shù)融合，把作物生長(zhǎng)周期所需肥料一次性多層施入不同深度的土壤耕層內(nèi)，使肥料分布在利于作物根系吸收的范圍內(nèi)，這樣不僅能夠提高肥料利用率，而且可以減少機(jī)具進(jìn)地次數(shù)，大大提高施肥作業(yè)效率，具有很好的節(jié)肥增產(chǎn)效果。為此，設(shè)計(jì)分層施肥工作裝置，能將肥料按一定配比分層施入不同土壤耕層內(nèi)，用以滿(mǎn)足不同時(shí)期作物生長(zhǎng)的肥量需求，達(dá)到節(jié)肥節(jié)本、增效增產(chǎn)的目的。

1 深松分層施肥的農(nóng)藝要求

深松分層施肥裝置可實(shí)現(xiàn)深松、分層施肥、播種集成作業(yè)，其農(nóng)藝要求如下：1）播種深度宜為3～5 cm；2）深松深度應(yīng)符合當(dāng)?shù)剞r(nóng)藝要求且不小于25 cm；3）施肥深度應(yīng)不小于10 cm，種子與肥料的空間距離應(yīng)不小于5 cm；4）分層施肥深度應(yīng)適應(yīng)深松作業(yè)深度；5）根據(jù)土壤肥力、產(chǎn)量水平、肥料品種等因素確定施肥量，宜采用測(cè)土配方施肥技術(shù)。

2 深松分層施肥裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工作原理

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

深松分層施肥工作裝置結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 深松分層施肥工作裝置結(jié)構(gòu)示意圖Figure 1 Schematic diagram of subsoiling and layered fertilization working device

深松分層施肥工作裝置主要由深松機(jī)構(gòu)和分層施肥器組成。分層施肥器焊接在深松機(jī)構(gòu)后面，分層施肥器上部為肥料輸入口，后部為肥料排出口。分層施肥器內(nèi)設(shè)置多個(gè)分肥板和分肥調(diào)節(jié)板，對(duì)應(yīng)每個(gè)分肥板均肥料排出口，相鄰分肥板、分肥板與分層施肥殼體之間分別形成多層肥料排出口。分肥板與垂直方向夾角設(shè)為40°～50°以利于排肥作業(yè)。設(shè)有分肥調(diào)節(jié)板，可繞分肥板轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)調(diào)整分肥調(diào)節(jié)板的工作位置，可調(diào)節(jié)各層肥量，從而滿(mǎn)足不同土層不同肥量的施用要求。

2.2 工作原理

深松分層施肥工作裝置可與播種裝置共同組成深松分層播種施肥作業(yè)機(jī)。分層施肥器安裝在深松機(jī)構(gòu)后，深松機(jī)構(gòu)起開(kāi)溝施肥作用。機(jī)具作業(yè)時(shí)，深松機(jī)構(gòu)開(kāi)溝后，肥料顆粒由排肥器排出，在重力作用下經(jīng)施肥管進(jìn)入分層施肥器的肥料輸入口，再依次進(jìn)入各層肥料排出口。隨著機(jī)具的行走排入各耕層內(nèi)，實(shí)現(xiàn)分層施肥的目的，解決了原播種施肥機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)分層施肥的問(wèn)題。深松分層施肥可以滿(mǎn)足作物不同生長(zhǎng)階段對(duì)肥料的差異化需求，既提高了肥料利用率，又可增加作物產(chǎn)量。通過(guò)調(diào)節(jié)分肥調(diào)節(jié)板的傾斜角，可按需要改變各層的施肥量。

單純的深松或播種施肥機(jī)功能單一，只能實(shí)現(xiàn)一種作業(yè)，如實(shí)現(xiàn)兩種作業(yè)需進(jìn)行兩次作業(yè)，不僅增加了進(jìn)地次數(shù)，而且增加了動(dòng)力消耗。深松分層施肥播種機(jī)作業(yè)時(shí)，可同時(shí)完成深松、分層施肥作業(yè)，提高了作業(yè)效率，利于爭(zhēng)搶農(nóng)時(shí)，同時(shí)深松作業(yè)還可為作物生長(zhǎng)創(chuàng)造良好的生長(zhǎng)環(huán)境，促進(jìn)肥效利用和作物根系發(fā)育，達(dá)到節(jié)肥節(jié)本、增效增產(chǎn)的效果。

3 關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)及參數(shù)確定

3.1 深松機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

深松機(jī)構(gòu)包括鏟柄、深松鏟，采用鑿形深松鏟[3]。深松鏟和深松鏟柄的形式和參數(shù)按深松鏟和深松鏟柄（JB/T9788-1999）標(biāo)準(zhǔn)制作。深松鏟、深松鏟柄的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖2和圖3。

圖2 深松鏟Figure 2 Subsoiling shovel

圖3 深松鏟柄Figure 3 Subsoiling shovel handle

3.2 分層施肥器設(shè)計(jì)

分層施肥器由肥料輸入口、緊固螺母、分層施肥殼體、分肥調(diào)節(jié)板、分肥板、排肥口、排肥腔體等組成。分肥調(diào)節(jié)板、分肥板安裝在排肥腔體內(nèi)，排肥腔體上部設(shè)有肥料輸入口，后部設(shè)有肥料排出口。

3.2.1 排肥腔體設(shè)計(jì) 分層施肥器排肥腔體由鋼板圍成，內(nèi)部安裝分肥調(diào)節(jié)板、分肥板。排肥腔體的前面固定在深松鏟柄后方，排肥腔體上部設(shè)有肥料輸入口，后部設(shè)有肥料排出口。

3.2.2 分肥板設(shè)計(jì) 分層施肥器設(shè)有5 個(gè)分肥板，固定在排肥腔體內(nèi)，傾斜設(shè)置，從上往下依次分層施肥。分肥板與垂直方向夾角α為40°～50°，利于排肥作業(yè)。

3.2.3 分肥調(diào)節(jié)板設(shè)計(jì) 分層施肥器設(shè)有調(diào)節(jié)板，通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接在深松分層施肥殼體上，見(jiàn)圖3。分肥調(diào)節(jié)板設(shè)于對(duì)應(yīng)分肥板前上側(cè)的腔體內(nèi)，向分肥板傾斜。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)分肥調(diào)節(jié)板軸，可以調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)板的工作位置。調(diào)整好工作位置后，由緊固螺母固定，用以調(diào)節(jié)各層的排肥量。

圖4 分肥調(diào)節(jié)板結(jié)構(gòu)示意圖Figure 4 Structural diagram of division fertilizer adjustment plate

4 試驗(yàn)效果

為了驗(yàn)證該裝置的施肥性能，將其配備在免耕播種機(jī)上進(jìn)行田間試驗(yàn)。試驗(yàn)材料選取顆粒復(fù)合肥，含水率4.43%。將機(jī)具調(diào)至正常播種施肥作業(yè)狀態(tài)，待機(jī)具運(yùn)行平穩(wěn)后測(cè)試排肥合格率及各層排肥變異系數(shù)，測(cè)試3 次，取其測(cè)試平均值。試驗(yàn)所得排肥合格率均值為93.1%，各層排肥變異系數(shù)均值分別為8.1%，6.2%，8.2%，9.6%。這表明該裝置能將肥料按一定配比分層施入不同耕層內(nèi)，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。