洋马插秧机机械化侧深施肥装置改进设计

刘宝 车刚 万霖 张贵宏

摘要：为提升洋马插秧机机械化侧深施肥装置的各项技术指标，在满足水稻标准化插秧要求的基础上，研制并改进机械化侧深施肥装置。田间对比试验数据分析表明：秧田平地辊轮和施肥热通风防潮装置的改进设计对于实现精准播肥、提高侧深施肥器工作性能具有重要作用，可为全面推广机械化施肥技术及提高水稻经济效益奠定基础。

关键词：水稻;插秧机;侧深施肥;改进设计

中图分类号：S224.2    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2018）05-0005-03

水稻机械化侧深施肥技术可以实现节肥、省工、增产、减少污染的目的。根据建三江垦区春季生产跟踪调查结果，应用侧深施肥插秧机可以减少和控制肥料的施用量，具有促进水稻早生快发、抗倒伏、防倒衰等作用。进口插秧机一般具备肥料输送装置、施肥报警装置等，但受北方寒地土壤和气候环境的限制，关键技术仍需要进一步提升，而实现施肥准确、定量、均匀、可靠等技术要求是研发水稻插秧机侧深施肥装置的关键所在。

1 现有水稻机械化侧深施肥装置的局限性

洋马插秧机侧深施肥装置在使用过程中存在的问题主要有：一是水田土地条件不一致，车轮在行走过程中上下起伏，施肥后地面平整度不均等、水平面不一致，有露土或秧苗掩埋过深，直接导致苗弱、成熟度不一，施肥的精度也很难保证。改进方案应着重考虑车辙问题。二是施肥路线出现堵塞的频率较高，尤其在管道进口及出口处。出口处与土壤和水接触，其与地面接触部分的内管壁形成融化粘连，在工作过程中随时间积累导致堵塞。改进方案应着重考虑肥料管道进口及出口处防止化肥融化问题。

2 插秧机侧深施肥装置的结构

配置侧深施肥装置的水稻插秧机主要由发动机、操作台、行走机构、秧箱、插秧机构、肥料箱、排肥机构、开沟机构等部分组成。侧深施肥装置的结构如图1所示。

3 插秧机侧深施肥装置的改进设计

3.1 平地辊轮的改进与效果分析

侧深施肥对整地要求较高，田块高低不平、有土块及车辙等地势不利于肥料均匀排置。为此，在水稻插秧机构和施肥装置前设置一个平地辊轮。该辊轮为高强度尼龙材质，采取单轮组合方式，安装在方管轴上。“一字辊”全长180 cm、直径10 cm;由插秧机发动机传动旋转，转速为轮速的1.3倍;通过带有轴承的支架与悬挂连接，由工作、悬挂的起落油缸控制平地辊的入土深度。“八字辊”的双辊夹角为167 °;转速与“一字辊”相同。平地辊轮通过十字轴连接PTO输出进行平地作业，在行进过程中起到击打土块、抹平地面的作用，从而使肥料按标准精度和要求排放。

经过2 a试验，结果表明：“八字辊”推水和整地效果更佳，其地面最大高程由不带辊作业时的14.0 cm下降到帶辊作业时的3.7 cm，相对高度差值由不带辊作业时的3.2 cm下降到带辊作业时的1.4 cm，平地后绝对差值≤2.0 cm采样测量点累计百分数达86.53%（见表1）。

以侧深施肥深度5.0 cm为目标对平地作业效果进行测量，结果表明：“八字辊”施肥相对深度差值在1.4 cm以内，5.0±2.0 cm以内采样测量点累计百分数达82.53%，施肥量变异系数为5.9，满足施肥要求（见表2）。

不同的作业方式对水稻的生长情况有所影响。“八字辊”及“一字辊”作业比不带辊作业缓苗期提前0.25～0.50 d，有利于秧苗的分蘖，分蘖成穗率比不带辊作业提高11.12%;“八字辊”作业比不带辊作业增产24.7 kg/667 m2，平地效果对产量影响显著（见表3）。

3.2 肥料管路防堵装置的改进

由于插秧过程中长时间处于潮湿环境，吸湿性强的肥料遇水潮解粘附在排肥轮下部及施肥管壁上，易导致堵塞问题。为此，在肥料进料管道入口处加装风机，将散热器的干燥热风引入输肥系统，提供热量，使肥料在进料口处不融化，可以大大缓解颗粒肥潮解造成的堵塞排肥轮与肥管连接处的问题。热风输肥管路如图2所示。

3.3 肥料推送防堵机构的改进

带有电机螺旋推进器的排肥装置能够避免排肥口的肥料堵塞问题。在排肥管道出口位置与滑刀结合处设置一个螺旋推送防堵机构，由电机带动螺旋推进器，使肥料在螺旋推进器的挤压作用下直接从滑刀出口处排出。电机电源取自车载蓄电池。转速可调的电机更利于控制肥量，在专家系统数据库的指导下，能够将肥效发挥到最大，并且能够减少化肥的使用量，避免对环境过度污染，对节本增效也起到促进作用。

4 结论

结合生产实践，侧深施肥技术基本解决了肥料溢出、地面平整度不好、肥料堵塞等问题。通过对平地辊进行改进，将“一字型”轮体改为“八字型”轮体，保证了土地平整（误差≤2.0 cm），达到了插秧和施肥精度，且比“一字型”轮体作业增产15.0 kg/667 m2左右。通过对排肥管道热风输肥系统、排肥出口螺旋推送装置的改良设计，解决了管道肥料堵塞问题。洋马插秧机机械化侧深施肥装置经改进后，预期能够满足水田标准作业需求。

参考文献

[1] 李昊儒，梅旭荣，郝卫平，等.山东省夏玉米侧条施肥技术应用研究[J].中国通报，2012，28（27）：130-133.

[2] 陈长海.水稻插秧机螺旋搅龙式侧深施肥装置的设计与试验研究[D].大庆：黑龙江八一农垦大学，2016.

[3] 孙帅.寒地优质水稻施肥机改进设计及试验[D].大庆：黑龙江八一农垦大学，2017.

Improved Design of Mechanized Side Deep Fertilization

Device of Yangma Rice Transplanter

LIU Bao1， CHE Gang2， WAN Lin2， ZHANG Guihong2

（1. Heilongjiang Nongjiang Farm， Kiamusze Heilongjiang 156335， China; 2. College of Engineering， Heilongjiang Bayi Agricultural University， Daqing Heilongjiang 163319， China）

Abstract： In order to improve the technical indexes of mechanized side deep fertilization of Yangma rice transplanter， the mechanized side deep fertilization device was developed and improved on the basis of meeting the requirements of standardized rice transplanting. The data analysis of field comparative experiment shows that： The improved design of leveling land roller and heat ventilation and moisture-proof device for fertilization plays an important role in realizing precise fertilization and improving the working performance of side-deep fertilization device， which can lay a foundation for comprehensively popularizing mechanized fertilization technology and improving the economic benefits of rice.

Key words： rice; transplanter; side deep fertilization; improved design