多功能深耕合垄施肥机设计与分析研究

张 雷

（辽宁省农机质量监督管理站，辽宁沈阳 110034）

1 最适耕深研究

根据深耕施肥对土壤微生物生长状况的影响分析得出，农作物根系生长和产量之间的关系，即产量不随根深的增加而增加，在80 cm以上已没有任何效果，而决定作物产量的重要标准是适当深耕下相应的基肥量。从作物生长发育的要求来看，合适的耕深为小麦30～40 cm，油菜33～50 cm。

在其他状态基本不变的情况下，因施基肥的方式、深度不同所得到的产量也不同。从根系分布情况看，无论小麦还是油菜其根系在40 cm的土层内占比高达92%～100%，把肥料与土混合深施在15～30 cm的范围内效果最好。另外，在基肥、劳动力使用充足的情况下，施基肥越早，得到的效果越好。

2 多功能深耕合垄施肥机设计

2.1 主要创新点 （1）将农家肥与肥料均匀混合后施用，可以提高肥料使用效果、增加作物产量；（2）开沟犁铧设计成对称结构，同时向外侧翻土，减轻犁铧重量，减小开沟阻力；（3）前开沟犁铧工作时排肥装置把混合肥料施入垄沟，后犁铧覆土起垄后整垄等作业通过一个行程来完成，以实现“深松开沟—施用肥料（秸秆还田）—合垄”联合作业。

2.2 搅龙设计 搅龙的作用是从肥箱两侧向中间输送物料，并在中间对农家肥进行挤压，设计时采用一根等螺距的螺旋装置，采用双向反螺向搅龙，在搅龙与肥箱在容积不变的情况下，对农家肥进行更好的挤压。

2.3 部件组成 为了实现“深松开沟—秸秆（农家肥）深还—扶垄整垄”一个作业行程完成功能，本机主要部件包括机架、地轮、开沟犁铧、储肥排肥机构、扶垄犁铧和整垄装置等。在机架的上方设置装有施肥器的无机肥料箱，施肥器的排肥轴由地轮驱动，搅龙的两端旋转方向相反时向肥箱输送农家肥，在机架后部挂接覆土犁，如图1所示。

2.4 作业方式 开沟犁放置在机架下方与机器行进方向同向的对称面上，犁开耕层土壤，将浮土分向两侧，该犁为一对对称犁体安装在同一犁腿上，使犁耕阻力与机组行进方向同向，避免引起过大侧向力。无机肥料箱容量较小，适于存放高效肥，整体支撑在无机肥料箱前方，由地轮通过链传动带动控制肥料流量的主轴[1]；有机肥料箱容量较大，适于存放已粉碎的秸秆或其他有机肥，底部截面为圆弧状，利用搅龙运转将肥料由两侧向中间挤压，然后经过排料口至犁出的犁沟中。肥料箱两侧直板与底部圆弧板铰接，可在一定角度内开合，便于肥料的聚拢，搅龙两端螺旋方向相反，可将肥料推向有机肥料箱的出口位置。覆土犁设置在机架两端，采用一对对称犁体，可将犁沟两侧的浮土合拢，将肥料盖住。

图1 多功能深耕合垄施肥机装配图注：1是开沟犁，2是无机肥料箱，3是有机肥料箱，4是搅龙，5是覆土犁，6是地轮，7是链传动机构。

3 农家肥深耕施肥机的试验考核办法与操作规程

3.1 农家肥深耕施肥机试验考核办法

3.1.1 目的与意义 本办法主要为农家肥深耕施肥机进行作业性能试验检测和质量评定而制定，目的是为评价机械性能及作业质量是否符合农业机械技术要求，对其使用经济性、安全性、可靠性和适用性等进行考核，为机械选型提供依据。

3.1.2 性能试验 对农家肥深耕施肥机进行性能检测时，应按产品使用说明书中规定操作，并将机器调试到最佳工作状态，试验地的土质以及地块大小在当地应具有一定代表性[2]。（1）耕深：对20个测量点进行测定，求出耕深的平均值。（2）农家肥施肥量：分别对20个测量点处取单位面积测量农家肥在单位面积内的施肥量。（3）垄形：观察20个测量点的成垄情况。（4）垄宽：对20个测量点的垄宽进行测量，求出平均值。（5）垄高：对20个测量点的垄高进行测量，求出平均值。

3.1.3 生产查定 （1）可靠性查定，农家肥深耕施肥机机器整机、产品总成或零件在规定的工作条件和时间内，丧失规定生产功能的情况记为故障；与产品功能失效相关的故障均属关联故障，在计算可靠性指标值时应记入。（2）适用性查定，记录机器在几个完整工作班次内的维修保养情况，并对其完成一次完整的调试，对维修保养工作所需花费的劳动力、时间、周期、调试保养的方法和操作人员的反馈意见等进行综合分析比较。应观察记录机器的生产率、对不同工作情况的适应能力及产品的故障和排除情况；对产品主要易变形、易磨损件问题，应分析原因并查找解决方法；观察机器在正常使用条件下的安全性和可靠性。

3.2 农家肥深耕施肥机操作规程 农家肥深耕施肥机主要部件包括深耕犁、后犁铧（覆土器）、宽垄整形器、肥箱、动力传递、搅拌和排肥机构等[3]。土壤经过机器的复合工作后，能提高其通透性和蓄水保墒能力，改善农作物根系的生长环境，从而可以达到增产增收的目的。

3.2.1 技术规范 （1）打破犁底层，使活土层加厚，疏松土壤内部结构加速团粒形成，促进土壤熟化，增强土壤的蓄水保墒能力，提高土壤通透性；（2）耕深一般要求在25～30 cm，及时整地使土壤表层松紧有度，保证无漏耙和漏压现象；（3）将农家肥和化肥连续、均匀地施入，增加土壤肥力[4]。3.2.2 工作注意事项 （1）随时检查肥箱中物料和各排料口排料情况，如发现肥料架空或者排料管堵塞，应立刻停车解决问题[5]；（2）随时检查肥箱中物料的剩余情况，如发现不够满足一个行程的排量，应立即添加，以防在工作中加肥浪费时间。一般要求肥箱中物料应不少于容积的1/3；（3）在机器工作中，严禁倒车和在不提升农具的情况下进行转向，避免损坏机件；（4）在田间作业转移爬坡时，农具避免提升太高，尽量保持低速行驶，如上坡时发生严重的翘头现象，需在动力机械前适当加配重或将农具放置在前，动力机械在后，利用倒档进行爬坡，以保证工作安全。