新疆果园开沟施肥机械的应用现状与前景分析

陈换美

（巴音郭楞职业技术学院 新疆库尔勒 841000）

近些年来，新疆地区贯彻落实因地制宜的理念，大力发展林果业，且取得了良好的效果。目前我国新疆的果园种植面积保守估计约为90万公顷，且种植的趋势与规模仍然处于不断增长的态势。目前，新疆地区的林果业主要以南疆的塔里木盆地环系以及东疆、北疆等主要水果产区为主。这些水果产区正在逐渐发展成为生产基地。这种特色的产业不仅符合当地的生存环境，更是为当地的人民带来了客观的经济收入，林果产业的收入约占新疆农民总收入的50%。[1]

一、国外开沟施肥机械的应用现状

目前国外果园施肥的方法主要有全园普施法、环状施肥法、放射状施肥方法、注入施肥法以及行沟施肥法。这些方法都需要开始施肥机械的参与。如全国普施法需要深松机械的参与、环状施肥法需要挖坑机的参与、注入施肥法需要挖穴机的参与、行沟施肥法需要开沟机的参与。由此可见，无论是哪一种施肥方法都需要相关施肥机械的参与。

果园开沟施肥是指利用开沟机在果园内顺着果树行向，每行开一条深度与宽度约为50毫米的沟渠，然后采用人工的方式将肥料放入到沟渠之中，最后覆盖上土壤。目前，国外主要果园开沟施肥机械在美国的应用较为广泛。美国主要运用三种开沟机器，分别为：B-30B型号的开沟机器、RT450型号的开沟机器和T-20型号的开沟机器，这三种机器的行驶速度以及功率存在着一定的差异。以B-30B型号机器为例进行分析，这种开沟机器的功率约为34KW，挖沟装置与驾驶位置间采用橡胶减震隔离，可以有效地防止驾驶员被抛出物体击伤。

二、国内开沟施肥机械的研究现状

（一）东北农业大学等众多教师和学者共同研发出1KL-100型立式螺旋开沟机。此款机械的优势是在施肥作业中，其开沟的沟壁完整、沟内产生的残土量较少，总体来讲，这款开沟机器的性能优良，设计合理且在使用过程中方便调节。这款机器的诞生有效填补了国产螺旋开口机方向的空白，促进了我国果园施肥开沟的发展。

（二）IKGA-300型号的果园开沟机由机架、抛图挡板支架、轴承座总成、螺旋、调节尾轮总成、抛图挡板总成等内容组成。工作部件为卧锥螺旋形，其工作的原理主要是以拖拉机液压悬挂方式为主，即拖拉机的动力输出轴为整个机械提供动力，带动工作部件旋转，进而达到开沟的目的。螺旋采用偏置方式，调节尾轮与开沟的深度密切相关，抛土挡板能够让翻出的土壤落在施肥沟渠的边缘，这导致回埋工作会比较简单。此种类型的开沟机械主要适用于行距中等、植株低矮密集的果园。

（三）在中国农机研究院的带领下，山东某公司开发出来的小型链刀式开沟机同样具有较高的应用价值。这种类型的开沟机器，需要在挖掘的链条上固定耐磨的合金刀片，这种刀片的硬度高且锋利。在连续旋转中切削土壤，切削下来的土壤传送到螺旋排土器之上，从而送至沟渠的两侧。此开沟机器的动力来源主要是由拖拉机提供，其沟壁平滑完整，排除的土壤不会重新滑落到沟渠的底部。对于挖掘沟渠的深度与宽度可以根据要求进行调节，具有较高的便利性。

（四）云南农业大学工程技术学院的教师们研制出了1KS-22型双轴铧式犁开沟机。此种类型的机器采用双轴立式传动结构，在轴的上面直接套装上刀杆，用来切割土壤、抛土和排土，最后达到开沟的目的。在切割土壤时，两组刀片采用上下分段切抛的形式，这样切割的土壤课例更加细小和均匀。同时因为刀片是正反两向的旋转，所抛出的土壤能够均匀地覆盖在沟渠的两侧上，能够使用不同类型的土质。进行开沟作业时，机器的稳定性较高，且沟型平滑整齐，能够大大提升开沟的质量和效率。

（五）江西省南昌市耕机厂生产的1K-16-26和1K30-20型圆盘式开沟机，刀盘均匀对称地布置在两侧，且在刀片的选择上分别设置了开沟弯刀、削壁刀以及铲刀。将多种刀片综合在一起，能够保证开沟的深度、宽度以及开沟的平滑度等因素特征更符合复杂的地质环境。

目前新疆最普遍的果树是矮化密集果树，其中又以枣树为中心。在这种密集种植的果树区域进行施肥开沟作业存在则较大的难度。在新疆果园区域内，果树与果树之间的行距为3.5 m，每排可以种植150 m，为了解决这种矮化的密集种植状况，开沟施肥机械应该选择能够精准定位靶作物的，其发展的模式将向着智能化和标准化的常态进行发展。

（六）苏子昊领导下的1KFY-20型偏置式开沟施肥机械在果园施肥中比较常见。该款开沟施肥机械在工作过程中的稳定性较高，操作安全。受到的地区限制因素较小，更加符合新疆果园工作化标准中的要求，这对于施肥机械准确性的提高有帮助。王京风独立设计的微型遥控果园开沟机器，其工作的方式较为简单，极大地降低了人工的劳动量，能够根据所需要的开沟高度来调节机器本身的高度，可以适用的范围较为广泛，无论是大面积的果园还是小型的产地，都能够胜任。同时因为该机器的体积小、轻便，操作起来极为简单，灵活性较高，深受果农的喜爱与认可。

（七）郭辉研究了大量资料并根据多次试验的经验研究出了水平轴式圆盘开沟机。该类机械摒弃了传统施肥机械单侧开沟的弊端，并对机械的主要部件进行了改进和改造。此种类型的机器在工作过程中，能够开40 cm的深度，50 cm的宽度，该款机械能够完成双向开沟的操作，开沟的工作效率大大，节省了一半的工作量。但是这种机器容易受到地理因素的影响。一旦在遇到田地水的时候，其开沟的状态不完整，抛出来的土壤容易重新回到沟内。在陈军指引下设计而出的果园智能开沟施肥机，其关键的控制系统为自动导航系统、行走系统以及施肥系统等组成。激光扫描仪是该机器获取工作信息的重要手段，在信息的基础上，控制施肥系统中的电动机器来进行定量的施肥。这种设计能够最大程度地提升肥料的利用率。[2]

三、新疆果园施肥机存在的问题

随着现代信息技术与工艺手段的进步，开沟施肥机械趋向于多样化的形式进行转变，已达到能够适应多种环境的目的。正是因为这些多样化施肥机械的诞生，为果农带来了巨大的便利，节约了成本，提高的效率。

（一）现阶段大部分的开沟施肥机械都是利用拖拉机来提供动力，这就对当地的土质以及地形地貌有着要求。也正是因为土地或者大多施肥机械的原因，在开沟的过程中，容易出现路线偏差、无法走直线等问题，进而无法在矮化作物区域开沟施肥。

（二）所利用的刀具过于单一化，种类形式较少。加之新疆地区的开沟刀具设计单一，由于新疆地区昼夜温差大，气节变化明显，为此在使用刀具的过程中要注重磨损、保养和维护。

（三）无法精准把控肥料用量，导致施肥的量过大或者过小。过大造成浪费，过小也达不到要求，影响植物正常的生长发育。

四、前景预测

随着社会经济水平的提升，交通愈发便利。新疆的地区特色逐渐被开发，与此同时，新疆果园种植范围越来越广大。为了面对重大任务量的需求，开沟施肥机械的发展是一种必然。

（一）开沟施肥机械的动力不应该仅仅选用拖拉机为主，而是要尝试通入一些新型的动力能源。在新型动力设备的基础上，机械的转弯半径要小，效能高，价格更低。机械的底盘要能够调节，来面对不同的地理环境。

（二）如今我国已经进入了互联网的关键时期，在农机设计这一部分内容要充分融入人工智能。在机械设备上安装红外探测仪和红外的感应器，进而保证在工作过程中，机械可以准确地探测到每一棵果树，达到准确、科学合理的施肥。

（三）加强农艺与农机的结合，农机设计要符合果园种植，同时果园种植模式要具有规范的、标准化模式，促进农机与农艺的结合，为农机装备研制创造有利条件。因此在果园作物种植要有标准、统一的行间距，枝条修整要标准、规范，为农机配套设计提供基础，从而使施肥机械具有更高的效率。