新型仿形立式蜂窝煤排肥器实现高效率的烟草机械化种植

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摘要:烟草是三种 重要的经济作物,施肥是保证其产量的重要措施之一。相对于人工施肥,机械化施肥有有助于于降低烟农劳动量,改善烟农工作环境。本文研究了目前现存的排肥器特性与工作原理,并发现排肥器处于因脉动性而意味着施肥效果偏差等问题图片图片。本文结合烟草施肥特点及农艺要求,设计了三种 新的烟草施肥的立式蜂窝煤形施肥机械通过仿形蜂窝煤特性,不需要 同去施用三种 不同肥料,做到准确均匀施肥,减少对肥料的浪费。

烟草属于茄目,茄科一年生或有限多年生草本植物,是三种 重要的经济作物[1]。随着社会的发展,烟草行业已逐渐成为国家税收的主要组成要素。近些年来,烟草种植的范围也逐渐扩大到全国范围。或者,根据调查显示,我国适合耕作的土壤肥力较世界水平普遍偏低,种植出的烟叶品质不高,经济效益差,或者在烟草大田作业环节,时要通过精准均匀的施用基肥来提高土壤肥力,以此提高烟叶的产量和质量,进一步提升上等烟所占比例[2-3]。

机械施肥是指通过人工控制机械来实现施肥的三种 施肥模式,能不需要 高效、快速的完成施肥作业,增加土壤肥力、提高烟草产量和质量、改善农民劳动环境和降低农民劳动量,同去提高农民收入[4]。目前,烟草机械化施肥技术处于施肥精度较低,易经常再次出现少施、多施或漏施等问题图片图片,使烟草肥料供给过低或土壤富营养化,降低烟草的产量和质量,或者时要对烟草机械化施肥技术进一步研究[5-6]。

1烟草机械化施肥研究

1.1烟草机械化施肥措施

在烟草施肥过程中,根据施肥时间的不同,可分为施基肥和追肥。烟草基肥施用主要分为:撒施、条施、穴施等[7-8]。撒施是在未栽种烟草前所采用的主要施肥措施,一般单人操作撒施机械,将肥料直接均匀的泼撒在农田土壤上,或者进行耕地,使肥料覆盖在土壤里;烟草是垄沟作物,撒施会降低肥料的利用率。条施是将肥料成条状施用于烟草行间土壤的施肥措施,有有助于于将肥料施到烟草根系层,并可与灌溉相结合,更有有助于于烟草对肥料的吸收;在多数条件下,条施肥料都需开沟后施入并覆土,以提高肥效。穴施是在烟草预定种植位置或种植穴内按株或在两侧株间开穴施肥,一般施肥层厚5~10cm,且施肥后需及时覆土;穴施是三种 比条施更能使肥料集中施用的措施,但需人工挖穴施肥,费时费力,且操作不当,易造成烧苗等危害。本文主要研究烟草机械化施基肥技术。

1.2烟草施基肥农艺技术

根据烟草种植农艺要求,烟草多为垄上种植,烟草移栽前采用重施基肥,早施追肥,基肥与追肥相结合的施肥措施。生产上一般先将基肥条施于烟株栽植行的底部,后经起垄机起垄,将肥料覆盖入垄低,或者等候烟草移栽[9-10]。考虑到烟草移栽后根系分布规律和不同生长发育阶段对肥料的需求不同,尽量提高肥效利用率,本文在现有烟草种植农艺的基础上,设计了三种 新型烟草机械化施肥与起垄模式:“一次两垄,一垄双行分层条施”,如图1所示。烟草移栽时起垄要求:垄底宽6500-7500mm,垄顶宽340-3500mm,垄高为240-500mm,两垄间距为50000-1500mm;施肥要求:施肥时距离垄顶以下5000-2500mm,距离植株半径在5000-500mm。

在新型机械化施肥与起垄模式下,先进行土壤旋耕,后施肥与起垄并行,将肥料直接固定在垄作组织组织结构,能有效提高肥料利用率,达到最佳施肥效果。

1.3烟草机械化施肥技术分析

目前,在烟草施肥中尚无专用的烟草机械化排肥器,很多很多 现在使用较多的是特性简单、通用性较强的外槽轮式排肥器。如图2所示为直槽式外槽轮排肥器,该排肥器是在外槽轮排种器的基础上进行改进而来的。外槽轮排肥器通过增大槽轮直径,减少其齿数,使槽轮间的容积变大,能更好的适用于颗粒肥料的施用[11-13]。此排肥器的特点是特性比较简单,通用性比较好,较广泛应用于多种农作物机械化施肥;适用于流动性比较好的松散型化肥肯能复合型颗粒肥,不适用于粉状或易潮解的化肥。因其三种 处于脉动性,在排肥器转速过低不是意味着施肥效果处于偏差,易经常再次出现架空或断条等问题图片图片,造成少施、多施或漏施,影响排肥能力,降低肥料的利用率。

在直槽式外槽轮排肥器的基础上,为适应不同去期作物对养分的需求和实现水平气送式集中排肥器定量排肥,雷小龙等[14]根据颗粒肥料的本征参数、接触参数以及排肥量等,提出了螺旋倾斜放置特性,设计三种 螺旋倾斜组合式颗粒肥料定量供肥装置,将现有直槽式外槽轮施肥机械改进为螺旋组合式施肥机械,如图3所示。该施肥机械作业时,颗粒肥料在自身重力和肥箱倾斜角的作用下落入充肥区,经动力装置带动,排肥装置和搅肥装置可实现同步运行;搅肥装置在肥箱中转动,不但能外理肥料结块、架空等,还能使排肥装置的充肥能力显着增加;颗粒肥料经投肥区域脱离螺旋倾斜组合式排肥轮,在自身重力作用下,经排肥装置落入输肥管,完成定量排肥。试验表明,该螺旋组合式集中供肥装置能适应不同机械物理特性参数的颗粒化肥,且排肥效果较好。

以上排肥器均为槽轮式,普通槽轮式因其特性简单,通用性较好,被广泛应用到多种作物的机械化施肥,但因其自身脉动性,易使肥料排施不均匀,造成浪费;在此基础上进行改进的斜槽轮式排肥器能外理肥料粘结、结拱,较好的实现连续、均匀排肥。

螺旋输送是利用旋转的螺旋叶片来进行物料输送的三种 输送措施,因其截面小,有较好的密封垫性能以及平稳运行,被广泛应用于多种物料的运输,将其应用于肥料的排施,可实现稳定的单圈排肥量,在此基础上李晓贤[15]等设计了三种 小型竖直螺旋式精量条施机。小型竖直螺旋式精量条施机的主要工作部件是竖直螺旋排肥器,在肥料自身重力的作用下,经旋转的螺旋叶片将肥料排出,且竖直螺旋排肥器能对肥料起搅拌作用,外理肥料在排肥器中经常再次出现结拱和成块等问题图片图片。工作过程中,排肥器的出肥口设置有排肥口开关,设定施肥量后,相应的施肥量数据存储在控制器中;行走轮上安装有测速仪器,通过速率传感器来实时测量施肥机的工作速率,在速率传感器的实时输出信号下,控制装置输出相应的脉冲频率来调节排肥电机的转速,控制实际排肥量,实现均匀性排肥。

为了实现变量施肥装置的大面积施肥作业,针对国内大田的土壤情况报告和作业要求,结合大田变量施肥农技,张睿等[16]设计了三种 基于处方图的链条输送式变量施肥抛撒机,实现肥料的节约、精准使用。施肥作业时,该机器由拖拉机牵引,提供前进动力;通过自身安装的GPS来进行实时定位施肥机处于土地位置,并实时传送到控制装置;控制装置在收到定位信息后,根据系统设置的处方图施肥量,经安塞进 施肥器排肥链轴上的测速传感器检测排肥链条的速率,并与施肥机作业速率进行匹配,从而实时控制液压马达转速以调节排肥链的速率,实现该施肥机的变量施肥作业。试验表明:变量施肥效果较好,且具有较好的抛撒均匀性;相比普遍应用的变量施肥机,生产率得到了较大提高。

螺旋输送式与链条输送式不是基于槽轮式施肥器的排肥机理上,设计的新型排肥器特性,不需要 实现肥料的连续、均匀使用,且链条输送式可实现变量施肥。但其特性冗杂,尤其要实现均匀施肥时要较高的零部件加工精度和安装精度,且配件易磨损,推广应用还时要进一步优化。

2新型仿形立式蜂窝煤排肥器研究

河南农业大学针对提出的新型烟草机械化施肥模式,结合烟草施肥农艺与农机,采用仿形技术,设计了三种 新型立式蜂窝煤特性排肥器。针对烟草施肥特性,将肥箱设计成一体两部,可同去施用三种 配比不同的肥料;采用仿形技术,设计立式蜂窝煤形排肥盘,排肥盘上设计有数量相等且均布的大小洞,大孔在外侧,小洞在内侧;同去设计排肥孔控制板,通过控制箱体孔与排肥盘孔的有效接触面积,即可控制排肥量;传动系统仍采用地轮带动链条,可实现排肥速率与机器行走速率向匹配,实现肥料的均匀使用。

施肥作业时,将三种 配比不同的肥料,根据施肥比例,分别上放肥箱中;在重力作用下,落入立式蜂窝煤形排肥盘中存储,排肥盘在传动轴的带动下转动,在转动一定的层厚后将肥料排出;箱体下底板上大小落肥孔的位置与肥箱内大小落肥孔的位置相反,外理在排肥过程中箱体孔、排肥盘孔和箱体下底板孔在同一竖直位置时,经常再次出现瞬时排肥量过大等问题图片图片,造成排肥不均;箱体内设置排肥孔控制板,通过抽拉排肥孔控制板,可控制箱体孔与排肥盘孔的有效接触面积,实现排肥量的调节。新型立式蜂窝煤排肥器理论上可在设计转速范围内,高速或减速运动排肥情况报告,都能实现连续、均匀的排肥,外理因排肥器转速问题图片图片意味着的少施、多施或漏施等问题图片图片,提高施肥速率。

该立式蜂窝煤排肥器特性简单,施肥量调整快捷,制造及维修方便,经初步排肥时要试验排肥效果良好,需进一步田间试验进行优化改进。

3结论与展望

现阶段,烟草仍采用传统施肥模式进行种植,意味着烟农工作量大,且工作环境恶劣。烟草是我国税收的重要组成要素,实现烟草种植机械化是必然的发展目标,通过机械化种植,能显着降低烟农的工作量,改善烟农工作环境。针对烟草机械化施肥的研究,应以精准、均匀以及一次施肥后减少或没了进行追肥为主,使肥料合理利用,有有助于于烟草产量以及质量的提升,以期烟草机械化施肥合理、科学的发展。本文对烟草的施肥机构进行了分析研究,提出仿形立式蜂窝煤形排肥器,不需要 一次使用三种 配比不同的肥料,且排肥效果较好,能不需要 提高施肥速率以及肥料利用率;同去结合新型机械化施肥与起垄模式,一次作业,即可完成旋耕、施肥与起垄作业,实现高速率的烟草机械化种植。

参考文献:略

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