董可宏 安龍哲 張迪

摘 要：根據(jù)水稻根系的生長(zhǎng)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種在水稻播種的同時(shí)，以環(huán)形階梯式施肥方式，將肥料定點(diǎn)、定量地施于稻種周圍，充分滿足水田機(jī)械穴播后，水稻根系發(fā)育、生長(zhǎng)和對(duì)其他養(yǎng)分的吸收，從而達(dá)到提高化肥利用率、減少肥料用量及施肥次數(shù)、降低生產(chǎn)成本、提高水稻產(chǎn)量、減少環(huán)境污染的效果。

關(guān)鍵詞：施肥裝置；環(huán)形施肥；階梯施肥；水稻穴播

中圖分類號(hào)：S223.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.07.004

0 引言

水稻根系是吸收養(yǎng)分和水分的重要器官，其生長(zhǎng)情況與活力會(huì)直接影響整個(gè)水稻的生長(zhǎng)發(fā)育、營(yíng)養(yǎng)狀況和產(chǎn)量水平。水稻根系的形態(tài)是由冠根及分枝的側(cè)根構(gòu)成的，任何一生育時(shí)期稻根干重和體積都隨分布土層的加深而遞減，以0～5 cm土層的根量最大（占43%～47%），5～10 cm的根量次之（占30%～31%），根系按其特定的規(guī)律有序階梯式地向下分布在各層土壤中。如能按水稻生育期根系生長(zhǎng)特征，將肥料供應(yīng)在種苗周圍不同土層，更有利于水稻根系發(fā)育、生長(zhǎng)和其對(duì)養(yǎng)分的吸收，從而達(dá)到提高化肥利用率、減少肥料用量及施肥次數(shù)、降低生產(chǎn)成本、提高水稻產(chǎn)量、減少環(huán)境污染的效果。

而在實(shí)際生產(chǎn)中，仍然普遍采用傳統(tǒng)的施肥方式。一是條施肥，即將肥料以沿苗行條施在種子或植株側(cè)部，此農(nóng)藝方法簡(jiǎn)單易行，但肥料利用率低；二是穴施肥，即將肥料以穴播狀態(tài)排施在種子或植株側(cè)部，相對(duì)于條施肥方式，該方法提高了肥料利用率，減少了肥料損失。但上述兩種施肥方式均是將肥料施入在種子或植株的一側(cè)，不能科學(xué)合理地滿足水稻根系發(fā)育的生物特性需要，其施肥方法需要改進(jìn)。

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，結(jié)合水稻生產(chǎn)作業(yè)的實(shí)際需要，研發(fā)一種水稻穴播機(jī)多環(huán)形深淺階梯狀施肥方法及裝置，達(dá)到在水稻穴播機(jī)進(jìn)行播種作業(yè)的同時(shí)，將肥料以環(huán)形深淺階梯狀施肥方式播施在稻種周圍土壤中，以滿足水稻在生長(zhǎng)期內(nèi)對(duì)肥料需求的目的。

1 技術(shù)原理

環(huán)形深淺階梯狀施肥方式是指：根據(jù)水稻種子生長(zhǎng)發(fā)育不同時(shí)期根系的特性，將肥料定點(diǎn)、定量、分層次地施入到所播稻種的周圍，每層肥料均位于以農(nóng)藝要求的距離為半徑的環(huán)形內(nèi)；從上到下，該環(huán)形的半徑隨著施肥深度的增加而加大，呈現(xiàn)環(huán)形階梯狀幾何分布形態(tài)（如圖1所示）。

2 結(jié)構(gòu)與工作原理

2.1 整體結(jié)構(gòu)

整機(jī)由機(jī)架 、從動(dòng)鏈輪、主動(dòng)鏈輪、肥箱、排肥器總成、高壓氣體運(yùn)送管總成、排種器軸、高壓氣泵、船板、排肥管、排種管、下固定板、種箱、 排種器總成等組成（如圖2所示）。

2.2 工作原理

多根排肥管及排種管下側(cè)部與下固定板固裝，且多根排肥管均勻分布在以排種管為中心、不同半徑尺寸的圓周部位處，呈多環(huán)形配置；排肥管的上端口與排肥器總成的肥料分配漏斗連接；高壓氣泵通過(guò)高壓氣體輸送管路總成分別與多個(gè)排肥管連通。

作業(yè)時(shí)，種箱內(nèi)的稻種由排種器總成經(jīng)排種管穴播在土壤中，與此同步，排肥器總成工作，將肥箱內(nèi)的肥料送入各個(gè)排肥管內(nèi)；高壓氣泵產(chǎn)生的高壓氣體經(jīng)過(guò)高壓氣體輸送管路總成進(jìn)入排肥管內(nèi)。在壓力氣體配合下將排肥管內(nèi)的肥料強(qiáng)力噴施在土壤內(nèi)，且成環(huán)形的位于稻種周圍，完成作業(yè)。通過(guò)調(diào)節(jié)輸送管路內(nèi)的氣體力，即可實(shí)現(xiàn)施肥深度的調(diào)節(jié)，控制壓力高、施肥深度大、控制壓力低，施肥深度淺。在進(jìn)行深淺階梯狀施肥時(shí)，其外側(cè)環(huán)形部位的排肥管施肥深度大，即氣壓高，內(nèi)側(cè)環(huán)形部位的排肥管施肥深度淺，即氣壓低，以形成深淺階梯狀立體施肥，最大程度地適應(yīng)水稻根系生長(zhǎng)發(fā)育特性。

3 排肥器總成的設(shè)計(jì)

排肥器總成由排肥軸、排肥定盤、排肥動(dòng)盤、主動(dòng)錐齒輪、從動(dòng)錐齒輪、驅(qū)動(dòng)立軸、防護(hù)罩、排肥器筒體、漏斗式肥料分配殼體、上固定板等組成（如圖3所示）。

排肥器總成的結(jié)構(gòu)關(guān)系是：在排肥器筒體上可轉(zhuǎn)動(dòng)配裝排肥軸，主動(dòng)錐齒輪固裝在排肥軸上；在排肥器筒體內(nèi)側(cè)下部從上至下依次配裝排肥定盤和排肥動(dòng)盤；在排肥定盤上開設(shè)上排肥通孔，在排肥動(dòng)盤上開設(shè)下排肥通孔，上排肥通孔與下排肥通孔呈相互重疊或錯(cuò)位配合；在排肥動(dòng)盤中心部位上固裝驅(qū)動(dòng)主軸，從動(dòng)錐齒輪固裝在驅(qū)動(dòng)主軸上，從動(dòng)錐齒輪與主動(dòng)錐齒輪嚙合；在排肥定盤上、位于主動(dòng)錐齒輪、從動(dòng)錐齒輪外部固定設(shè)置防護(hù)罩；在上固定板上、位于排肥動(dòng)盤下方部位處沿圓周方向均布固裝多個(gè)漏斗式肥料分配殼體，在每個(gè)漏斗式肥料分配殼體底壁上均設(shè)有多個(gè)肥料分配漏孔。

排肥器總成的排肥原理是：排肥動(dòng)盤定速旋轉(zhuǎn)，其上開設(shè)的下排肥通孔與排肥定盤開設(shè)的上排肥通孔相互重疊時(shí)，進(jìn)行定量排肥。可根據(jù)農(nóng)藝要求和顆粒肥料的特點(diǎn)，將排肥定盤、排肥動(dòng)盤的排肥口設(shè)計(jì)成不同形狀和按不同方式排列，以滿足不同的施肥需要。

4 結(jié)論

這是一種適于水田穴播的環(huán)形階梯式施肥裝置，其施肥方式新穎、合理，符合水稻根系的生長(zhǎng)特點(diǎn)，肥料的利用率高；所述的裝置，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、先進(jìn)，操作簡(jiǎn)單，使用可靠，為水田作業(yè)穴播水稻的施肥提供了一種新的方式。