馮艷輝 楊華 韓宏宇 王晉

摘 要：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，化學(xué)肥料的過量施用給土地帶來嚴(yán)重影響與破壞，在大力提倡有機(jī)肥代替化肥的政策背景和實(shí)際需求下，成熟實(shí)用的有機(jī)肥拋撒裝備亟待研究和開發(fā)。針對2FJL-9立軸后拋式廄肥施肥機(jī)在生產(chǎn)實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)液壓馬達(dá)無級(jí)變速調(diào)控，傳送鏈實(shí)現(xiàn)有機(jī)肥料按照用戶需求進(jìn)行定量拋撒的技術(shù)問題，分析其特點(diǎn)，預(yù)測未來立軸后拋式廄肥施肥機(jī)的發(fā)展趨勢，為立軸后拋式廄肥施肥機(jī)領(lǐng)域的相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：廄肥施肥機(jī);現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

中圖分類號(hào)：S224.2??????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.09.003

0 引言

立軸后拋式廄肥施肥機(jī)是一種以拖拉機(jī)為動(dòng)力，把禽畜糞便、漚肥（發(fā)酵后的有機(jī)肥）、廄肥（包括堆肥）進(jìn)行拋撒還田的農(nóng)用新型機(jī)具。該設(shè)備主要由機(jī)架、箱體、車橋系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、送肥裝置、拋撒系統(tǒng)、重型雙聯(lián)軸鏈條驅(qū)動(dòng)齒輪箱、驅(qū)動(dòng)拋肥器齒輪箱等部件組成。作業(yè)時(shí)，液壓驅(qū)動(dòng)鏈條，通過安裝于拖拉機(jī)內(nèi)的液壓流量控制閥，控制鏈條速度，調(diào)節(jié)拋肥量，將廄肥拋撒于田間。

拋撒廄肥可提高土壤養(yǎng)分的有效性，改良土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤的保肥力和保水力，減少糞污環(huán)境污染。作為大田農(nóng)作物高效拋撒廄肥的農(nóng)機(jī)具，從2015年提出化肥零增長行動(dòng)目標(biāo)開始，盲目施用化肥和過量施用化肥的現(xiàn)象有效減少，由于傳統(tǒng)的施用廄肥方式，人工作業(yè)運(yùn)輸不便、拋撒效率低、拋撒不均勻、勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作條件差等弊端而深受局限，機(jī)械施肥逐漸受到重視，立軸后拋式廄肥施肥機(jī)彌補(bǔ)了以往人工拋撒廄肥的不足的問題。同時(shí)，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高撒肥效率與質(zhì)量，對農(nóng)牧業(yè)禽畜糞便還田機(jī)械化應(yīng)用具有重要的意義。

1 國內(nèi)外立軸后拋式廄肥施肥機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國外立軸后拋式廄肥施肥機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

意大利、法國等工農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家非常重視農(nóng)業(yè)機(jī)械現(xiàn)代化。近年，從施用化肥藥量來看，各國都有進(jìn)一步減少的趨勢，高作業(yè)率的廄肥施肥技術(shù)有較大的進(jìn)步和提高。整機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計(jì)合理、液壓穩(wěn)定、操作方便、易于維修和保養(yǎng)、適用范圍廣、作業(yè)效率高、拋撒均勻等特點(diǎn)，能夠更好地適應(yīng)各種土地狀況，解決了人工施肥慢、不均勻、成本高等各種問題，減少盲目施用化肥，在確保土地化肥用量足夠的基礎(chǔ)上節(jié)約資源、培肥地力、保護(hù)環(huán)境。

意大利愛諾威（F.LLi ANNOVI）后拋式廄肥拋撒機(jī)RS 140利用拖拉機(jī)后輸出為動(dòng)力，通過高速旋轉(zhuǎn)的破碎輪和拋撒輪均勻地將肥料碾碎后播散還田，可根據(jù)肥料的干濕度、硬度等控制拋撒量，均勻施肥，節(jié)約成本，能夠把發(fā)酵后的廄肥（有機(jī)肥或農(nóng)家肥）均勻地拋撒還田，適用于各種類型的農(nóng)牧場、種植場。

該設(shè)備具備靈活多樣的制動(dòng)系統(tǒng)，包括機(jī)械式、液壓式、氣動(dòng)式三類;RS140P配備4擋調(diào)速功能（如圖1），可根據(jù)肥料的干濕度、硬度等控制拋撒量，施肥均勻，節(jié)約成本;箱體采用高強(qiáng)度不銹鋼材質(zhì)，通過熱鍍鋅方式，加強(qiáng)內(nèi)壁的耐磨性，機(jī)架牢固可靠，經(jīng)久耐用，使用壽命更長。

法國庫恩是世界大型農(nóng)機(jī)具生產(chǎn)廠家之一，Knight PS 270型號(hào)的糞肥拋撒機(jī)是專為飼養(yǎng)者、奶牛/犢牛和奶牛場運(yùn)營而設(shè)計(jì)的大容量拋撒機(jī)，可以拋撒半固體和固體廄肥。該設(shè)備具有良好的外觀和優(yōu)異的結(jié)構(gòu)性能，箱體承載量大，裝載簡單，可操作性強(qiáng)。優(yōu)異的閘門設(shè)計(jì)具有更強(qiáng)的計(jì)量和物料流管理能力;兩件式聚乙烯底板和雙裙板能夠確保物料一致可靠地流向拋撒單元;重型閘門增強(qiáng)了物料計(jì)量控制和物料流管理能力，設(shè)計(jì)消除了從箱內(nèi)伸出的導(dǎo)軌并增加開口高度，降低了發(fā)生物料流問題的可能性。

立式拋撒單元為各種物料提供了高品質(zhì)的撒肥性能。以每畝1～5 t的需求量撒施10～11 m3的物料，PS 270上的拋撒單元的位置更靠前，改善物料流，實(shí)現(xiàn)了卓越的強(qiáng)度和耐用性以及持續(xù)一致的撒肥效果;側(cè)壁錐度能夠在不增加機(jī)器整體尺寸的情況下提高堆積容量;配備較寬的浮力輪胎便于裝載（如圖2）。

1.2 國內(nèi)立軸后拋式廄肥施肥機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

我國有機(jī)肥拋撒機(jī)械的發(fā)展相對比較晚，從20世紀(jì)80年代開始對施肥機(jī)械進(jìn)行研究，并在計(jì)算機(jī)指導(dǎo)下取得了較好的成效。近年來，我國開始注重化肥的減量和生態(tài)有機(jī)肥的發(fā)展，有機(jī)肥拋撒裝備也受到更多的關(guān)注和重視。在引進(jìn)、消化、吸收國外先進(jìn)的技術(shù)和科技的同時(shí)，也在不斷探索適合我國農(nóng)業(yè)國情的技術(shù)體系。

德沃公司生產(chǎn)的立軸后拋式廄肥施肥機(jī)使用效果良好（如圖3），解決了拋撒過程中的實(shí)際問題并填補(bǔ)了國內(nèi)廄肥拋撒機(jī)市場上的空白。該設(shè)備裝載量大，后置廄肥粉碎裝置，對大塊肥料進(jìn)行粉碎，保證拋出去的肥料均勻、松散;調(diào)節(jié)閥的設(shè)計(jì)控制了鏈條的輸送速度，擋位越高，鏈條輸送速度越快，送肥流量越大，反之越小，減速器在機(jī)器運(yùn)行的穩(wěn)定方面提供了保證;拖拉機(jī)后輸出轉(zhuǎn)速控制了肥料拋撒幅寬，轉(zhuǎn)速越大，拋幅越寬。

采用立式雙絞龍結(jié)構(gòu)，破碎能力強(qiáng)，能有效打碎所拋撒的有機(jī)物料，將禽畜糞便有效拋撒到田間，撒播細(xì)碎、粉碎均勻、設(shè)計(jì)合理、整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，性能穩(wěn)定可靠，維修保養(yǎng)簡單，拋撒作業(yè)效率高。在廄肥拋撒技術(shù)的研究方面，圍繞廄肥拋撒發(fā)展趨勢和現(xiàn)存問題進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)與研究，高效、省工，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，提高拋撒質(zhì)量及作業(yè)效率，滿足不同農(nóng)戶的需求，得到廣大用戶的歡迎。

大連雨林雙豎絞龍拋肥機(jī)（如圖4），采用進(jìn)口變速箱，硼鋼破碎刃，可高效均勻撒施各種塊狀肥料、干濕糞肥、土雜肥、有機(jī)肥等，在濕糞拋撒方面比較有優(yōu)勢。側(cè)拋撒肥機(jī)構(gòu)自帶液壓系統(tǒng)、散熱器，右前方拋肥，排肥鏈輪可對肥料進(jìn)行攪拌破碎，送肥流量可調(diào)，撒肥更穩(wěn)定，可高效撒施各種有機(jī)肥、牛羊糞等。該撒肥機(jī)的容積1.73～12 m3不等，可配套不同馬力拖拉機(jī)，大小可定制，鏈條送肥速度可調(diào)，施肥量大小可調(diào)，拋撒有機(jī)肥、牛羊糞肥過程可靠效率高。雙鏈排撒肥機(jī)送肥均勻、徹底，可伸縮牽引，方便轉(zhuǎn)向，低底盤更穩(wěn)重，減速機(jī)設(shè)計(jì)有效控制送肥流量。全機(jī)械式撒肥機(jī)傳動(dòng)軸帶動(dòng)送肥鏈排，三角帶驅(qū)動(dòng)撒肥盤，撒肥寬幅可調(diào)，可高效、均勻拋撒各種有機(jī)肥、牛羊糞，整機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，易維修好保養(yǎng)。

2 存在的問題及發(fā)展趨勢

2.1 存在的問題與建議

化肥在農(nóng)業(yè)中有著重要的地位，對農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)增收有著重要的影響。傳統(tǒng)的施肥方式是人工施撒，勞動(dòng)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，束縛了大量勞動(dòng)力。同時(shí)，其撒肥均勻性和肥料的利用率相對較低，造成了環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。

長期以來立軸后拋式廄肥施肥機(jī)的核心技術(shù)，掌握在發(fā)達(dá)國家的少數(shù)企業(yè)手中。國內(nèi)廄肥拋撒設(shè)備基礎(chǔ)部件工藝和技術(shù)性能落后，制造質(zhì)量和外觀質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，可靠性差，壽命短;缺乏稱重系統(tǒng)，在拋撒作業(yè)過程中不能精確監(jiān)測拋肥體積和重量，導(dǎo)致拋撒不均勻。而通過多次碾壓、重疊作業(yè)面積改善均勻性，又造成土壤板結(jié)，破壞土壤結(jié)構(gòu)。應(yīng)加大對拋撒裝置的研究，優(yōu)化拋撒結(jié)構(gòu)，找出拋撒葉片最佳的形狀和傾斜角度，以改善撒肥的分布均勻性，同時(shí)也加大對其他不同類型拋撒裝置的研究。

由于我國南北方地理環(huán)境的差異較大，北方大田塊可使用大型的牽引式撒肥機(jī)，裝載量大、撒肥幅寬大、作業(yè)效率高。但南方多丘陵山區(qū)，大部分是小田塊，大型設(shè)備就面臨操控不靈活的現(xiàn)象，可設(shè)置伸縮牽引，安全性好，可用于南方丘陵山區(qū)拋撒作業(yè)，用戶可自行調(diào)節(jié)牽引長度，方便用戶在不同地塊轉(zhuǎn)向，便于轉(zhuǎn)場和田間調(diào)頭。

2.2 發(fā)展趨勢

當(dāng)前國家為了保障耕地安全和糧食安全，大力鼓勵(lì)發(fā)展有機(jī)肥、增施有機(jī)肥。立軸后拋式廄肥施肥機(jī)屬于大型、高端農(nóng)機(jī)裝備的一種，也是大田作業(yè)應(yīng)用最為廣泛的機(jī)型。隨著我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)向土地流轉(zhuǎn)、規(guī)?；?jīng)營轉(zhuǎn)變，集約化、多樣化作業(yè)已成為必然的發(fā)展趨勢，農(nóng)業(yè)機(jī)械由小型化向大型化、綜合化、智能化方向逐步發(fā)展，通過嚴(yán)格的測試和用戶反饋提供支持。

3 結(jié)論

提高立軸后拋式廄肥施肥機(jī)輸肥機(jī)構(gòu)、拋撒機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)的工作性能，及其部件的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，具有裝載量大、結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)固耐用、調(diào)整方便，不斷推出適用、領(lǐng)先、節(jié)能、高效、安全的產(chǎn)品，不斷提高機(jī)械化和自動(dòng)化程度，有利于實(shí)現(xiàn)便于操作、通過性好、適用范圍廣、重視環(huán)境保護(hù)，減少化肥過量施用對土地的損害的功能要求，應(yīng)積極鼓勵(lì)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行研制開發(fā)，并對新型立軸后拋式廄肥施肥機(jī)和新技術(shù)進(jìn)行推廣。

重視用戶回訪，通過市場調(diào)研及時(shí)調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局，為農(nóng)戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。著力實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全程機(jī)械化技術(shù)的集成應(yīng)用與提升，補(bǔ)足薄弱環(huán)節(jié)，提升用戶效益，有力促進(jìn)糧食生產(chǎn)全程機(jī)械化和生態(tài)綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

基金項(xiàng)目：國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，編號(hào)2018YFD0200803

作者簡介：馮艷輝（1975-），男，黑龍江拜泉人，本科，高級(jí)工程師，研究方向：農(nóng)業(yè)機(jī)械。

通訊作者：楊華（1973-），男，黑龍江青岡人，高級(jí)工程師，研究方向：農(nóng)業(yè)機(jī)械。