黃裕飛 張 波 郭翠琴

(1.蘇州市農業(yè)機械技術推廣站，江蘇 蘇州 215128；2.蘇州久富農業(yè)機械有限公司，江蘇 蘇州 215128)

1雙側式水稻側深施肥機的結構設計及工作原理

1.1整機結構組成

雙側式水稻側深施肥機，是為滿足高速插秧機機插秧同步施肥農藝要求而研制的一款精度高、性能穩(wěn)定可靠的肥料播撒機械。整體結構較傳統(tǒng)一體式結構最大的不同是采用了分體式結構設計，如圖1所示。

①左側施肥機總成；②右側施肥機總成；③施肥機控制器；④施肥機主線束總成；⑤施肥傳感器支架；⑥車速傳感器；⑦施肥車速同步齒；⑧輸送管；⑨輸送管連接器；⑩開溝器；覆土板圖1施肥機結構簡圖

其主要結構包括左側施肥機總成、右側施肥機總成、施肥機控制器、施肥機主線束總成、施肥傳感器支架、車速傳感器、施肥車速同步齒、輸送管、輸送管連接器、開溝器、覆土板等組成，如圖2所示。

1.2電控系統(tǒng)及工作原理

2HF-1.8C/2HF-2.4C型水稻側深施肥機系統(tǒng)包括：控制器1、農藝參數2、速度信號3、播撒使能信號4、報警信號5、報警指示6、鼓風機7、步進驅動器8、步進減速電機9、排料輪10，如圖3所示。

①長毛刷；②槽輪；③鼓風機；④密封條；⑤篩網；⑥槽輪電機；⑦鏈條鏈輪；⑧調壓器；⑨繼電器圖2施肥機總成結構

圖3施肥機控制系統(tǒng)構成

控制器安裝于插秧機上，帶顯示屏、控制按鈕/開關以及調節(jié)旋鈕，如圖4所示，顯示屏顯示調節(jié)參數和報警信息，控制按鈕/開關用于控制施肥機工作，調節(jié)按鈕/旋鈕用于調節(jié)參數；農藝參數由農機作業(yè)人員根據農藝確定，通過控制器上按鈕或旋鈕進行調節(jié)；速度信號由插秧機安裝的速度檢測裝置提供；施肥機信號由在插秧機上安裝的插植開關提供；報警信號由安裝于施肥機的檢測傳感器提供，包括但不限于管道堵塞檢測、物料(肥料)用盡檢測等，堵肥傳感器數量跟施肥機行數一致；報警指示由控制器自帶顯示屏、指示燈、蜂鳴器進行指示；鼓風機為施肥機機械自帶的鼓風機，為肥料提供輸送動力；步進驅動器安裝于播施肥機上，用于驅動步進減速電機轉動；步進減速電機為施肥機的為排料輪提供動力的裝置；排料輪為將播撒物料均勻排除的裝置。

圖4施肥機控制器控制面板

控制系統(tǒng)根據插秧機行走速度信號及設定農藝參數自動計算步進減速電機的轉速和圈數，驅動排料輪均勻排出肥料，并由鼓風機將物料吹送至作秧苗側位深處。

1.3動力傳遞結構設計

動力傳遞部分由步進減速電機組件、鏈條、排料輪組件組成，如圖5所示。步進減速電機通過鏈條傳遞給排料輪組件。

1.減速電機組件；2.鏈條；3.排料輪組件圖5施肥機控動力傳遞組件

步進電機采用86步進電機配3∶1減速機，可輸出高達12 Nm的力矩，避免因肥料板結而導致的排料輪卡死。

1.4風力輸送結構設計

風力輸送部分采用獨立風道結構，每個肥料輸送管路采用獨立風機吹送，避免傳統(tǒng)單個風機供應多管道造成的風力損失，如圖6所示。

風機采用9733鼓風機，風機布置方向為風向切線方向與通道方向大體一致，以避免氣流紊亂，且風壓風速更強。通道角度與底座呈35°角，在保證肥料輸送通暢的基礎上保證了整體結構的緊湊性。

2性能測試

2.1排肥量均勻性變異系數

試驗采用動態(tài)模擬施肥，樣機在測區(qū)內作業(yè)，選取顆粒復合肥。每行以100mm為一區(qū)段，等間隔選取10個區(qū)段，共取樣60段，測定數據匯總分析如表1所示。

圖6風力輸送結構

表1 排肥量均勻性變異系數測定表

2.2各行排肥量、總排肥量一致性變異系數

運用靜態(tài)試驗方法，按實際行進50 m排肥量進行排肥，收集每行每個排肥口的肥料，重復5次，測定各行排肥量和總排肥量平均值、標準差、均勻性變異系數及穩(wěn)定性系數，測定數據匯總分析如表2所示。

表2 各行排肥量和總排肥量變異系數測定表

3試驗示范

3.1試驗前準備

3.1.1 水稻秧苗準備

水稻種子為南粳46，采用育秧流水線機械化育秧，6月10日播種，6月28～30日栽插。秧塊盤根不散、分布均勻、彈性好、秧塊整齊、無缺邊少角。

3.1.2 試驗田塊準備

位于吳江同里鎮(zhèn)九里湖和黎里鎮(zhèn)星誼，共2個區(qū)域，每個區(qū)域約3.33 hm2。田塊經秸稈機械化全量還田、曬垡泡田及平整地作業(yè)之后，泥腳深25 cm、田面水深1 cm左右。

3.2試驗方案

每個區(qū)域內均采用基肥和分蘗肥一起施用，之后再施用一次穗肥。每個區(qū)域內機器撒施2.66 hm2，人工撒施0.67 hm2作為對照?；Y肥按照80%的施肥量采用15%復合肥施用，穗肥采用尿素17.4 kg+鉀肥5.8 kg。

3.3生長情況查定

每個區(qū)域機器撒施田塊選擇6個測點，人工撒施田塊選擇4個測點，每個測點距田埂≥5行，共10穴，作為對栽插之后的測查點。主要查定主莖株高、莖蘗動態(tài)和產量情況，查定時間按照拔節(jié)前每間隔5 d查莖蘗數一次，拔節(jié)后到齊穗為7 d一次。通過查定數據分析，采用施肥插秧機田塊的分蘗效果優(yōu)于采用人工施肥田塊，后期隨著肥力流失以及施用了相同量的穗肥導致各田塊的分蘗趨同。

3.4經濟和生態(tài)效益分析

從同里九里湖產量測產結果看，機施肥水稻田畝產達530.4 kg/667m2，人工撒施肥水稻畝產528.6 kg/667m2，產量相當，同時，每畝機施施肥總量減少了22 kg。按照耕整地60元/667 m2，育秧成本95元/667 m2，插秧人工50元/667 m2，施肥人工3元/667 m2，植保6元/667 m2次(本季共作業(yè)5次)，收割70元/667 m2，運糧20元/667 m2，水稻收儲價格3.3元/kg，15%復合肥2.1元/kg，尿素1.5元/kg，鉀肥2.48元/kg計算，肥料農資成本的減少直接增加了經濟效益，也提高了生態(tài)效益。

4結語

施肥機對稱布置于插秧機兩側，不改變插秧機原來的中心位置，避免在插秧機單側安裝施肥裝置致使插秧機重心偏離問題，同時給作業(yè)人員留出加苗操作的空間，較為貼近用戶作業(yè)習慣。將施肥機傳輸動力結構和排肥裝置進行優(yōu)化，在每個下肥通道設有獨立風力進行吹送，肥料傳輸動力較強，很好地避免了堵肥現象發(fā)生。研發(fā)設計的雙側式水稻側深施肥機排肥量均勻性變異系數、各行排肥量、總排肥量一致性變異系數符合生產要求。應用雙側式水稻側深施肥機進行施肥插秧，與人工施肥相比，能夠有效降低化肥物資成本和施肥人工成本，增加了經濟效益，又促進生態(tài)環(huán)境改善。