歐美農(nóng)田牧場施肥專用汽車(上)

文_倪元

在歐美，農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)非常發(fā)達(dá)，農(nóng)業(yè)采取大農(nóng)場耕種方式，畜牧養(yǎng)殖采取固定牧場方式，不像我國采取散戶耕種和游牧方式，因此與農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)相關(guān)的農(nóng)機(jī)具和專用汽車的發(fā)展非常迅速，且已經(jīng)形成了完整的配套產(chǎn)業(yè)。本文重點(diǎn)介紹與農(nóng)田牧場施肥作業(yè)相關(guān)的專用汽車，為我國未來農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支持。本文分2次發(fā)表。

在歐美，農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)非常發(fā)達(dá)，農(nóng)業(yè)采取大農(nóng)場耕種方式，畜牧養(yǎng)殖采取固定牧場方式，不像我國采取散戶耕種和游牧方式，因此與農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)相關(guān)的農(nóng)機(jī)具和專用汽車的發(fā)展非常迅速，且已經(jīng)形成了完整的配套產(chǎn)業(yè)。比如，從農(nóng)作物播種、施肥、灌溉、收割、運(yùn)輸及牧草播種、施肥、灌溉、收割、捆扎、包裹、運(yùn)輸、堆垛、打碎和散布(喂養(yǎng))等全過程均已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，專用機(jī)具和專用汽車在其中起著至關(guān)重要的作用，幾乎每個(gè)環(huán)節(jié)均離不開專用汽車的參與，本文重點(diǎn)介紹與農(nóng)田牧場施肥作業(yè)相關(guān)的專用汽車，為我國未來農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支持。

1　歐美農(nóng)田牧場常見施肥方式

農(nóng)田牧場使用的肥料可以分為有機(jī)肥和無機(jī)肥。有機(jī)肥又可以分為固體有機(jī)肥和液體有機(jī)肥。本文所介紹的施肥專用汽車均指有機(jī)肥料施肥專用汽車。

歐美農(nóng)田牧場有多種施肥方式，不同的施肥作業(yè)方式需要有不同種類的施肥專用機(jī)具和專用汽車，常見的施肥作業(yè)方式可以分為4種情況。

1.1　化糞池距離農(nóng)田或者牧場較近情況

1.1.1液體肥料施肥方式

施肥時(shí)，先使用攪拌機(jī)械將化糞池內(nèi)的水分、泥土和營養(yǎng)物質(zhì)沉淀物攪拌均勻，然后使用專用抽吸裝置(泵浦)將液體肥料抽吸到輸送管道內(nèi)，再由尾部拖掛有液體肥料散播裝置的施肥拖拉機(jī)拖著肥料輸送管道一邊行駛一邊散播液體肥料(如圖1)，這種方式適合于農(nóng)田或者牧場農(nóng)作物頭冠較低或者備耕待種的情況，優(yōu)點(diǎn)是可以獲得連續(xù)的施肥作業(yè)，施肥作業(yè)效率最高，缺點(diǎn)是對(duì)農(nóng)田或者牧場農(nóng)作物生長階段要求較高；也可以將液體肥料通過專用抽吸裝置(泵浦)或者液體肥料散播車上自帶的抽吸裝置(泵浦)抽吸到液體肥料散播車罐體內(nèi)(如圖2)，由液體肥料散播車一邊行駛一邊散播液體肥料，優(yōu)點(diǎn)是適合多種農(nóng)田或者牧場情況，對(duì)農(nóng)作物生產(chǎn)階段要求較低。

圖1　拖拉機(jī)尾部帶有移動(dòng)尾管的地表施肥方式

圖2　帶有抽吸裝載功能散播車填料作業(yè)方式

1.1.2固體肥料施肥方式

化糞池底部的固體肥料通過裝載機(jī)械裝載到固體肥料散播車上，再由固體肥料散播車進(jìn)行短途運(yùn)輸和散播。有些固體肥料散播車甚至具有自行裝載功能，無需使用專用裝載機(jī)械進(jìn)行裝載。

1.2　化糞池距離農(nóng)田或者牧場較遠(yuǎn)情況

1.2.1液體肥料施肥方式

圖3　液體肥料運(yùn)輸車在化糞池裝載作業(yè)方式(北美、借助專用抽吸裝置)

圖4　液體肥料運(yùn)輸車在農(nóng)田牧場卸料作業(yè)方式(北美、帶有泵浦輸送裝置)

圖5　液體肥料散播車施肥作業(yè)方式(北美、地表施肥)

圖6　液體肥料運(yùn)輸車、移動(dòng)蓄糞池、液體肥料散播車聯(lián)合施肥作業(yè)方式(歐洲)

施肥時(shí)，先使用攪拌機(jī)械將化糞池內(nèi)的水分、泥土和營養(yǎng)物質(zhì)沉淀物攪拌均勻，然后使用專用抽吸裝置(泵浦，也可以為液體肥料散播車自帶抽吸裝置)將液體肥料抽吸到液體肥料散播車罐體內(nèi)，由液體肥料散播車將液體肥料運(yùn)輸?shù)睫r(nóng)田或者牧場并進(jìn)行散播施肥，這種方式適合于大方量或者重型液體肥料散播車，適合小面積施肥作業(yè)，優(yōu)點(diǎn)是車輛種類和數(shù)量投入較少，缺點(diǎn)是不能獲得連續(xù)的施肥作業(yè)；可以直接將液體肥料抽吸到液體肥料運(yùn)輸車罐體內(nèi)(如圖3)，使用液體肥料運(yùn)輸車將液體肥料運(yùn)輸?shù)睫r(nóng)田或者牧場，運(yùn)達(dá)后由液體肥料運(yùn)輸車上自帶的液體肥料填料擺臂或者卸料接口將液體肥料加裝到液體肥料散播車內(nèi)(如圖4)，由液體肥料散播車進(jìn)行散播施肥作業(yè)(如圖5)，這種方式適合于較大面積施肥作業(yè)，作業(yè)效率較高；也可以直接將液體肥料抽吸到液體肥料運(yùn)輸車罐體內(nèi)，使用液體肥料運(yùn)輸車將液體肥料運(yùn)輸?shù)睫r(nóng)田或者牧場，運(yùn)達(dá)后將液體肥料快速傾卸到移動(dòng)式蓄糞池內(nèi)，然后再將移動(dòng)式蓄糞池內(nèi)的液體肥料抽吸到液體肥料散播車罐體內(nèi)(散播車自帶抽吸裝置)，由液體肥料散播車進(jìn)行短途運(yùn)輸和散播施肥作業(yè)(如圖6)，這種方式適合較大面積施肥作業(yè)，投入車輛種類和數(shù)量均較多，但整個(gè)車隊(duì)投入成本較低，運(yùn)輸車等待時(shí)間較少，可以獲得較為連續(xù)的施肥作業(yè)，施肥作業(yè)效率更高；也可以直接將液體肥料抽吸到液體肥料運(yùn)輸車罐體內(nèi)，使用液體肥料運(yùn)輸車將液體肥料運(yùn)輸?shù)睫r(nóng)田或者牧場，運(yùn)達(dá)后將液體肥料快速傾卸到移動(dòng)式蓄糞池內(nèi)，然后再將移動(dòng)式蓄糞池內(nèi)的液體肥料通過管道短途傳輸至尾部拖掛有液體肥料散播裝置的施肥拖拉機(jī)上，施肥拖拉機(jī)拖著肥料輸送管道一邊行駛一邊散播液體肥料進(jìn)行施肥，這種方式適合于農(nóng)田或者牧場農(nóng)作物頭冠較低或者備耕待種的情況，優(yōu)點(diǎn)是車隊(duì)投入較少，可以獲得連續(xù)的施肥作業(yè)，運(yùn)輸車等待時(shí)間較少，施肥作業(yè)效率最高，缺點(diǎn)是對(duì)農(nóng)田或者牧場農(nóng)作物生長階段要求較高。

1.2.2固體肥料施肥方式

化糞池底部的固體肥料或者是牧場固體肥料通過裝載機(jī)械裝載到固體肥料運(yùn)輸車上，由固體肥料運(yùn)輸車運(yùn)達(dá)農(nóng)田或者牧場后，傾卸到施肥現(xiàn)場，再由裝載機(jī)械將固體肥料裝載到固體肥料散播車上，由固體肥料散播車進(jìn)行短途運(yùn)輸和散播。帶有自行裝載功能的散播車則先利用隨車配置的專用裝載裝置裝載肥料再散播肥料。

2　歐美農(nóng)田牧場有機(jī)肥施肥技術(shù)

有機(jī)肥料施肥方式可以分為地表散播和地下散播，地下散播相當(dāng)于在普通肥料散播車上增加相應(yīng)的破土犁地覆蓋裝置，進(jìn)而有效防止散播到地表的肥料被雨水沖刷流失或者由于肥料外露而造成臭味影響鄰居生活。

地表散播液體有機(jī)肥一般通過配備液體噴頭(潑濺盤)的散播機(jī)械/車輛施肥(如圖7)，或者是通過在散播機(jī)械/車輛尾部增加移動(dòng)尾管進(jìn)行地表施肥(如圖8)，或者是通過在移動(dòng)尾管前端增加頭冠分撥機(jī)構(gòu)的移動(dòng)靴鏟進(jìn)行地表施肥(如圖9)。地下散播液體有機(jī)肥共有幾種形式，常見的有移動(dòng)靴鏟(開槽)注入噴灑方式(如圖10)、碟形(開槽)注入噴灑方式(如圖11)、曝氣(開槽)注入噴灑方式(如圖12)和鑿鏟(開槽)注入噴灑方式(如圖13)。地表散播固體有機(jī)肥一般采用螺旋葉片散播方式，地下散播固體有機(jī)肥一般采用家禽垃圾(閉槽)注入散播方式(如圖14)。

圖7　(潑濺盤)噴頭地表噴灑液體肥料散播車(北美)

圖8　移動(dòng)尾管地表噴灑液體肥料散播車(歐洲)

圖9　移動(dòng)靴鏟地表噴灑液體肥料散播車(歐洲)

圖10　移動(dòng)靴鏟(開槽)注入(方式)地下噴灑液體肥料散播車(歐洲)

不同的施肥技術(shù)，有著不同的應(yīng)用領(lǐng)域和影響因素，這些影響因素包括土壤類型、土壤條件(土壤深度、砂石含量、濕度和施肥條件)、地理?xiàng)l件(坡度、田地大小和土地平整度)以及有機(jī)肥料的類型和成分(液體或者固體)。具體對(duì)比分析如表1。

3　歐美農(nóng)田牧場施肥專用汽車分類

按照是否為專用車輛可以分為通用車輛和專用車輛，通用車輛可以運(yùn)輸除肥料以外的其他貨物，車輛利用率高；專用車輛則只能運(yùn)輸肥料，車輛運(yùn)輸效率較高，但利用率較低。常見的通用肥料運(yùn)輸車有普通前舉后傾式自卸車、移動(dòng)底板后卸式自卸車、輸送帶后卸式自卸車(如圖16)、側(cè)卸式自卸車、罐式汽車(大直徑裝、卸料口)等。常見的專用肥料運(yùn)輸車有移動(dòng)底板肥料散播車、移動(dòng)底板后卸式自卸車(尾部加裝散播裝置)、罐式汽車(加裝抽吸裝/卸料泵浦及噴灑裝置)等。

按照使用地域分為農(nóng)田牧場等非公路(使用)車輛和公路(使用)車輛。非公路(使用)車輛一般采用拖拉機(jī)或者越野輪胎等大花紋、大直徑輪胎，公路(使用)車輛一般使用常規(guī)花紋、直徑輪胎。非公路(使用)車輛一般輪距較大，公路(使用)車輛一般輪距較小。

按照功能分為肥料運(yùn)輸車和肥料散播車。肥料運(yùn)輸車一般適合長途運(yùn)輸，只具有運(yùn)輸和/或自行裝卸功能(如圖17)。肥料散播車同時(shí)具有運(yùn)輸及散播功能和/或自行裝卸功能。

圖11　碟形(開槽)注入(方式)地下噴灑液體肥料散播車(歐洲)

圖12　曝氣(開槽)注入(方式)地下噴灑液體肥料散播車(北美)

按照車輛類型分為單車式和掛車式，掛車式分為半掛車式、全掛車式和中置軸掛車式，單車式車輛購置成本較高，利用率較低；掛車式車輛購置成本較低，但需要配置牽引車，牽引車可以為汽車牽引車或者拖拉機(jī)，拖拉機(jī)牽引中置軸掛車或者全掛車可以實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用(犁地、播種、施肥、灌溉、打藥和收割等)。列車根據(jù)拖拽掛車的數(shù)量可以分為單掛列車、雙掛列車(如圖18)和3掛列車(如圖19)，常見的列車多為單掛列車，雙掛和三掛列車較為少見。

按照底盤類型可以分為普通載貨車底盤和定制底盤。定制底盤因生產(chǎn)企業(yè)、車型不同而各有異同。普通載貨車底盤通用性好，成本低，定制底盤個(gè)性化和定制化程度高，成本高。

按照行駛機(jī)構(gòu)形式分為履帶式(如圖20)和輪式，履帶式散播車比輪式散播車更適合在松軟田地使用。

按照車軸是否帶有轉(zhuǎn)向功能分為固定車軸和轉(zhuǎn)向車軸。一般車軸數(shù)量為3軸及以上的中置軸掛車、大軸距3軸車輛多為轉(zhuǎn)向軸設(shè)計(jì)，半掛車及3軸以下的中置軸掛車，多為固定車軸設(shè)計(jì)，有些定制底盤自行式單車(2軸車型)前后軸均為轉(zhuǎn)向軸設(shè)計(jì)，可以減小轉(zhuǎn)彎半徑。

按照輪胎形式可以分為寬體單胎和雙胎，寬體單胎適合在松軟田地或者牧場散播肥料，雙胎更適合長距離運(yùn)輸。

圖13　鑿鏟(開槽)注入(方式)地下噴灑液體肥料散播車(北美)

圖14　散播裝置后置式地表散播固體肥料散播車(歐洲)

圖15　家禽垃圾(閉槽)地下注入散播固體肥料散播車(北美)

圖16　普通固體肥料運(yùn)輸車(北美、輸送帶式后卸半掛車)

按照懸掛形式分為板簧懸掛、空氣懸掛和液壓懸掛。板簧懸掛及空氣懸掛車型更適合在平坦、堅(jiān)硬路面或者田地里使用，液壓懸掛車型更適合在崎嶇、松軟路面或者田地里使用，一般液壓懸掛車型為全地形使用車型。

按照散播裝置布置位置分為側(cè)置式(如圖21)、后置式(如圖22)和底置式。側(cè)置式肥料從車輛兩側(cè)進(jìn)行散播，后置式肥料從車輛后方進(jìn)行散播，底置式肥料從車輛底部進(jìn)行散播。

按照散播裝置固定連接形式分為固定式散播裝置和活動(dòng)式散播裝置。固定式散播裝置肥料散播噴灑范圍較小，活動(dòng)式(可折疊展開)散播裝置肥料散播噴灑范圍較大，既可以滿足寬幅噴灑需要，又不影響上路行駛。

按照散播噴灑功能多少分為單一功能散播車和多功能散播車，單一功能散播車僅具有一種散播噴灑裝置，多功能散播車具有2種以上散播噴灑裝置，可以根據(jù)需要選擇合適的散播噴灑方式，如有些液體肥料散播車同時(shí)具有地表和地下散播裝置，或者同時(shí)具有2種地表散播裝置(如圖23)。

按照(固體肥料散播車)散播裝置主軸軸心方向可以分為水平旋轉(zhuǎn)散播車和豎直旋轉(zhuǎn)散播車，水平旋轉(zhuǎn)散播車還可以進(jìn)一步分為橫向水平旋轉(zhuǎn)散播車和縱向水平旋轉(zhuǎn)散播車。

表1　常見施肥技術(shù)對(duì)比分析

圖17　重型液體肥料運(yùn)輸車(北美、6軸半掛車+3軸牽引車)

圖18　雙掛式液體肥料散播列車(北美)

按照肥料裝載容器形式分為罐式車和廂式車，罐式車主要為液體肥料運(yùn)輸、散播車，廂式車主要為固體肥料運(yùn)輸、散播車。廂式車車廂形狀有多種形式，一般為方形截面車廂，還有梯形截面車廂，車廂上寬下窄，還有類似U形結(jié)構(gòu)車廂。

按照上裝固定連接形式分為固定式上裝和交換式上裝(如圖24)。固定式上裝和交換式上裝既可以為罐式車、又可以廂式車，既可以為單車，又可以為列車。 (未完待續(xù))

圖19　3掛式液體肥料散播列車(北美)

圖20　履帶式液體肥料散播車(北美、地下施肥)

圖21　側(cè)置式固體肥料散播車(北美、2軸中置軸掛車)

圖22　后置式固體肥料散播車(北美、3軸長頭卡車)

圖23　同時(shí)具有2種地表噴灑裝置的液體肥料散播車(歐洲)

圖24　交換車廂液體肥料散播車(歐洲、分離狀態(tài))