氣力集排式變量排肥系統(tǒng)分層施肥量調(diào)節(jié)裝置研制

楊慶璐，王慶杰，李洪文，何 進(jìn)，盧彩云，于暢暢，婁尚易，王英博

·農(nóng)業(yè)裝備工程與機(jī)械化·

氣力集排式變量排肥系統(tǒng)分層施肥量調(diào)節(jié)裝置研制

楊慶璐，王慶杰※，李洪文，何 進(jìn)，盧彩云，于暢暢，婁尚易，王英博

（1. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，北京 100083；2. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部河北北部耕地保育農(nóng)業(yè)科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，北京 100083）

為提高分層施肥作業(yè)中肥料分配的精確性和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)化肥按比例分層施用，該文設(shè)計(jì)了一種氣力集排式變量排肥系統(tǒng)分層施肥量調(diào)節(jié)裝置，通過(guò)理論分析與參數(shù)計(jì)算確定了分層施肥量調(diào)節(jié)裝置關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)和基本工作參數(shù)。運(yùn)用離散元法與計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)耦合仿真方法，選取撥齒旋轉(zhuǎn)錐的轉(zhuǎn)速、入口風(fēng)速和施肥速率為試驗(yàn)因素，以各出肥口出肥量的變異系數(shù)為試驗(yàn)指標(biāo)，進(jìn)行二次旋轉(zhuǎn)正交組合仿真試驗(yàn)，建立了試驗(yàn)指標(biāo)與影響因素的回歸模型。在旋轉(zhuǎn)錐轉(zhuǎn)速735 r/min、入口風(fēng)速36 m/s、施肥速率0.42 kg/s、分肥比例1:2條件下，對(duì)分層施肥量調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行了臺(tái)架試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，各出肥口出肥量變異系數(shù)均小于5.18%，分肥比例誤差小于2.68%，與仿真試驗(yàn)優(yōu)化所得結(jié)果相吻合，滿足施肥作業(yè)要求。研究結(jié)果可為氣力集排式排肥裝置的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供技術(shù)參考與理論支撐。

機(jī)械化；設(shè)計(jì)；氣力集排式；變量施肥；肥量調(diào)節(jié)裝置

0 引 言

肥料是保障糧食安全的戰(zhàn)略物資，也是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]。合理施肥，提高化肥和其它養(yǎng)分資源的利用率，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)糧食優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)，而且也是實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的迫切需要[2-3]。目前中國(guó)玉米施肥仍以分期施肥為主，一般采用基肥和追肥相結(jié)合的方式[4-5]，施肥量大，勞動(dòng)效率低，難以滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

肥料的機(jī)械化不等量分層深施技術(shù)，可一次完成施肥作業(yè)，不僅提高了作業(yè)效率，而且可使作物在不同生長(zhǎng)時(shí)期接觸到適量的肥料，增加作物產(chǎn)量，提高肥料利用率[6-8]。研究結(jié)果表明，施肥總量相同時(shí)，不同比例的分層施肥試驗(yàn)中種肥占比低于底肥時(shí)，對(duì)玉米生長(zhǎng)有促進(jìn)作用[9-10]。吳景貴等[11]通過(guò)田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，一次性肥料分層基施且上、下2層施肥量為1∶2時(shí)，完全可以替代分期施肥。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)學(xué)者針對(duì)分層施肥設(shè)計(jì)了多種分層施肥器[6,12-13]，其結(jié)構(gòu)主要是在深松鏟后方安裝機(jī)械式分層施肥器，并在施肥器不同高度處開(kāi)施肥孔。肥料從槽輪式排肥器排出后，依靠自身重力落入分層施肥器，通過(guò)調(diào)整施肥器的安裝角度和施肥調(diào)整片工作長(zhǎng)度，控制各層施肥量。此類施肥器存在各層肥料分配比例不精確，易發(fā)生堵塞等問(wèn)題，且施肥器體積龐大，增加了機(jī)具作業(yè)阻力，也不能滿足高速寬幅施肥機(jī)具對(duì)肥料遠(yuǎn)距離快速輸送的要求。

目前，氣力集排式的施肥方式在國(guó)外得到廣泛應(yīng)用[14]。氣力集排式排肥系統(tǒng)為槽輪式排肥器穩(wěn)定供肥、分配裝置快速分肥、氣力高速送肥的作業(yè)方式，其中分配裝置是決定氣力集排式排肥系統(tǒng)排肥性能的關(guān)鍵部件。Andrii等[15]研究了分配裝置幾何形狀和工作條件對(duì)各行分配精度的影響，提出了在分配裝置蓋上增加錐形導(dǎo)流板的方法，提高分配精度。Bourges等[16]通過(guò)對(duì)分配裝置中氣固混合流的流動(dòng)特性進(jìn)行數(shù)值分析，得到氣固混合流在分配裝置中不發(fā)生堵塞的最小速度。Kumar等[17]通過(guò)改變進(jìn)料速率和氣流速度，對(duì)3種不同結(jié)構(gòu)形狀的分配裝置進(jìn)行分配性能對(duì)比試驗(yàn)，得出流線型分配裝置分配效果最好。以上研究均針對(duì)各行定量均勻分配，不能滿足分層施肥作業(yè)上、下2層施肥量不同的農(nóng)藝要求。國(guó)內(nèi)對(duì)氣力集排式施肥器研究較少，尤其是有關(guān)分配裝置參數(shù)對(duì)分肥性能影響的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。

本文針對(duì)機(jī)械式分層施肥器體積大，易堵塞，肥料不能遠(yuǎn)距離快速輸送，分層施肥量粗放，以及現(xiàn)有的氣力集排式排肥器不能進(jìn)行分層施肥量調(diào)節(jié)等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種氣力集排式分層施肥量調(diào)節(jié)裝置，可根據(jù)農(nóng)藝要求，調(diào)整分層施肥鏟上、下2層施肥量的比例，以期實(shí)現(xiàn)按比例精準(zhǔn)穩(wěn)定分層施肥作業(yè)，為氣力集排式排肥裝置的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供技術(shù)參考和理論支撐。

1 結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 氣力集排式變量排肥系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理

氣力集排式變量排肥系統(tǒng)包括送風(fēng)裝置、排肥裝置（圖5，6，9組成）、氣-肥混合裝置、施肥量調(diào)節(jié)裝置、排肥管、直流電機(jī)、減速電機(jī)和肥料箱等，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

1.排肥管 2.波紋管 3.施肥量調(diào)節(jié)裝置 4.直流電機(jī) 5.肥料箱 6.減速電機(jī) 7.送風(fēng)裝置 8.氣-肥混合裝置 9.外槽輪排肥器 10.氣-肥輸送管

氣力集排式變量排肥系統(tǒng)工作時(shí)，減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)槽輪式排肥器定量供肥，送風(fēng)裝置產(chǎn)生的高速氣流與肥料顆粒在氣-肥混合裝置中混合形成氣-肥混合流，氣-肥混合流經(jīng)輸送管道進(jìn)入波紋管，形成均勻的氣-肥混合流后進(jìn)入施肥量調(diào)節(jié)裝置，施肥量調(diào)節(jié)裝置將相鄰兩出肥口的肥料按比例分配，相鄰2出肥口分別對(duì)應(yīng)分層施肥鏟上、下2層排肥口，在分層施肥鏟作用下，肥料在土壤中形成上、下2層，實(shí)現(xiàn)按比例分層施肥作業(yè)。

1.2 排肥系統(tǒng)施肥量調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)與工作原理

施肥量調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要包括波紋管、撥齒旋轉(zhuǎn)錐、直流電機(jī)、肥量分配機(jī)構(gòu)和出肥口等。

波紋管安裝在施肥量調(diào)節(jié)裝置入口下方，另一端與氣-肥輸送管道相連接；直流電機(jī)軸通過(guò)聯(lián)軸器與旋轉(zhuǎn)錐軸相連接，帶動(dòng)施肥量調(diào)節(jié)裝置頂部的旋轉(zhuǎn)錐旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)錐錐形斜面上設(shè)有撥齒，工作時(shí)旋轉(zhuǎn)錐與撥齒一同旋轉(zhuǎn)，在撥齒和錐形斜面作用下，肥料顆粒被強(qiáng)制均勻甩出至分配區(qū)域；4個(gè)扇形滑塊通過(guò)螺栓安裝在同一圓環(huán)上，圓環(huán)上設(shè)有調(diào)整手柄，可使圓環(huán)帶動(dòng)扇形滑塊順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，調(diào)整扇形滑塊位置，改變相鄰兩出肥口對(duì)應(yīng)的分配區(qū)域大?。▓D2區(qū)域Ⅰ、Ⅱ），從而改變相鄰兩出肥口出肥量比例；扇形柱體為施肥量調(diào)節(jié)裝置殼體的一部分，與扇形滑塊間隔排列，4個(gè)扇形柱體將分配區(qū)域分成4部分，每部分對(duì)應(yīng)2個(gè)相鄰的出肥口（如圖2中變量出肥口Ⅰ、Ⅱ），共8個(gè)出肥口。

1.波紋管 2.出肥口Ⅱ 3.扇形滑塊 4.調(diào)整手柄 5.軸承座 6.軸承 7.聯(lián)軸器 8.直流電機(jī) 9.電機(jī)軸 10.旋轉(zhuǎn)錐軸 11.撥齒旋轉(zhuǎn)錐 12.扇形柱體 13.出肥口Ⅰ 14.固定螺栓

1.Bellows 2.Fertilizer outletⅡ 3.Sector-slider 4.Adjusting handle 5.Bearing bracket 6.Bearing 7.Coupling 8.Direct current motor 9.Motor shaft 10.Rotary cone shaft 11.Rotary cone with push tooth 12.Sector cylinder 13.Fertilizer outlet Ⅰ 14.Fixing bolt

注：Ⅰ.出肥口Ⅰ分配區(qū)域 Ⅱ.出肥口Ⅱ分配區(qū)域。

Note: Ⅰ.Fertilizer outlet Ⅰ distribution area Ⅱ.Fertilizer outlet Ⅱ distribution area.

圖2 施肥量調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)示意圖

Fig.2 Structural schematic diagram of fertilizer amount adjustment device

2 施肥量調(diào)節(jié)裝置關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

2.1 施肥量調(diào)節(jié)裝置中肥料顆粒群受力和運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析

施肥量調(diào)節(jié)裝置中肥料顆粒群由波紋管入口向上運(yùn)動(dòng)，在各個(gè)作用力的共同作用下，被分配至各個(gè)變量出肥口，對(duì)施肥量調(diào)節(jié)裝置中肥料顆粒群的受力和運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行理論分析，確定影響顆粒肥料運(yùn)動(dòng)軌跡和分布狀態(tài)的因素條件。施肥量調(diào)節(jié)裝置中肥料顆粒群受力及運(yùn)動(dòng)如圖3所示。

注：θ為撥齒旋轉(zhuǎn)錐錐角，(°)；FR為氣動(dòng)推力，N；ρn為懸浮狀態(tài)顆粒群的密度，kg·m-3；Tf為管壁阻力，N；ΔL為一段波紋管長(zhǎng)度，mm；F0為氣流對(duì)肥料顆粒的推力，N；F1為旋轉(zhuǎn)錐斜面對(duì)肥料顆粒的作用力，N；F2為撥齒對(duì)肥料顆粒的作用力，N。

施肥量調(diào)節(jié)裝置中Δ段懸浮顆粒群受到氣動(dòng)推力F和管壁阻力T的共同作用，氣動(dòng)推力F為

式中為繞流阻力系數(shù)；a為肥料顆粒迎流面積，m2；為空氣密度，kg/m3；v為波紋管中氣流速度，m/s；v為處肥料顆粒群速度，m/s。

管壁阻力T為

式中λ為阻力系數(shù)；為波紋管直徑，m；ρ為懸浮狀態(tài)顆粒群的密度，kg/m3；為波紋管的斷面積，m2。

當(dāng)肥料顆粒群在波紋管中運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，氣動(dòng)推力、管壁阻力和顆粒群重力之間滿足

式中為Δ段顆粒群質(zhì)量，kg；為重力加速度，m/s2；為排肥時(shí)間，s。

施肥量調(diào)節(jié)裝置中顆粒群的運(yùn)動(dòng)微分方程為

由式（4）可知，影響施肥量調(diào)節(jié)裝置中肥料顆粒運(yùn)動(dòng)及分布狀態(tài)的因素有氣流速度v、顆粒群速度v、波紋管直徑、顆粒群密度ρ等。

氣-肥混合流向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)旋轉(zhuǎn)錐位置，肥料顆粒與旋轉(zhuǎn)錐和撥齒發(fā)生碰撞，旋轉(zhuǎn)錐斜面對(duì)肥料顆粒產(chǎn)生作用力1，撥齒對(duì)肥料顆粒產(chǎn)生作用力2。分配區(qū)域的顆粒群在氣動(dòng)推力F、旋轉(zhuǎn)錐斜面作用力1、撥齒作用力2、管壁阻力T和顆粒群重力的共同作用下，被分配至變量出肥口。

施肥量調(diào)節(jié)裝置中扇形滑塊的位置決定了相鄰兩出肥口分配區(qū)域面積的大小，影響相鄰兩出肥口出肥量的比例；撥齒旋轉(zhuǎn)錐旋轉(zhuǎn)速度和施肥量調(diào)節(jié)裝置內(nèi)部氣壓及風(fēng)速，是影響肥料顆粒運(yùn)動(dòng)速度和軌跡，以及肥料顆粒在分配區(qū)域內(nèi)分布狀態(tài)的主要因素，影響肥料分配的穩(wěn)定性和可靠性；施肥速率決定了單位時(shí)間內(nèi)施肥量調(diào)節(jié)裝置中肥料顆粒的數(shù)量，調(diào)節(jié)裝置分配肥料顆粒時(shí)，氣動(dòng)推力應(yīng)大于顆粒群的重力和管壁阻力，施肥速率增大施肥量調(diào)節(jié)裝置內(nèi)氣壓和風(fēng)速也要相應(yīng)增加。因此，施肥量調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)、施肥速率、內(nèi)部氣壓和風(fēng)速對(duì)氣-肥混合流的運(yùn)動(dòng)有重要影響。影響氣-肥混合流運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要有扇形滑塊的位置、旋轉(zhuǎn)錐錐角、波紋管直徑、撥齒旋轉(zhuǎn)錐的轉(zhuǎn)速；影響施肥量調(diào)節(jié)裝置內(nèi)部氣壓和風(fēng)速的參數(shù)主要有裝置內(nèi)氣流速度v、顆粒群密度ρ、施肥速率W。

2.2 施肥量調(diào)節(jié)裝置基本參數(shù)

施肥量調(diào)節(jié)裝置是氣力集排式排肥系統(tǒng)的核心部件，其結(jié)構(gòu)參數(shù)影響排肥系統(tǒng)分肥比例可靠性和各行排肥量穩(wěn)定性[18-21]。根據(jù)玉米施肥量、機(jī)具幅寬、作業(yè)速度等，確定施肥量調(diào)節(jié)裝置內(nèi)氣流的速度v、空氣流量Q及氣-肥混合流輸送管道直徑。

肥料顆粒的懸浮速度是施肥量調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì)的重要依據(jù)[22]，決定了裝置的入口風(fēng)速。肥料顆粒為不規(guī)則球體，其在空氣中自由懸浮速度0為

式中K為不規(guī)則形狀修正系數(shù)；d為肥料顆粒平均粒徑，m；ρ為肥料顆粒密度，kg/m3。

經(jīng)前期預(yù)試驗(yàn)及查閱文獻(xiàn)，K取1.2[23]，取9.81 m/s2，d為3.38×10-3m，ρ為1 476 kg/m3，為1.293 kg/m3，取0.44[23]。計(jì)算得肥料顆粒的懸浮速度0為9.77 m/s，根據(jù)管道內(nèi)氣固兩相輸送經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)管道有彎曲時(shí)，輸送氣流的速度v應(yīng)是懸浮速度0的2.6～6.0倍[22-23]，即v應(yīng)大于25 m/s。

管道內(nèi)氣固兩相輸送的料氣輸送比為

式中為料氣輸送比，取2.9[23]；W為單位時(shí)間顆粒肥輸送質(zhì)量，kg/s；W為單位時(shí)間氣流質(zhì)量，kg/s。

空氣流量Q為

綜合式（5）～（7），可得波紋管直徑為

氣力集排式施肥機(jī)幅寬為2.5 m，機(jī)具最大作業(yè)速度為10 km/h，玉米施肥量為250～500 kg/hm2[24-26]，為適當(dāng)提高變量排肥系統(tǒng)施肥量上限，增大系統(tǒng)的適用范圍，滿足極端情況下的超量施肥，將系統(tǒng)最大施肥量設(shè)計(jì)為600 kg/hm2，則單位時(shí)間顆粒肥輸送質(zhì)量W最大為0.42 kg/s，計(jì)算得波紋管直徑為76 mm，空氣流量Q為403 m3/h。

2.3 施肥量調(diào)節(jié)裝置殼體設(shè)計(jì)

施肥量調(diào)節(jié)裝置殼體的設(shè)計(jì)要盡量減少氣-肥混合流在裝置中產(chǎn)生渦流、紊流和出入口的急劇收縮，以避免引起氣-肥混合流的離析、滯留現(xiàn)象[27]。因此，施肥量調(diào)節(jié)裝置殼體的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量最小化漩渦區(qū)，本研究采用改變殼體內(nèi)壁形狀的方法減小局部損失，將裝置入口與出口內(nèi)壁設(shè)計(jì)為多段曲線形狀，減少渦流。如圖4所示。

注：D1為撥齒旋轉(zhuǎn)錐直徑，mm；D2為出肥口直徑，mm；α為殼體擴(kuò)散角的一半，(°)。

為保證肥料順利排出8個(gè)出肥口截面積之和與入口截面積相等，變量出肥口直徑2滿足

計(jì)算得變量出肥口直徑2為26.87 mm，取整為27 mm。

施肥量調(diào)節(jié)裝置殼體局部損失系數(shù)計(jì)算公式為

式中為沿程損失系數(shù)；為微壓計(jì)系數(shù)；1為撥齒旋轉(zhuǎn)錐直徑，mm；為殼體擴(kuò)散角的一半，(°)。

設(shè)計(jì)施肥量調(diào)節(jié)裝置殼體時(shí)應(yīng)以減小局部損失系數(shù)為原則[28]，由式（10）可知，殼體擴(kuò)散角決定了其局部損失系數(shù)的大小，通過(guò)改變多段曲線弧度，改變擴(kuò)散角度，調(diào)整殼體內(nèi)壁形狀，可降低局部損失，促進(jìn)肥料順利排出。

2.4 肥量分配機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

肥量分配機(jī)構(gòu)主要包括扇形滑塊、扇形柱體、圓環(huán)、調(diào)節(jié)手柄和螺栓等，如圖5所示。螺栓穿過(guò)施肥量調(diào)節(jié)裝置殼體上的U形槽，將扇形滑塊固定在圓環(huán)上，圓環(huán)上設(shè)有手柄，可調(diào)整圓環(huán)上的螺栓在U形槽中的位置，從而調(diào)整扇形滑塊的位置，改變相鄰2出肥口的出肥量。施肥量調(diào)節(jié)裝置殼體內(nèi)腔分肥口處存在“排肥盲區(qū)”，扇形滑塊與扇形柱體可占據(jù)一部分盲區(qū)空間，有助于減少殼體內(nèi)的渦流，利于肥料順利排出。

由圖2可知，施肥量調(diào)節(jié)裝置中相鄰2個(gè)出肥口對(duì)應(yīng)的分配區(qū)域面積決定了2個(gè)出肥口的出肥量，且2個(gè)出肥口出肥量的比例為2個(gè)分配區(qū)域面積的比值。由扇形面積的計(jì)算公式可知，2個(gè)扇形的面積之比等于2個(gè)扇形的圓心角之比，而扇形滑塊的位置決定了分配區(qū)域扇形的夾角，因此扇形滑塊位置可改變相鄰2個(gè)出肥口的出肥比例?？紤]到實(shí)際作業(yè)中土壤肥力不同、不同作物施肥要求不同，作物在分層施肥作業(yè)時(shí)，上下層施肥量比例需根據(jù)農(nóng)藝要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此，本研究設(shè)計(jì)的施肥量調(diào)節(jié)裝置分肥比例可由1:1～1:2任意調(diào)節(jié)。

1.圓環(huán) 2.出肥口 3.扇形滑塊 4.U形槽 5.調(diào)整手柄 6.固定螺栓 7.扇形柱體

2.5 撥齒旋轉(zhuǎn)錐設(shè)計(jì)

撥齒旋轉(zhuǎn)錐安裝在施肥量調(diào)節(jié)裝置頂部，其作用是將氣-肥混合流均勻穩(wěn)定甩出至變量分配機(jī)構(gòu)處，對(duì)于施肥量調(diào)節(jié)裝置的分肥穩(wěn)定性至關(guān)重要。

氣-肥混合流與壁面碰撞時(shí)，一部分混合流會(huì)沿著出口方向流動(dòng)，而另一部分會(huì)沿著混合流的反方向回彈，與剛進(jìn)入的混合流產(chǎn)生碰撞，形成紊流，不利于肥料的分配和排出，因此，旋轉(zhuǎn)錐的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免產(chǎn)生紊流。結(jié)合前期研究[29]，當(dāng)旋轉(zhuǎn)錐的錐角為120°時(shí)，能有效避免紊流，且肥料分配的均勻性和穩(wěn)定性最佳。為進(jìn)一步提高旋轉(zhuǎn)錐分肥穩(wěn)定性，在旋轉(zhuǎn)錐斜面上增加撥齒，并由直流電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)錐旋轉(zhuǎn)，以旋轉(zhuǎn)錐斜面引流、撥齒強(qiáng)制甩出相結(jié)合的方式，提高分肥速度和可靠性。撥齒隨旋轉(zhuǎn)錐旋轉(zhuǎn)并將肥料顆粒碰撞甩出，為保證肥料顆粒的順利甩出，撥齒長(zhǎng)度應(yīng)大于肥料顆粒的直徑，經(jīng)測(cè)量肥料顆粒的三軸尺寸均小于4 mm，因此撥齒長(zhǎng)度1取為4 mm。撥齒旋轉(zhuǎn)錐結(jié)構(gòu)如圖6所示。

注：L1為撥齒長(zhǎng)度，mm。w為旋轉(zhuǎn)錐轉(zhuǎn)速，r·min-1。

3 施肥量調(diào)節(jié)裝置分肥性能數(shù)值模擬

施肥量調(diào)節(jié)裝置分肥性能是評(píng)價(jià)氣力集排式排肥系統(tǒng)的關(guān)鍵指標(biāo)。本研究采用計(jì)算流體力學(xué)和離散元法分別建立施肥量調(diào)節(jié)裝置和肥料顆粒仿真模型進(jìn)行耦合仿真試驗(yàn)，分析撥齒旋轉(zhuǎn)錐轉(zhuǎn)速、裝置入口風(fēng)速和施肥速率對(duì)施肥量調(diào)節(jié)裝置中肥料顆粒運(yùn)動(dòng)的影響。

3.1 DEM-CFD耦合仿真模型與參數(shù)設(shè)定

3.1.1 DEM-CFD耦合仿真模型

計(jì)算流體力學(xué)和離散元法近年來(lái)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)工程等領(lǐng)域[30]，DEM-CFD耦合仿真模擬能夠準(zhǔn)確模擬顆粒在復(fù)雜受力情況下的運(yùn)動(dòng)情況[31-32]。本研究選用EDEM 2019和ANSYS Fluent 18.2軟件耦合對(duì)施肥量調(diào)節(jié)裝置分配過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬。

施肥量調(diào)節(jié)裝置中氣流的運(yùn)動(dòng)為不可壓縮流體的湍流運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)遵循質(zhì)量和動(dòng)量守恒，采用標(biāo)準(zhǔn)-模型非穩(wěn)態(tài)求解的Eulerian-Eulerian耦合算法，不僅能實(shí)現(xiàn)氣流和肥料顆粒之間的動(dòng)量和能量交換，還可以計(jì)算肥料顆粒對(duì)氣流流動(dòng)的影響；肥料顆粒群的運(yùn)動(dòng)可視為單粒運(yùn)動(dòng)的集合，利用離散元法描述顆粒之間的碰撞過(guò)程，遵循牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律，考慮到肥料顆粒表面無(wú)粘附力，因此選用Hertz-Mindlin無(wú)滑移滾動(dòng)摩擦模型。耦合時(shí)，EDEM和Fluent中2個(gè)仿真模型的時(shí)間步長(zhǎng)和計(jì)算數(shù)據(jù)保存頻率需呈整數(shù)倍匹配[28]，因此設(shè)置EDEM中時(shí)間步長(zhǎng)為5×10-5s，F(xiàn)luent時(shí)間步長(zhǎng)為5×10-3s，設(shè)置Fluent中步數(shù)為1 000步，最大迭代次數(shù)為50次，設(shè)置EDEM中肥料顆粒生成時(shí)間為前3 s，總仿真時(shí)間為5 s。撥齒旋轉(zhuǎn)錐的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)方向在兩個(gè)軟件的仿真模型中需保持一致，F(xiàn)luent中選用Transient模擬計(jì)算，采用Mesh Motion模型模擬撥齒旋轉(zhuǎn)錐的旋轉(zhuǎn)，EDEM中給撥齒旋轉(zhuǎn)錐添加Linear Rotation控制其轉(zhuǎn)速和方向。

3.1.2 仿真模型參數(shù)設(shè)定

肥料顆粒的物理特性參數(shù)測(cè)定是進(jìn)行仿真模擬的基礎(chǔ)，本研究選用顆粒狀復(fù)合肥（中國(guó)—阿拉伯化肥有限公司，N:P2O5:K2O為15:15:15）為研究對(duì)象，隨機(jī)選取5組一定質(zhì)量的肥料顆粒，利用細(xì)鹽填充法進(jìn)行顆粒密度的測(cè)定，取5組數(shù)據(jù)平均值，測(cè)得肥料顆粒的密度為1 476 kg/m3，再隨機(jī)抽取50粒肥料顆粒，測(cè)量其三軸尺寸，測(cè)得平均三軸尺寸為3.686 mm×3.369 mm×3.076 mm，計(jì)算得到肥料顆粒的球形率為0.91，且有85%的肥料顆粒直徑在2.8～3.9 mm之間，直徑大小隨機(jī)分布。因此，仿真模型中可以將肥料顆粒簡(jiǎn)化為直徑為3.38 mm的球體。

經(jīng)預(yù)試驗(yàn)和查閱文獻(xiàn)，肥料顆粒和施肥量調(diào)節(jié)裝置模型參數(shù)[24]如表1所示。

表1 模型參數(shù)

3.2 仿真試驗(yàn)設(shè)計(jì)

研究表明，玉米一次性分層施肥，上下層比例為1:2時(shí)可完全替代傳統(tǒng)分期施肥[11]，因此，仿真試驗(yàn)中以玉米分層施肥為例，將施肥量調(diào)節(jié)裝置的分肥比例設(shè)為1:2。施肥量調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)、裝置內(nèi)風(fēng)速、施肥速率等影響氣-肥混合流的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)而影響肥料顆粒在裝置內(nèi)的運(yùn)動(dòng)特性，決定了施肥量調(diào)節(jié)裝置分肥可靠性與穩(wěn)定性。因此，為研究不同結(jié)構(gòu)和作業(yè)參數(shù)對(duì)施肥量調(diào)節(jié)裝置分肥性能的影響，以各出肥口出肥量的變異系數(shù)為試驗(yàn)指標(biāo)，以撥齒旋轉(zhuǎn)錐的轉(zhuǎn)速、入口風(fēng)速和施肥速率為試驗(yàn)因素，進(jìn)行二次旋轉(zhuǎn)正交組合試驗(yàn)。各因素的水平范圍為：撥齒旋轉(zhuǎn)錐的轉(zhuǎn)速0～1 500 r/min；入口風(fēng)速25～45 m/s；機(jī)具作業(yè)幅寬2.5 m，最大作業(yè)速度10 km/h，施肥量200～600 kg/hm2，則施肥速率為0.14～0.42 kg/s。將施肥量調(diào)節(jié)裝置出肥口按出肥量分為2組1、2，出肥量少的一組對(duì)應(yīng)分層施肥鏟上層排肥口，另一組對(duì)應(yīng)分層施肥鏟下層排肥口，即圖2中出肥口Ⅱ和與其間隔排列的另外3個(gè)出肥口為1組，剩余的4個(gè)出肥口為2組。

施肥量調(diào)節(jié)裝置各出肥口出肥量測(cè)試方法如圖7所示，EDEM后處理階段，在出肥口處添加Total Mass Sensor，統(tǒng)計(jì)各出肥口處的肥料質(zhì)量，通過(guò)變異系數(shù)公式計(jì)算各因素水平組合下1、2組的出肥量變異系數(shù)。

各組施肥量變異系數(shù)C為：

其中

圖7 各出肥口質(zhì)量傳感器位置示意圖

通過(guò)仿真試驗(yàn)，對(duì)影響2組出肥口出肥量變異系數(shù)的因素進(jìn)行顯著性分析，并根據(jù)實(shí)際需求對(duì)各參數(shù)組合進(jìn)行優(yōu)化。試驗(yàn)因素水平及編碼如表2所示，試驗(yàn)方案與試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表2 試驗(yàn)因素水平及其編碼表

注：中心點(diǎn)的試驗(yàn)次數(shù)為9次。

Note: Number of tests for the center point is 9 times.

3.3 仿真試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.3.1 試驗(yàn)結(jié)果分析與回歸模型建立

利用Design Expert對(duì)仿真試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行二次回歸分析，并進(jìn)行多元回歸擬合[33]，得到1組出肥口變異系數(shù)1和2組出肥口變異系數(shù)2及2個(gè)試驗(yàn)指標(biāo)的回歸方程，并檢驗(yàn)其顯著性。

表3 試驗(yàn)方案與試驗(yàn)結(jié)果

1）1組出肥口出肥量變異系數(shù)

通過(guò)對(duì)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和擬合，1組出肥口出肥量變異系數(shù)1方差分析如表4所示。由表4可知，試驗(yàn)整體模型極顯著（<0.01），線性主效應(yīng)項(xiàng)中旋轉(zhuǎn)錐轉(zhuǎn)速和入口風(fēng)速對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)1組出肥口出肥量變異系數(shù)1影響極顯著（<0.01），二次主效應(yīng)項(xiàng)中旋轉(zhuǎn)錐轉(zhuǎn)速和入口風(fēng)速的二次項(xiàng)對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)影響極顯著（<0.01），交互項(xiàng)中旋轉(zhuǎn)錐轉(zhuǎn)速和入口風(fēng)速的交互項(xiàng)對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)影響顯著（0.01<<0.05），線性主效應(yīng)項(xiàng)中施肥速率對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)影響較顯著（0.05<<0.1），其他各項(xiàng)不顯著，各因素對(duì)1組出肥口出肥量變異系數(shù)影響的主次順序是>>。將不顯著交互項(xiàng)和二次主效應(yīng)項(xiàng)的回歸平方和、自由度并入殘差項(xiàng)，剔除不顯著因素，再次進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表4所示。得到各因素水平對(duì)1組出肥口出肥量變異系數(shù)1影響的回歸方程為

1=35.705 22?0.012 819?1.251 33+

2.308 97+1.480 21×10-4（13）

3.180 81×10-62+0.013 2922

對(duì)上述回歸方程進(jìn)行失擬性檢驗(yàn)，如表4所示，其中失擬項(xiàng)=0.873 6，不顯著（>0.1），表明不存在影響試驗(yàn)指標(biāo)的其他因素水平存在，且試驗(yàn)指標(biāo)與試驗(yàn)因素存在顯著的二次關(guān)系，試驗(yàn)分析結(jié)果合理。

表4 G1、G2組出肥口出肥量變異系數(shù)方差分析表

注：“/”后數(shù)字為剔除不顯著因素后方差分析結(jié)果，“***”表示極顯著(<0.01)；“**”表示顯著(0.01<<0.05)；“*”表示較顯著(0.05<<0.1)。

Note: Numbers under “/” are variance analysis results after rejected no significant factors. “***” means highly significant (<0.01), “**” means very significant (0.01<<0.05), “*” means significant (0.05<<0.1).

2）2組出肥口出肥量變異系數(shù)

通過(guò)對(duì)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和擬合，2組出肥口出肥量變異系數(shù)2方差分析如表4所示。由表4可知，試驗(yàn)整體模型為極顯著（<0.01），線性主效應(yīng)項(xiàng)中旋轉(zhuǎn)錐轉(zhuǎn)速和入口風(fēng)速對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)2組出肥口出肥量變異系數(shù)2影響極顯著（<0.01），二次主效應(yīng)項(xiàng)中旋轉(zhuǎn)錐轉(zhuǎn)速和入口風(fēng)速的二次項(xiàng)對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)影響極顯著（<0.01），交互項(xiàng)中旋轉(zhuǎn)錐轉(zhuǎn)速和入口風(fēng)速的交互項(xiàng)對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)影響顯著（0.01<<0.05），線性主效應(yīng)項(xiàng)中施肥速率對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)影響較顯著（0.05<<0.1），其他各項(xiàng)不顯著，各因素對(duì)1組出肥口出肥量變異系數(shù)影響的主次順序是>>。將不顯著交互項(xiàng)和二次主效應(yīng)項(xiàng)的回歸平方和、自由度并入殘差項(xiàng)，剔除不顯著因素，再次進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表4所示。得到各因素水平對(duì)2組出肥口出肥量變異系數(shù)2影響的回歸方程為

2=34.939 35?0.012 603?1.214 73+

2.317 37+1.451 93×10-4+（14）

3.088 86×10-62+0.012 8252

對(duì)上述回歸方程進(jìn)行失擬性檢驗(yàn)，如表4所示，其中失擬項(xiàng)=0.843 7，不顯著（>0.1），表明不存在影響試驗(yàn)指標(biāo)的其他因素水平存在，且試驗(yàn)指標(biāo)與試驗(yàn)因素存在顯著的二次關(guān)系，試驗(yàn)分析結(jié)果合理。

3.3.2 響應(yīng)曲面分析

利用Design Expert對(duì)仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得出旋轉(zhuǎn)錐轉(zhuǎn)速、入口風(fēng)速和施肥速率之間的交互因素對(duì)1、2組出肥口出肥量變異系數(shù)的影響效應(yīng)響應(yīng)曲面，如圖8所示。

圖8 G1、G2組出肥口出肥量變異系數(shù)雙因素響應(yīng)曲面

施肥速率為0.28 kg/s時(shí)，旋轉(zhuǎn)錐轉(zhuǎn)速和入口風(fēng)速對(duì)1組出肥口出肥量變異系數(shù)1的交互影響如圖8a所示。當(dāng)旋轉(zhuǎn)錐轉(zhuǎn)速一定時(shí)，入口風(fēng)速與1組出肥口出肥量變異系數(shù)呈負(fù)相關(guān)，較優(yōu)的入口風(fēng)速范圍為31.5～41 m/s；當(dāng)入口風(fēng)速一定時(shí)，旋轉(zhuǎn)錐的轉(zhuǎn)速與1組出肥口出肥量變異系數(shù)呈負(fù)相關(guān)，較優(yōu)的旋轉(zhuǎn)錐轉(zhuǎn)速范圍為450～1 196 r/min。2個(gè)交互項(xiàng)中旋轉(zhuǎn)錐轉(zhuǎn)速為影響試驗(yàn)指標(biāo)的主要因素。

施肥速率為0.28 kg/s時(shí)，旋轉(zhuǎn)錐轉(zhuǎn)速和入口風(fēng)速對(duì)2組出肥口出肥量變異系數(shù)2的交互影響如圖8b所示。當(dāng)旋轉(zhuǎn)錐轉(zhuǎn)速一定時(shí)，入口風(fēng)速與2組出肥口出肥量變異系數(shù)呈負(fù)相關(guān)，較優(yōu)的入口風(fēng)速范圍為31～41 m/s；當(dāng)入口風(fēng)速一定時(shí)，旋轉(zhuǎn)錐的轉(zhuǎn)速與2組出肥口出肥量變異系數(shù)呈負(fù)相關(guān)，較優(yōu)的旋轉(zhuǎn)錐轉(zhuǎn)速范圍為440～1 196 r/min。2個(gè)交互項(xiàng)中旋轉(zhuǎn)錐轉(zhuǎn)速為影響試驗(yàn)指標(biāo)的主要因素。

為獲得施肥量調(diào)節(jié)裝置較優(yōu)分肥性能的作業(yè)參數(shù)，利用Design Expert的優(yōu)化模塊對(duì)2個(gè)回歸模型進(jìn)行優(yōu)化求解，根據(jù)施肥量調(diào)節(jié)裝置的實(shí)際作業(yè)條件和工作要求，選擇目標(biāo)函數(shù)的約束條件。

目標(biāo)函數(shù)及約束條件為

根據(jù)約束條件，對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化求解，得到多種優(yōu)化后的參數(shù)組合，結(jié)合實(shí)際施肥作業(yè)的農(nóng)藝要求，從中選取較優(yōu)的參數(shù)組合：旋轉(zhuǎn)錐轉(zhuǎn)速為735～1 196 r/min，入口風(fēng)速為36～41 m/s，施肥速率為0.14～0.42 kg/s時(shí)，1、2組出肥口出肥量變異系數(shù)范圍為3.7%～4.9%。

4 試驗(yàn)驗(yàn)證

基于優(yōu)化設(shè)計(jì)和仿真分析，加工了施肥量調(diào)節(jié)裝置，在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部保護(hù)性耕作研究中心氣力排肥器性能試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，試驗(yàn)裝置如圖9所示。

1.送風(fēng)裝置 2.氣-肥混合裝置 3.外槽輪排肥器 4.肥料箱 5.直流電機(jī) 6.施肥量調(diào)節(jié)裝置 7.波紋管 8.排肥管

為驗(yàn)證裝置在高速大施肥量條件下施肥量調(diào)節(jié)裝置的分肥性能，旋轉(zhuǎn)錐轉(zhuǎn)速、入口風(fēng)速均選取正交試驗(yàn)結(jié)果中相對(duì)較差的水平[24]，即旋轉(zhuǎn)錐轉(zhuǎn)速為735 r/min，入口風(fēng)速為36 m/s，施肥速率為0.42 kg/s，分肥比例為1:2。試驗(yàn)材料為仿真試驗(yàn)中所用的顆粒復(fù)合肥。

為提高供肥裝置供肥穩(wěn)定性，肥箱中加入5 kg顆粒復(fù)合肥，首先對(duì)外槽輪式供肥器進(jìn)行標(biāo)定試驗(yàn)，調(diào)整供肥裝置減速電機(jī)轉(zhuǎn)速，使供肥速率約為0.42 kg/s。調(diào)整旋轉(zhuǎn)錐轉(zhuǎn)速為735 r/min、風(fēng)機(jī)風(fēng)速為36 m/s，調(diào)整扇形滑塊位置至分肥比例為1:2處，試驗(yàn)供肥時(shí)間為3 s，直至所有肥料均排出后關(guān)閉旋轉(zhuǎn)錐電機(jī)和風(fēng)機(jī)，收集稱量各出肥口出肥量，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理并分析計(jì)算，試驗(yàn)重復(fù)5次，取均值。試驗(yàn)中由于供肥裝置外槽輪排肥器供肥穩(wěn)定性的影響，施肥速率不能嚴(yán)格控制在某一精確值，因此試驗(yàn)中施肥速率為0.42 kg/s的近似值，因試驗(yàn)指標(biāo)為兩組出肥口出肥量變異系數(shù)和分肥比例，施肥速率的微小波動(dòng)對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)影響較小，可忽略不計(jì)[29]。試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

表5 試驗(yàn)結(jié)果

由表5可知，試驗(yàn)所得1組出肥口出肥量平均變異系數(shù)為5.10%，2組出肥口出肥量平均變異系數(shù)為4.91%，分肥比例的平均誤差為2.61%，與仿真試驗(yàn)結(jié)果一致。

試驗(yàn)結(jié)果表明：旋轉(zhuǎn)錐轉(zhuǎn)速為735 r/min，入口風(fēng)速為36 m/s，施肥速率為0.42 kg/s，分肥比例為1∶2時(shí)，各出肥口出肥量變異系數(shù)均小于5.18%，分肥比例誤差均小于2.68%，施肥量調(diào)節(jié)裝置分肥準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性滿足施肥要求，與優(yōu)化所得結(jié)果相吻合，表明相關(guān)優(yōu)化參數(shù)組合合理，實(shí)現(xiàn)了變量分肥作業(yè)。

5 結(jié) 論

1）為提高分層施肥作業(yè)中肥料的精確穩(wěn)定分配，設(shè)計(jì)了一種氣力集排式分層施肥量調(diào)節(jié)裝置，可實(shí)現(xiàn)按比例精準(zhǔn)穩(wěn)定分肥作業(yè)。主要針對(duì)施肥量調(diào)節(jié)裝置殼體、變量分配機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)錐進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及理論分析，確定了輸送管道直徑為76 mm，入口風(fēng)速大于25 m/s，施肥速率范圍為0.14～0.42 kg/s。

2）選取撥齒旋轉(zhuǎn)錐的轉(zhuǎn)速、入口風(fēng)速和施肥速率為試驗(yàn)因素，以各出肥口出肥量的變異系數(shù)為試驗(yàn)指標(biāo)，進(jìn)行二次旋轉(zhuǎn)正交組合仿真試驗(yàn)，建立了試驗(yàn)指標(biāo)與影響因素的回歸模型。結(jié)果表明：撥齒旋轉(zhuǎn)錐的轉(zhuǎn)速和入口風(fēng)速對(duì)各出肥口出肥量變異系數(shù)有顯著影響。當(dāng)旋轉(zhuǎn)錐轉(zhuǎn)速為735～1 196 r/min，入口風(fēng)速為36～41 m/s，施肥速率為0.14～0.42 kg/s，分肥比例為1∶2時(shí)，各出肥口出肥量變異系數(shù)范圍為3.7%～4.9%，滿足設(shè)計(jì)要求。

3）旋轉(zhuǎn)錐轉(zhuǎn)速為735 r/min，入口風(fēng)速為36 m/s，施肥速率為0.42 kg/s，分肥比例為1∶2條件下，對(duì)施肥量調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行了臺(tái)架試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：各出肥口出肥量變異系數(shù)均小于5.18%，分肥比例誤差均小于2.68%，與仿真試驗(yàn)優(yōu)化所得結(jié)果相吻合，滿足施肥作業(yè)要求。

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Development of layered fertilizer amount adjustment device of pneumatic centralized variable fertilizer system

Yang Qinglu, Wang Qingjie※, Li Hongwen, He Jin, Lu Caiyun, Yu Changchang, Lou Shangyi, Wang Yingbo

(1.,,100083,; 2.,,100083)

Fertilizer is essential to safeguard food security, and rationalizing fertilization and improving fertilizer use efficiency can reduce its detrimental impact on environment and sustain agriculture production. Current corn fertilization in China is largely growth stage-based with a base fertilization coupled with a number of topdressings. This is inefficient in fertilizer use and labor-intensive, difficult to meet the requirements for sustainable agriculture. Delivering the fertilizer to the location in soil where the crop mostly demands for is a technology to effectively improve fertilizer use efficiency and increase crop yield. In this paper we present a pneumatic centralized device to stratifying fertilizer in soil based on the demand of crop roots. The structure and working parameters of the key components in the device were calculated theoretically; the diameter of the conveying pipe in the device was 76 mm, the inlet airflow velocity should be higher than 25 m/s, and the distribution ratio of the fertilizer can be adjusted arbitrarily from 1:1 to 1:2. The performance of the device was analyzed using the discrete element method coupled with the computational fluid dynamics by taking the rotational speed of the rotary cone (), the inlet airflow velocity () and the fertilization velocity () as determinants, and the coefficient of variation (CV) of the fertilizer amount at each fertilizer outlet as an performance index. A quadratic-regression rotation orthogonal simulation test was used to link the performance index to the determinants. The results showed that both rotational speed of the rotating cone and the inlet airflow velocity had a significant effect on the CV. When rotational speed of the rotary cone was 735-1 196 r/min, the inlet airflow velocity was 36-41 m/s, the fertilization velocity was 0.14-0.42 kg/s and the distribution ratio was 1:2, the associated CV at different fertilizer outlets varied from 3.7% to 4.9%. The influence of all determinants on the CV was ranked in the order of>>. Bench test of the device was conducted in the Conservation Tillage Research Center of the Ministry of Agriculture and Rural Areas, with rotational speed of the rotary cone being 735 r/min, the inlet airflow velocity being 36 m/s, the fertilization rate being 0.42 kg/s and the distribution ratio being 1:2. The results showed that the CV was less than 5.18% and the deviation of the distribution ratio was less than 2.68%, consistent with the results obtained from simulation and meeting the requirements for fertilization operation. This work provides a new technology with theoretical support to optimize pneumatic centralized device for stratifying fertilizers into soil.

mechanization; design; pneumatic centralized; variable fertilizer; fertilizer amount adjustment device

楊慶璐，王慶杰，李洪文，何 進(jìn)，盧彩云，于暢暢，婁尚易，王英博. 氣力集排式變量排肥系統(tǒng)分層施肥量調(diào)節(jié)裝置研制[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2020，36(1)：1－10.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.01.001 http://www.tcsae.org

Yang Qinglu, Wang Qingjie, Li Hongwen, He Jin, Lu Caiyun, Yu Changchang, Lou Shangyi, Wang Yingbo. Development of layered fertilizer amount adjustment device of pneumatic centralized variable fertilizer system[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(1): 1－10. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.01.001 http://www.tcsae.org

2019-09-28

2019-11-25

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目( 2016YFD0200600)

楊慶璐，博士生，主要從事保護(hù)性耕作技術(shù)與裝備研究。Email：yangqinglu@cau.edu.cn

王慶杰，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事保護(hù)性耕作技術(shù)與裝備研究。Email：wangqingjie@cau.edu.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2020.01.001

S224.21

A

1002-6819(2020)-01-0001-10