系列水稻深施肥機(jī)的研究設(shè)計(jì)

安龍哲

摘 要：論述了系列水稻深施肥機(jī)具及技術(shù)項(xiàng)目的工作情況，重點(diǎn)介紹了不同年代有代表性的幾種機(jī)型的設(shè)計(jì)、研究成果及推廣應(yīng)用。指出了插秧施肥是水稻全程機(jī)械化的薄弱環(huán)節(jié)，需迫切研發(fā)和推廣其關(guān)鍵成熟的技術(shù)及配套機(jī)具，補(bǔ)齊短板。

關(guān)鍵詞：水稻;系列;深施肥機(jī);研究設(shè)計(jì)

1 研究目的和意義

水稻生產(chǎn)需要投入大量化肥，這是不應(yīng)忽視的事實(shí)。據(jù)調(diào)查，每公頃水稻在整個(gè)生育期需要投入0.2～0.5 t的化肥。全國每年生產(chǎn)水稻所用的化肥至少在500萬t以上。所以化肥使用的多少在水稻生產(chǎn)成本中占有舉足輕重的地位。目前，我國水稻機(jī)械化生產(chǎn)水平不斷提升，但在插秧施肥方面存在短板，是水稻全程機(jī)械化的薄弱環(huán)節(jié)。為此，開展關(guān)鍵技術(shù)和配套設(shè)備的研究尤為迫切。

二十多年來我所研究推出的系列水稻深施肥機(jī)及技術(shù)，在節(jié)肥、增產(chǎn)、防止環(huán)境污染等方面都開辟了新的途徑。

2 研究內(nèi)容及成果

從20世紀(jì)90年代我所科研人員針對(duì)水稻插秧深施肥技術(shù)和機(jī)具開始了研究，針對(duì)我國及我省不同地區(qū)水稻生產(chǎn)模式、種植方式及機(jī)械化程度的不同，先后立項(xiàng)研究了如下水稻深施肥機(jī)具項(xiàng)目與之相適應(yīng)。

2.1 機(jī)動(dòng)水稻深施肥裝置的研究

機(jī)動(dòng)水稻深施肥裝置的研究是黑龍江省科委的攻關(guān)項(xiàng)目，研究設(shè)計(jì)了可配裝在國內(nèi)外生產(chǎn)的四行、六行及八行插秧機(jī)的水稻深施肥裝置，也可實(shí)現(xiàn)不同動(dòng)力的專機(jī)配套。主要研究設(shè)計(jì)了無級(jí)調(diào)節(jié)肥量的排肥器、與主機(jī)聯(lián)動(dòng)并能起落的深淺可調(diào)式開溝器、密封透明肥箱、具有防風(fēng)、防堵結(jié)構(gòu)的排肥槽、防止掛草，以及可以仿型的彈力覆泥器。在與插秧機(jī)配套時(shí)，滿足了整機(jī)平衡、作業(yè)協(xié)調(diào)穩(wěn)定及動(dòng)力傳動(dòng)可靠等性能。因此，在作業(yè)時(shí)可以準(zhǔn)確、連續(xù)地完成開溝、分肥、輸肥、埋肥等全部機(jī)械作業(yè)過程。

項(xiàng)目于1997年7月通過省級(jí)科研鑒定，鑒定結(jié)論為：該機(jī)與機(jī)動(dòng)插秧機(jī)配套使用，能側(cè)深施肥，節(jié)省肥料，提高肥效，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理;整機(jī)性能指標(biāo)較好;達(dá)到了國內(nèi)先進(jìn)水平;該機(jī)具備批量生產(chǎn)的能力，可定型投產(chǎn)。該項(xiàng)目獲省政府科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

2.2 水稻深施肥機(jī)具的系列研究

水稻深施肥機(jī)具的系列研究是黑龍江省科委的攻關(guān)項(xiàng)目，主要研究適用于水田人工插秧、拋秧、水直播的水田深施肥機(jī)具，包括機(jī)動(dòng)深施肥機(jī)和人力深施肥機(jī)。其主要技術(shù)指標(biāo)：施肥量≤400 kg·hm-2，施肥深度30～50 mm，斷條率<5%，可靠性>95%，機(jī)動(dòng)施肥機(jī)工作效率10～15 畝·h-1，人力施肥機(jī)工作效率2～3畝·h-1。為水稻生產(chǎn)提供性能先進(jìn)、使用可靠的人力和機(jī)動(dòng)深施肥機(jī)具。

項(xiàng)目于1998年7月通過省級(jí)科研鑒定，鑒定結(jié)論為：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理;整機(jī)性能指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求;可定型投產(chǎn)。

2.3? 水稻插秧深施肥機(jī)的中間試驗(yàn)

水稻插秧深施肥機(jī)的中間試驗(yàn)是農(nóng)業(yè)部項(xiàng)目，主要試驗(yàn)研究內(nèi)容：選用935-6型水稻插秧機(jī)為主機(jī)與研制2ZTF-6型水稻深施肥機(jī)配套，機(jī)具分別在黑龍江、吉林、遼寧、江蘇、寧夏等省、區(qū)的水田地區(qū)進(jìn)行中間試驗(yàn)。試驗(yàn)?zāi)康氖牵?/p>

（1）考察2ZTF-6型水稻深施肥機(jī)在各省、區(qū)試點(diǎn)的性能、適應(yīng)性和使用的可靠性。

（2）通過試點(diǎn)上對(duì)比田的實(shí)驗(yàn)，依據(jù)當(dāng)?shù)氐淖罴艳r(nóng)藝耕作要求，確定最佳水稻品種、最佳復(fù)合肥、最佳施肥量、最佳施肥深度等參數(shù)。

項(xiàng)目于2000年8月通過部級(jí)科研鑒定，鑒定結(jié)論為：

（1）本項(xiàng)目經(jīng)黑龍江、吉林、遼寧、江蘇、寧夏等省區(qū)的28個(gè)試點(diǎn)，148臺(tái)機(jī)具為時(shí)一年的中間試驗(yàn)，完成了合同規(guī)定的各項(xiàng)要求。

（2）據(jù)實(shí)驗(yàn)資料統(tǒng)計(jì)：五省區(qū)全年共作業(yè)2601.6 hm2;節(jié)肥幅度10%～40%;增產(chǎn)幅度5.2%～24%;節(jié)本增效幅度1150.6～3880.5元·hm-2。

（3）該項(xiàng)目技術(shù)含量高，經(jīng)濟(jì)效益好，符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，機(jī)具使用可靠，性能良好，處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，已具備在全國推廣的條件。

2.4 2FJ-1.8水稻深施肥機(jī)的研究

2FJ-1.8水稻深施肥機(jī)的研究是牡丹江市科委計(jì)劃項(xiàng)目，主要研究與現(xiàn)有動(dòng)力3.68～6.62 kW手扶拖拉機(jī)配套的水稻深施肥機(jī)，解決那些非機(jī)械插秧地區(qū)的水稻深施肥問題。

項(xiàng)目于2001年6月通過省級(jí)產(chǎn)品鑒定，鑒定結(jié)論為：該機(jī)結(jié)構(gòu)合理，排肥器總成耐磨性好，轉(zhuǎn)彎半徑小，機(jī)動(dòng)靈活;整機(jī)性能指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求;使用可靠;技術(shù)文件齊全，生產(chǎn)能力強(qiáng)，可投產(chǎn)。該項(xiàng)目獲牡丹江市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

2.5 2ZF-6型水稻深施肥機(jī)的研究

2ZF-6型水稻深施肥機(jī)的研究，是牡丹江市科委計(jì)劃項(xiàng)目：該項(xiàng)目是2015以來對(duì)上述科技成果的二次開發(fā)，研制出的機(jī)型是一種后置式配裝在高速水稻插秧機(jī)上的施肥裝置，與日本、韓國及國內(nèi)機(jī)型相比具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎、合理、簡(jiǎn)單、制造成本低（價(jià)格是日本、韓國機(jī)型的三分之一左右）、維修簡(jiǎn)單、操作方便、肥量調(diào)節(jié)靈活、使用可靠等特點(diǎn)，有很強(qiáng)的市場(chǎng)竟?fàn)幜Α?/p>

機(jī)具的創(chuàng)新點(diǎn)：

（1）創(chuàng)新研發(fā)了將施肥裝置的動(dòng)力與高速插秧機(jī)栽植臂同步工作，確保施肥與插秧同步作業(yè)，保證了施肥位置和施肥量精準(zhǔn)度。

（2）創(chuàng)新研發(fā)了彈擊施肥機(jī)構(gòu)（獲得發(fā)明專利）如圖1所示，采用的彈擊結(jié)構(gòu)將肥料直接彈擊施入到一定深度的水田泥中，省略了傳統(tǒng)施肥結(jié)構(gòu)中的開溝器、覆泥部件，避免了掛草、壅泥現(xiàn)象發(fā)生，保證了施肥質(zhì)量，提高了作業(yè)效率。

1.肥箱2.機(jī)架總成3.阻撥軸4.槽式箱體5.調(diào)節(jié)定位鎖緊螺母6.弧形滑道孔7.彈性片8.片褲9.輪轂10.驅(qū)動(dòng)軸11.船板

12.栽植臂總成13.秧箱總成 14.肥管 15.風(fēng)機(jī) 16.排肥器

（3）創(chuàng)新研發(fā)了高速水稻插秧機(jī)后置式施肥裝置方案（取得實(shí)用新型專利）如圖2所示。配裝在水稻插秧機(jī)的傳動(dòng)箱上，位于秧箱后方部位，本裝置總體配置和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎、合理、簡(jiǎn)單，制造成本低，操作與調(diào)節(jié)簡(jiǎn)易、靈活、方便，使用可靠，施肥作業(yè)質(zhì)量好。

1. 橫梁2.固定座3.曲柄4.驅(qū)動(dòng)軸5.主動(dòng)齒輪6.立板

7.驅(qū)動(dòng)桿8.栽植臂總成9.連接板10.船板總成

11.傳動(dòng)箱12.秧箱13.排肥管14.排肥軸

15.從動(dòng)齒輪16.肥箱

3 結(jié)論

（1）深施肥機(jī)配裝在插秧機(jī)上，在插秧同時(shí)深施肥，作業(yè)時(shí)一次完成開溝、排肥、深施及覆泥全部過程。達(dá)到把化肥連續(xù)、均勻、等量、等深度、等距離地埋到水稻根部泥中的要求。完成人手工很難做到的深施肥工作。它的應(yīng)用從根本上改變了需要多次撒化肥的老方法，開創(chuàng)了我國水田化肥施用技術(shù)的新階段。

（2）據(jù)黑龍江省農(nóng)機(jī)推廣總站介紹，2017年我省推動(dòng)水稻種植關(guān)鍵環(huán)節(jié)機(jī)械化新技術(shù)，水稻機(jī)插側(cè)深施肥新技術(shù)示范推廣取得新進(jìn)展。該技術(shù)是一項(xiàng)節(jié)本增效新技術(shù)，在節(jié)肥10%的前提下，比常規(guī)種植模式平均增產(chǎn)8%。2017年黑龍江省共有25個(gè)縣（市、區(qū)）集中開展了水稻機(jī)插側(cè)深施肥機(jī)械化技術(shù)示范和推廣，試驗(yàn)示范各類水稻機(jī)插側(cè)深施肥設(shè)備品牌11個(gè)，示范面積達(dá)到3.6萬畝。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部已把水稻機(jī)插測(cè)深施肥技術(shù)及機(jī)具列為水稻生產(chǎn)的技術(shù)規(guī)范中。

（3）我所累計(jì)推廣水稻深施肥機(jī)及裝置共計(jì)2852臺(tái)，作業(yè)面積達(dá)72 537 hm2，節(jié)省化肥達(dá)10 880 t，增產(chǎn)水稻7254 t，節(jié)本增效13 222萬元。目前該項(xiàng)技術(shù)已在全國水稻種植主產(chǎn)區(qū)快速推廣，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。在創(chuàng)造可見效益的同時(shí)，也取得了重大的社會(huì)效益。應(yīng)用水稻深施肥機(jī)減少了化肥的使用量和水對(duì)化肥的溶解量，減少了化肥對(duì)江河等水資源的污染，降低了公害，保護(hù)了環(huán)境，真正做到了“增產(chǎn)施肥、經(jīng)濟(jì)施肥、環(huán)保施肥”，貫徹落實(shí)了“三減”行動(dòng)，推動(dòng)了我國水稻生產(chǎn)的高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)之路。