设施大棚深耕松土施肥机研究试验.pdf

郭玉林等 设施大棚深耕松土施肥机研究试验 24 文章编号 1002 0659 2022 01 0024 03 郭玉林 王 帅 冯 磊 李 琳 刘志良 梁学强 天津市农业发展服务中心 天津 300061 试验研究 设施大棚深耕松土施肥机研究试验 摘要 本文针对近年来天津市设施农业耕整地机械一直以微耕机为主 其动力小 耕层浅 长年种植 导致土壤板结退化严重的问题 研制土壤深松作业配合有机肥施用机具 可有效疏松土壤 破除土壤 犁底层 改善土壤理化性质状 促进设施作物生长 通过对研制的深耕松土施肥机进行试验 测试 显示出深耕松土施肥机能一次性完成施肥 深耕 整地复式作业 连续作业性能稳定 各项指标参数 达到了设计要求 关键词 设施农业 土壤深松施肥机 研制 应用 中图分类号 S22 文献标识码 A 收稿日期 2021 06 18 主要作者简介 郭玉林 1980 男 工程师 主要从事农机新技术新装备研究及推广工作 E mail 930847110 设施农业生产方式灵活 集约化 标准化 规 模化程度高 在农业和农村经济发展 乡村振兴中 发挥着越来越重要的作用 近年来 天津市设施农 业实现了快速发展 但由于设施农业独特的生产环 境 大型农机具无法进入 机械化作业程度普遍偏 低 种植环节大多依赖人工作业 劳动强度大 工 作效率低 同时 连年浅耕导致土壤耕层只有 12 15 cm 左右 土壤板结退化严重 厚硬的犁底层 阻碍了土壤上下水气的贯通 土壤毛细管被破坏 土壤养分输送能力降低 影响植株对水 肥 气 热的吸利利用 目前 现有的大田作业深松机不适 宜在设施内进行耕整作业 微耕机也不能满足设施 内深耕作业的要求 而土壤深松作业可以破除犁底 层 疏松土壤 抑制土传病害的发生 有效提高土 壤的透水 透气性能 天津市设施农业以种植反季节果蔬为主 经济 附加值较高 一般都需要施用大量有机肥 以改善 土壤的理化性质和生物活性 促进作物根系生长发 育 2020 年天津市实施了商品有机肥补助工作 促 进有机肥资源化利用 推进有机肥产业和种养业协 调发展 提升耕地质量 保护生态环境 因此 急 需研制与设施农业生产配套的深耕松土施肥机 解 决设施农业长期耕层浅 土壤板结 施肥效率低与 利用率低等问题 1 天津市设施农业发展现状 截至 2018 年末 天津市常住人口达到 1 557 万人 随着居民消费水平的提升 对设施农产品 的需求不断增加 促使天津市设施农业产业迅速 发展 目前 天津市设施农业总面积 35 388 23 万 m 2 其中连栋温室 1 316 11 万 m 2 日光温室 18 759 5 万m 2 塑料大棚 15 312 63 万 m 2 农业部农业机 械化管理司 2016 年统计数据 2 设计思路 按照天津市温室大棚的结构特点 研究试制 深耕松土施肥机 实现设施内的深耕 松土 施 肥联合作业 减少拖拉机进地次数 提高作业效 率 设计思路是在深耕机的基础上增加排肥 施 肥装置 完善结构布置 机具总体结构包括深耕 部分和施肥构造 2 个部分 图 1 和图 2 图 1 撒肥机俯视图 25 天津农林科技 2022 年 2 月第 1 期 总第 285 期 图 2 撒肥机侧视图 2 1 深耕部分 在深耕机的基础上 将圆梁形式改为框架 形式 使之能与施肥构造部分配合 将原来的 深耕机刀轴刀库数量改变 增加深耕刀数量 使深耕机在运转过程中更加平稳 该深耕刀为 非标准件 在设计时借鉴犁 撕裂 土壤的原理 改进设计深耕刀 刀轴回转半径 305 mm 具有 3 个特点 1 刀体加宽加厚 材料选择锰钢 表面进行沾油淬火处理 增加刀本身的刚性和 韧性 刀头选择箭形铲状 使土壤能够受到切削 弯曲等多重作用 2 深耕刀保持一定的曲线 和切土角 以便减少作业过程中缠连草和作物 根茬 3 刀座加长并且在刀座口增加加强圈 防止刀座因受力过大而损毁 为使深耕机在作业时避免漏耕和堵塞 同时 还要达到一定的耕深 合理安排深耕刀数量与 排列方式 深耕刀在刀轴上的配置有 2 个特点 1 在一个回转平面内只安装一把刀 以便减 小作业阻力所带来的功率损失 2 深耕刀在 刀轴上按照螺旋状单头排列安装的形式 每把深 耕刀之间都存在一定的相位角 刀轴每转过一个 相等的角度 都有相应的深耕刀入土 保证深耕 机在工作时的稳定性和刀轴的负荷均匀 2 2 施肥构造部分 分为驱动 肥箱 控制 3 个部分 1 驱 动部分 为避免消耗拖拉机动力 将施肥构造部 分驱动与深耕机驱动分开 用拖拉机电瓶电源带 动电机驱动肥箱肥盒转动 2 肥箱部分 肥 箱侧板采用 4 mm 厚不锈钢板 主体 出肥口采 用 2 mm 厚不锈钢板 避免肥箱被肥料腐蚀 出 肥口设置在深耕机前梁部分 在深耕之前施肥 使有机肥与土壤均匀深层次混合 3 控制部 分 采用行程开关控制 将行程开关安放在托板 支架部位 在深耕机运转下地之后 托板上扬 托板支杆转动 行程开关闭合形成回路完整 电 机转动 肥箱施肥 深耕机停止运转抬起 托板 下落 托板支杆转动 行程开关断开 回路断开 电机停止运行 肥箱停止施肥 此设计将肥箱和 深耕机控制结合 由深耕机控制肥箱 无需人工 控制肥箱 避免肥料浪费或施肥不到位 3 作业试验 样机试制后 开展了机具作业速度 施肥量 作业深度 施肥均匀性的生产性能测试 由表 1 可以看出 研制的机具在作业 I 档带 动施肥机具作业时 作业速度稳定 符合深耕及 施肥的要求 表 1 实际作业速度测定 档位 测定次数 次 测定距离 m 起始时间 s 结束时间 s 速度 m s 1 I档 1 34 1 0 53 8 0 63 I档 2 57 2 0 87 9 0 65 I档 3 58 0 0 88 3 0 65 I档 4 57 5 0 89 4 0 64 平均 0 64 由表 2 可以看出 深耕松土施肥机在其排肥 装置最大间隙工作时 符合并且超过其最大排肥 量 300 kg h 1 的要求 使用者可以根据排肥量 的不同 来调节排肥装置的间隙 表 2 深耕松土施肥机施肥量测定 档位 排肥工作条件 工作幅宽 m 起始时间 s 结束时间 s 测定距离 m 排肥量 kg 667 m 2 作业效率 667 m 2 h 1 I档 间隙最大 1 4 0 265 174 328 4 9 I档 间隙最大 1 4 0 260 172 332 5 0 平均 330 4 95 由表 3 可以看出 深耕机可以达到 28 cm 的 耕深 打破厚实的犁底层 真正达到了物理方式 改良土壤结构的效果 土壤碎土率和耕后平整度 也达到了旋耕作业标准 26 郭玉林等 设施大棚深耕松土施肥机研究试验 表 3 深耕松土施肥机作业深度测试 点位 测定行 1 深度 cm 测定行 2 深度 cm 测定行 3 深度 cm 测点 1 28 5 28 0 28 5 测点 2 28 5 28 0 27 5 测点 3 29 0 28 6 27 5 测点 4 28 3 28 4 27 2 测点 5 29 0 27 6 29 0 测点 6 28 7 28 7 29 0 测点 7 28 0 28 5 29 2 测点 8 27 5 29 0 28 5 测点 9 28 0 28 5 27 9 测点 10 28 5 27 8 28 0 平均 28 3 28 3 28 2 图 3 机具作业现场 由于在实际作业中肥料会与土壤混合 无法 观察均匀度 所以选择在路面测试并且旋耕刀停止 工作 选择的是含水率为 30 的粉状微生物菌肥 通过测试可以看出该机具排肥均匀 如图 4 所示 图 4 排肥均匀度 4 设备定型参数 4 1 定型参数 经生产验证后 研制的大棚深耕松土施肥机 具参数见表 4 即配套动力需要 40 55 马力拖 拉机 重要 300 kg 施肥宽度 140 cm 肥料箱 容量 450 L 深耕深度 28 cm 作业速度 2 2 2 4 km h 1 表 4 机具性能参数 机具参数 参数 指标 配套动力 40 55 马力拖拉机 重量 300 kg 施肥宽度 140 cm 肥料箱容量 450 L 深耕深度 28 cm 作业速度 2 2 2 4 km h 1 5 结论与讨论 通过试验 研制开发的深耕松土施肥机能一次 性完成施肥 深耕 整地复式作业 连续作业性能 稳定 各项指标参数达到设计要求 该机具的使用 对提高设施农业机械化作业效率 防止肥料流失 降低作业成本 节本增效具有积极的促进作用 根 据土壤情况 作业时科学考虑拖拉机性能和深耕松 土施肥机作业效率 尽量选用工作 I 档位 科学合 理匹配人工填料 以达到效率最大化 参考文献 1 杨阿林 设施农业机械化发展瓶颈及对策研究 J 江 苏农机化 2016 3 50 52 2 张壮 崔扬 周欣荣 天津市现状轨道交通问题分析 及建议 J 城市 2019 1 55 62 蓟马防治方法 赵孟丹 天津市静海区农业发展服务中心 天津 301600 蓟马是昆虫纲缨翅目的统称 食性复杂 主 要以植食性为主 个体小 长 0 5 2 mm 暗黄 色 胸部有暗灰斑 前翅灰黄色 长而窄 翅脉 少但显著 翅缘毛长 成虫会飞 善于跳跃 蓟马共有 3 个成虫高峰 天津市静海区 6 月下 旬若虫高峰为主要为害期 被害叶片呈现断续的银 白色条斑 并伴随有小污点 受害严重者叶片枯干 典型症状是引起玉米幼苗 心叶破碎 或扭曲成 牛 尾巴状 被害幼果则呈现不同形状的木栓化银白 色或灰白色的斑痕 预防蓟马在加强水肥管理 培 育壮苗的同时 还应及时喷施化学药剂进行防治 常用药剂如下 70 吡虫啉水分散粒剂 5 g 5 高 效氯氟氰菊酯 50 mL 兑水 30 kg 喷雾 10 吡丁 吡 虫啉悬浮剂 50 mL 兑水 30 kg 喷雾 10 烯啶虫胺 水剂 10 mL 25 吡蚜酮可湿性粉剂 25 g 兑水 30 kg 喷雾