深松分层施肥工作装置设计

张金辉

(朝阳市农机技术推广站，辽宁 朝阳 122000)

施肥是农业生产中的重要作业环节，合理的施肥方式能够提高肥料利用率、减少肥料用量、提高作物产量。目前，我国施肥方式仍以表层分期撒施、条状施用或一次性同层施用肥料为主，不能满足作物不同时期的生长发育需求[1]。不合理的施肥方式往往导致肥料施用量过大、利用率低下，不仅增加农业生产成本，而且浪费资源和污染环境，不利于农业绿色可持续发展。农机深松作业能够有效打破犁底层，加深耕作层，增强土壤蓄水保墒和抗旱防涝能力，提高农作物产量[2]。将深松与施肥技术融合，把作物生长周期所需肥料一次性多层施入不同深度的土壤耕层内，使肥料分布在利于作物根系吸收的范围内，这样不仅能够提高肥料利用率，而且可以减少机具进地次数，大大提高施肥作业效率，具有很好的节肥增产效果。为此，设计分层施肥工作装置，能将肥料按一定配比分层施入不同土壤耕层内，用以满足不同时期作物生长的肥量需求，达到节肥节本、增效增产的目的。

1 深松分层施肥的农艺要求

深松分层施肥装置可实现深松、分层施肥、播种集成作业，其农艺要求如下：1）播种深度宜为3～5 cm；2）深松深度应符合当地农艺要求且不小于25 cm；3）施肥深度应不小于10 cm，种子与肥料的空间距离应不小于5 cm；4）分层施肥深度应适应深松作业深度；5）根据土壤肥力、产量水平、肥料品种等因素确定施肥量，宜采用测土配方施肥技术。

2 深松分层施肥装置结构设计与工作原理

2.1 结构设计

深松分层施肥工作装置结构示意图见图1。

图1 深松分层施肥工作装置结构示意图Figure 1 Schematic diagram of subsoiling and layered fertilization working device

深松分层施肥工作装置主要由深松机构和分层施肥器组成。分层施肥器焊接在深松机构后面，分层施肥器上部为肥料输入口，后部为肥料排出口。分层施肥器内设置多个分肥板和分肥调节板，对应每个分肥板均肥料排出口，相邻分肥板、分肥板与分层施肥壳体之间分别形成多层肥料排出口。分肥板与垂直方向夹角设为40°～50°以利于排肥作业。设有分肥调节板，可绕分肥板转轴转动。通过调整分肥调节板的工作位置，可调节各层肥量，从而满足不同土层不同肥量的施用要求。

2.2 工作原理

深松分层施肥工作装置可与播种装置共同组成深松分层播种施肥作业机。分层施肥器安装在深松机构后，深松机构起开沟施肥作用。机具作业时，深松机构开沟后，肥料颗粒由排肥器排出，在重力作用下经施肥管进入分层施肥器的肥料输入口，再依次进入各层肥料排出口。随着机具的行走排入各耕层内，实现分层施肥的目的，解决了原播种施肥机无法实现分层施肥的问题。深松分层施肥可以满足作物不同生长阶段对肥料的差异化需求，既提高了肥料利用率，又可增加作物产量。通过调节分肥调节板的倾斜角，可按需要改变各层的施肥量。

单纯的深松或播种施肥机功能单一，只能实现一种作业，如实现两种作业需进行两次作业，不仅增加了进地次数，而且增加了动力消耗。深松分层施肥播种机作业时，可同时完成深松、分层施肥作业，提高了作业效率，利于争抢农时，同时深松作业还可为作物生长创造良好的生长环境，促进肥效利用和作物根系发育，达到节肥节本、增效增产的效果。

3 关键部件结构及参数确定

3.1 深松机构设计

深松机构包括铲柄、深松铲，采用凿形深松铲[3]。深松铲和深松铲柄的形式和参数按深松铲和深松铲柄（JB/T9788-1999）标准制作。深松铲、深松铲柄的结构简图见图2和图3。

图2 深松铲Figure 2 Subsoiling shovel

图3 深松铲柄Figure 3 Subsoiling shovel handle

3.2 分层施肥器设计

分层施肥器由肥料输入口、紧固螺母、分层施肥壳体、分肥调节板、分肥板、排肥口、排肥腔体等组成。分肥调节板、分肥板安装在排肥腔体内，排肥腔体上部设有肥料输入口，后部设有肥料排出口。

3.2.1 排肥腔体设计 分层施肥器排肥腔体由钢板围成，内部安装分肥调节板、分肥板。排肥腔体的前面固定在深松铲柄后方，排肥腔体上部设有肥料输入口，后部设有肥料排出口。

3.2.2 分肥板设计 分层施肥器设有5 个分肥板，固定在排肥腔体内，倾斜设置，从上往下依次分层施肥。分肥板与垂直方向夹角α为40°～50°，利于排肥作业。

3.2.3 分肥调节板设计 分层施肥器设有调节板，通过转轴连接在深松分层施肥壳体上，见图3。分肥调节板设于对应分肥板前上侧的腔体内，向分肥板倾斜。通过转动分肥调节板轴，可以调节调节板的工作位置。调整好工作位置后，由紧固螺母固定，用以调节各层的排肥量。

图4 分肥调节板结构示意图Figure 4 Structural diagram of division fertilizer adjustment plate

4 试验效果

为了验证该装置的施肥性能，将其配备在免耕播种机上进行田间试验。试验材料选取颗粒复合肥，含水率4.43%。将机具调至正常播种施肥作业状态，待机具运行平稳后测试排肥合格率及各层排肥变异系数，测试3 次，取其测试平均值。试验所得排肥合格率均值为93.1%，各层排肥变异系数均值分别为8.1%，6.2%，8.2%，9.6%。这表明该装置能将肥料按一定配比分层施入不同耕层内，达到了设计要求。