精量播种机中大小圆盘式深施肥开沟器的设计及应用
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【摘 要】深施肥开沟器是精量播种机的重要部件之一，深施肥开沟器的工作情况直接影响精量播种机的施肥深度及施肥效果。本文在双圆盘开沟器的结构基础上设计了一种大小圆盘式深施肥开沟器，该深施肥开沟器既能满足入土深度，同时又具备双圆盘式开沟器的优点，深受广大农户欢迎。
【关键词】精量播种机；深施肥开沟器；大小圆盘
机械精密播种技术是一项科技含量高，节本增效的适用技术，是保护性耕作的重要内容之一。精量播种机可一次性完成开沟、施肥、播种、覆土、施药、镇压等多道工序，而施肥深度是评价精量播种机工作质量的重要指标之一。为了应对日益增长的农业生产成本，农民迫切要求提高施肥效率和施肥质量，然而施肥深度浅或表施会导致肥料易挥发、易流失或难以到达作物根部，不利于作物吸收，造成肥料利用率低。因此，精量播种机中的施肥开沟器如果能够使肥料深施，将会达到保肥增效、提高产量的目的。
1.现有施肥开沟器的种类及其特点
施肥开沟器的作用是在播种机作业时开出肥沟，将肥料导入沟穴内。对施肥开沟器的要求是：开沟直、深度一致、肥料在行内分布均匀、不乱土层、避免杂物（作物残茬、杂草等）造成堵塞、对土壤适应性好、结构简单、阻力小。
1.1双圆盘施肥开沟器
双圆盘施肥开沟器两圆盘刃口在前下方相交于一点，形成一个夹角，如图1.1所示。工作时，靠自重及附加弹簧压力入土，两圆盘滚动前进，将土切开并推向两侧而形成肥沟。下肥管将肥料导入肥沟，然后靠回土及沟壁塌下的土壤覆土。圆盘周边的刃口在滚动时可切断根茎和残茬。工作较稳定，能适用于较高速度作业。开沟时不搅乱土层，且能用下层湿土覆盖肥料。滚动切土，不易堵塞，开沟阻力小，不挂草，可以在杂草和残茬多的田间工作。缺点是开沟器结构复杂，重量大，附土和入土性能较差，特别在粘重土壤上更为严重。
1.2单圆盘施肥开沟器
单圆盘施肥开沟器的曲率半径一般为600mm-700mm，圆盘与播种机前进方向有一个偏角为3°-8°，依靠圆盘的旋转进行切土开沟，如图1.2所示。在圆盘一侧，有下肥管将肥料导入肥沟内。与双圆盘施肥开沟器相比，单圆盘施肥开沟器重量较轻、入土能力强，结构也比较简单。但开沟时土壤沿圆盘凹面升起后抛向一侧，部分湿土被掀起，干湿土层略有混合，容易跑墒。
1.3锄铲式施肥开沟器
该施肥开沟器如图1.3所示，工作时将部分土壤升起，使底层土壤翻到上层，对前端及两边土壤有挤压作用，开沟后形成土丘和沟痕。由于下层湿土翻至上层，不利于保墒，并使干土、湿土混合，因此，不宜在干旱地区使用。此外，对播前整地质量要求较高，在土块大、残茬、草根较多的田地上作业时，易缠草、拥土和堵塞，施肥深度也不稳定。其优点是结构简单、重量轻、容易制造、开沟阻力小、入土能力强。
1.4芯铧式施肥开沟器
这是一种锐角入土的施肥开沟器，工作时，其前棱和两侧对称的曲面使土壤沿曲面上升，并将残茬、表层干土块及杂草向两侧抛出翻倒而开沟，两侧板将土壤挡在两边，肥料由下肥管散落于沟底，然后土壤由侧板后部落回沟内。其优点是开沟宽度大、深度深、沟底平整。缺点是开沟阻力大，不适于高速播种。
1.5滑刀式施肥开沟器
工作时，刀形前刃向前滑动切开土壤，随后由两侧壁将土壤挤开形成肥沟。肥料从两侧板中间落入沟底。开沟宽度取决于后部两侧板相距大小。侧板尾部成阶梯形或斜边缺口，可使下层湿土先落入 沟内覆盖肥料。V形地板压实肥沟，使肥沟形成V形。其优点是开沟深度稳定，不乱土层。缺点是入土性能较差。
双圆盘式开沟器的特点是滚动切土、不易堵塞、开沟阻力小、不易挂草，开沟时不搅乱土层。因此这种施肥开沟器的工作适应性强，能在整地条件较差、土壤湿度较大、残茬较多的情况下作业，且工作稳定可靠，能适于较高速度作业。但其入土性能差，在高速下需较大的压力作用才能入土。因此，本团队在双圆盘开沟器的结构基础上设计了一种大小圆盘式深施肥开沟器，该深施肥开沟器既提高了入土性能，同时又具备双圆盘式开沟器的优点，深受广大农户欢迎。
2.1大小圆盘式深施肥开沟器的结构设计
该深施肥开沟器主要由摇臂装置、开沟盘支架、大开沟盘装置、小开沟盘装置、刮泥板、下肥管、保护装置组成，结构示意图如图2.1所示。
该大小圆盘式深施肥开沟器先由大开沟盘进行破茬、入土，再由小开沟盘与大开沟盘共同形成的双圆盘进行二次开沟。这种开沟器直接由上而下的对土壤及残茬进行切割开沟，大开沟盘先入土，将土壤切开一个豁口，然后两个圆盘滚动前进，两圆盘刃口相交处直接入土，并继续将土壤切开，推向两侧，形成肥沟。如图2.1所示，该深施肥开沟器配有柔性弹簧保护装置，该装置可以使深施肥开沟器在深施肥作业时，避免因偶遇硬土块或砖石等引起阻力过大而损坏开沟器。
2.2大小圆盘式深施肥开沟器的田间应用
根据黑龙江、内蒙古等地的大田试验反馈数据可知，无论是粘土土壤、沙土土壤，还是杂草及残茬较多的土壤，该深施肥开沟器的施肥深度都可达到15cm以上。深施肥料能使肥料分布在整个耕层，便于农作物吸收，减少养分挥发损失，并使土肥相融，培养地力。所以，该深施肥开沟器的施肥深度可以满足广大农户“深施肥料、保肥增效”的要求。图2.2为该深施肥开沟器田间作业照片。
3.结论
（1）该大小圆盘式深施肥开沟器具有开沟阻力小、入土能力强、开沟深度深、施肥深度稳定、土壤适应性好、不易粘土的特点，非常适于高速播种，且适用于在土质较硬、整地质量较差、杂草和残茬较多的田间工作。
（2）该大小圆盘式深施肥开沟器对土壤表面的扰动小，不搅乱土层，有利于保墒并减少水土流失。
（3）该大小圆盘式深施肥开沟器的施肥深度可达15cm以上，能够达到肥料深施的目的，促进根系发育，充分发挥增产效益。