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施用农家肥是中国传统农业精耕细作的前提,是一种典型的生态农业和循环经济,其具体成效有两个方面,一是妥善处理农村家庭生活和生产废弃物,并改善农村环境;二是提高土地肥力、实现增产增收。在传统农村社会,农家肥是农业生产之宝。农家肥主要来自农户排泄物、生活生产废弃物、养殖家畜家禽的排泄物。在日常生活中,农户通过垫土(即用土播撒)来覆盖排泄和废弃物,达到清洁居家环境的目的。积攒到一段时期就会产生堆肥的效果,最终形成农家肥。开春之初最重要的农活是“出粪”,即把猪圈里积攒了一年的农家肥撒肥机农家肥挖出来。每年春节初七、初八之后,勤劳的各家各户便开始忙碌起来,村内街道上到处是已经沤熟的农家肥,等待晾晒干、失水变轻后用独轮车运到地里,以备春耕。年节后,村子里便弥漫着一股臭气熏天的意味,虽然非常不卫生,但村民们都已经习以为常。随着农民收入和生活水平的提高、农业现代化与新农村建设的推进,农村的“出粪”现象在一些发达农村地区已经变得十分罕见,农家肥由宝变害,也得到了科技力量的支持,农家肥撒肥机现货技术引导产生粪便抛撒设备,实现粪便均匀抛撒还田。
针对国内变量施肥机作业幅宽小,变量缺乏的问题,该文应用变量施肥技术,设计了一种基于处方图的链条输送式变量施肥抛撒机。通过分析肥料颗粒在撒肥盘上的运动和受力,建立了肥料颗粒在脱离撒肥机圆盘过程中的运动方程,设计并确定了变量抛撒控制系统、肥箱、肥门自动开启装置等关键部件的结构及参数。并进行了不同施肥量和抛撒均匀性的试验,结果表明:链条输送式变量施肥抛撒机变量效果较好,且具有较好的抛撒均匀性,在拖拉机速度1.5 m/s,实际施肥量与预置施肥量相对误差最大值为7.53%;拖拉机速度2 m/s,目标施肥量225 kg/hm2,抛撒幅宽设定30 m,有效幅宽抛撒变异系数为14.90%,能够较好的满足实际生产要求。
有机肥还田不但提供了庄稼生长需要的许多营养元素,而且增加土壤的有机物的含量,并能改善土壤的团粒结构,提高土壤通风和蓄水能力。合理撒施有机肥还可以改善农业大气环境、水环境、生物环境。 有机肥在施用前需要进行相应的处理。根据有机肥含水率的不同大致可分为两类:液体有机肥和固体有机肥,液体有机肥需要用处理池进行处理后才可以撒施到田间,处理池的位置应远离住宅、水源以免产生污染;而固体有机肥处理时采用堆积发酵处理,也应该尽量覆盖有机肥和畜禽有机肥堆放场,保护大气环境质量。我国现阶段的情况采用较多的是固体有机肥堆积发酵处理。 针对不同的有机肥应采用不同的撒施设备,有机肥撒施机国外已经有了系列产品,可以对不同形式的有机肥进行撒施。而国内还是采用传统式的人力撒施,对的研究才刚开始,除吉林农业大学对农家肥撒施机(螺旋式)已经进行了试验研究,其他尚无相关研究报道。应用农家肥撒施机可以改善劳动者的工作环境,减轻有机肥撒施作业的劳动强度,提高撒施的均匀度,提高农民施有机肥的积极性,是促进农业生态平衡和农业可持续发展战略的重要内容。 本文对固体有机肥撒施机的撒施部件(水平圆盘式)进行了试验研究。水平圆盘式撒肥部件对有机肥的适用性强,撒施均匀性好,因此具有广泛的使用价值。
针对目前大多数在作业过程中存在抛撒不均问题,该文设计了一种锥盘式撒肥装置。通过对该装置结构和工作原理的阐述及肥料颗粒在撒肥盘、叶片上和空气中的动力学和运动学分析,建立了肥料颗粒的运动模型。以叶片长度、叶片水平投影倾角、撒肥盘转速、肥箱落肥口位置和面积为试验因素,以肥料抛撒的横向变异系数为试验指标进行了台架试验。试验表明,当落肥口位置(落肥口中心点在以叶片旋转中心在地面的投影为坐标原点的空间直角坐标系中的坐标值)为(70 mm,0,800 mm),叶片长度为150 mm,落肥口面积为2456 mm2,叶片水平投影倾角为1°,撒肥盘转速为1090 r/min时,横向撒肥变异系数为5.215%,此时肥料抛撒的均匀性最好,满足施肥作业要求。该基本上解决了肥料抛撒不均方面的不足,为锥盘式撒肥机的设计与优化提供了参考。