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精准施肥作为精准农业的一个重要组成部分,是减少农业投入,提高 农产品质量,减少环境污染的有效途径。圆盘式变量施肥机作为处方图的具体实施机具,在整个变量施肥过程中起着关键作用。本文以圆盘式施肥机理论分析为指 导,对影响试验效果的主要参数进行了理论分析,主要包括:落肥口位置,落肥口大小,叶片倾角,圆盘转速及肥料自身特性;并在符合美国农业工程师学会 (ASAE)标准的试验环境下,以我国常用的4种肥料为试验材料,针对影响试验效果的上述主要参数进行了室内静态模型的抛撒试验,指明了不同参数对模型抛撒试验施肥效果的影响。
1、改良土壤、培肥地力。有机肥料施入土壤后,有机质能有效地改善土壤理化状况和生物特性,熟化土壤,增强土壤的保肥供肥能力和缓冲能力,为作物的生长创造良好的土壤条件。2、增加产量、提高品质。有机肥料含有丰富的有机物和各种营养元素,为农作物提供营养。有机肥腐解后,为土壤微生物活动提供能量和养料,促进微生物活动,加速有机质分解,产生的活性物质等能促进作物的生长和提高农产品的品质。 3、提高肥料的利用率。有机肥含有养分多但相对含量低,释放缓慢,而化肥单位养分含量高,成分少,释放快。两者合理配合施用,相互补充,有机质分解产生的有机酸还能促进土壤和化肥中矿质养分的溶解。有机肥与化肥相互促进,有利于作物吸收,提高肥料的利用率。
针对锥形撒肥圆盘存在抛施肥均匀性差、相关理论和解析模型研究较少等问题,建立了肥料颗粒在锥形撒肥圆盘上及空气中的运动模型。分析锥形撒肥圆盘结构和运动参数对肥料颗粒自旋性的影响,将肥料颗粒的自旋性充分考虑在整个运动过程中,进而得到影响抛撒均匀性及抛撒幅宽的主要因素。采用正交试验方案研究了叶片长度、叶片倾角、锥形撒肥圆盘转速对肥料颗粒抛撒的横向变异系数的影响。对正交试验结果进行方差和极差分析,结果表明:叶片长度为145 mm、叶片倾角为0°、锥形撒肥圆盘转速为1 200 r/min时,抛撒的横向变异系数为5.80%,满足抛施肥作业要求。该研究可提高马铃薯锥盘式撒肥机施肥作业效率,为锥盘式撒肥机的设计提供理论参考。
目前,中国已经成为世界第一大马铃薯生产大国,我国马铃薯总产量位于全球首位,但单产水平却较低,合理的中耕管理施肥能有效提高马铃薯产量和质量,避免长期施肥不当造成的土壤酸碱不平衡、水土流失严重等一系列的环境问题。近年来,国外大多数采用圆盘式撒肥机进行撒肥作业,采用水平或锥形撒肥盘并安装若干个甩肥叶片调节撒肥宽幅,但国外的撒肥机械相对价格昂贵,配件供应不及时,撒肥均匀性有待提高;我国对撒粪车的研究较晚,现处于初步阶段,现有的机具存在施肥精度不高、肥料抛撒均匀性差等问题,我国大多数变量撒肥机都是圆盘式撒肥机构,且多以水平圆盘为主,对锥盘式撒肥机的结构和相关的理论研究较少。针对现阶段中国大多数撒肥机械在作业过程中存在抛撒不均匀和施肥量调节精度较差、调节时间较长等问题,本文针对撒粪车现货进行研究,并对其关键部件进行了设计与试验研究。
中国地域辽阔,人口众多,有机肥料资源十分丰富。种类多,数量大,是中国农业生产的重要肥源,但它也是农业、畜牧业生产的副产物。可以说,哪里有农业、畜牧业、哪里就有有机肥源。城市中可以利用的有机生活垃圾,主要来自农产品和畜产品。所以农业、畜牧业越发展,有机肥资源就越丰富。根据全国各地区调查,使用的有机肥料就有14类100多种。人粪尿是一项重要有机肥源。平均每个成年人每年粪尿排泄量约为790公斤,折含氮素(N)4.4公斤,磷素(P2O5)1.36公斤,钾素(K2O)1.67公斤。如以人粪收集利用率按60%、人尿30%计算,中国农村人口有9亿,折合为成年人,每年就可积攒人粪尿1600多亿公斤,可为农业生产提供氮素90万吨,磷素28万吨,钾素34万吨。