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化学肥料的不合理施用导致土壤有机质含量下降,板结等一系列土壤问题。增施农家肥可有效改善土壤的理化性质,缓解化肥对土壤的破坏。但由于农家肥具有结块、含水率高、施肥量大的缺点,施肥过程中又存在装肥、运肥繁杂,作业强度大,人工撒施不均匀等问题,所以农家肥的施用受到很大的限制。农家肥施肥机械化可以很好的解决上述问题,但机械化施肥又存在着以下两方面问题:一是现有的农家肥抛撒机械多从国外引进,功能繁杂、价格昂贵,国内推广难度大;二是国内生产的农家肥抛撒机械以仿制为主,对农家肥抛撒机技术缺乏深入研究,施肥效果不理想。这些问题严重阻碍了农家肥的大面积使用。针对以上问题,研制了一种新型的农家肥抛撒机,该抛撒机为牵引式,由地轮驱动输肥、拖拉机动力输出轴驱动抛撒。
全国畜禽粪污约38亿吨!“既要吃肉又要环保”怎么办?畜禽养殖污染是长江流域治理污染的难题之一。实践证明,既要保证肉蛋奶等畜产品的供应,又不污染长江,大力推进畜禽粪污资源化利用是有效途径。”3月3日,出席全国两会的全国人大代表、荣昌区委书记曹清尧说,荣昌是我国生猪养殖重点地区,日产粪污量4300吨。“这么大量的污染物如果排入长江,‘一江碧水’就很难实现。既要吃肉,又要环保,唯一做法就是推进畜禽粪污资源化利用。”为此,曹清尧在本次全国两会上提出了《关于加大国家对长江上游地区畜禽粪污资源化利用的建议》。“习近平总书记强调‘要把修复长江生态环境摆在压倒性位置,共抓大保护,不搞大开发’,每年全国畜禽养殖产生粪污约为38亿吨,长江上游地区约10亿吨。但是,目前国家支持的畜禽粪污资源化利用整县推进项目在长江上游地区不足10个。”为了让面源污染降下去,让土壤地力肥起来,曹清尧提出六条具体建议:一是畜禽粪污资源化利用整县推进项目在长江上游区县实现全覆盖;二是加大对长江上游地区畜禽粪污资源化利用科技研发的投入。比如做好有机肥加工和农田施用消纳设备的研究应用和推广;研究集成一批控源减排、清洁生产、高效堆肥、沼液沼渣综合利用等先进技术,提高新技术的推广效率;
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。
针对国内变量施肥机作业幅宽小,变量新型扬粪机缺乏的问题,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,且具有较好的新型扬粪机抛撒均匀性,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。
有机肥料亦称“农家肥料”。凡以有机物质(含有碳元素的化合物) 作为肥料的均称为有机肥料。包括人粪尿、厩肥、堆肥、绿肥、饼肥、沼气肥等。具有种类多、来源广、肥效较长等特点。有机肥料所含的营养元素多呈有机状态,作物难以直接利用,经微生物作用,缓慢释放出多种营养元素,源源不断地将养分供给作物。施用有机肥料能改善土壤结构,协调土壤中的水、肥、气、热,提高土壤肥力和土地生产力。有机肥料是指由动物的排泄物或动植物残体等富含有机质的副产品资源为主要原料,经发酵腐熟后而成的肥料。有机肥有改良土壤、培肥地力、提高土壤养分活力、净化土壤生态环境、保障蔬菜优质高产高效益等特点,是设施蔬菜栽培不可替代的肥料。设施蔬菜栽培常用的有机肥料主要有商品有机肥料和农家肥。
我国农家肥资源十分丰富,但目前我国农家肥使用率不足10%,由于传统农业对于化肥有很强的依赖性,又得不到科学的施用,使得农业生态环境进一步恶化。农家肥不但可以减少化肥用量、丰富土壤的营养成分,还可防止土壤有机质下降。对于像堆肥或农家肥这样的原始农家肥,还缺乏机械化施肥的手段,制约了原始农家肥的大面积应用。国内外传统的机构和抛撒机构都是依赖拖拉机输出动力传动,对于其输肥机构需要的转速很低,需要复杂的减速和调速机构,才能实现输肥机构按照需要的输肥速度进行作业。而现有的左右两侧从动轮靠通轴连接,动力传递给中间轴,经过棘轮传递给输肥机构,这种传动方式不能实现从动轮分动,影响转向灵活,同时棘轮噪声大,易磨损,寿命短。还有一种地轮驱动方式是在从动轮外侧连接链轮,这种方式施肥左右从动轮受力不均衡,影响作业效果。因此,在农家肥抛撒机上实现地轮驱动输肥稳定、不影响转向灵活是地轮驱动的关键。本研究从刚性车轮的行驶阻力的角度出发,充分考虑地面和农家肥抛撒机作业的相互关系的基础上,详细阐述了地轮驱动输肥的基本理论,建立了刚性车轮的行驶阻力和输肥机构链条所需张力数学模型,从而揭示了地轮驱动输肥的可行性条件,为后续进行农家肥抛撒机地轮输肥机构仿真计算奠定基础。