系列水稻深施肥机的研究设计
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摘 要：论述了系列水稻深施肥机具及技术项目的工作情况，重点介绍了不同年代有代表性的几种机型的设计、研究成果及推广应用。指出了插秧施肥是水稻全程机械化的薄弱环节，需迫切研发和推广其关键成熟的技术及配套机具，补齐短板。
关键词：水稻;系列;深施肥机;研究设计
1 研究目的和意义
水稻生产需要投入大量化肥，这是不应忽视的事实。据调查，每公顷水稻在整个生育期需要投入0.2～0.5 t的化肥。全国每年生产水稻所用的化肥至少在500万t以上。所以化肥使用的多少在水稻生产成本中占有举足轻重的地位。目前，我国水稻机械化生产水平不断提升，但在插秧施肥方面存在短板，是水稻全程机械化的薄弱环节。为此，开展关键技术和配套设备的研究尤为迫切。
二十多年来我所研究推出的系列水稻深施肥机及技术，在节肥、增产、防止环境污染等方面都开辟了新的途径。
2 研究内容及成果
从20世纪90年代我所科研人员针对水稻插秧深施肥技术和机具开始了研究，针对我国及我省不同地区水稻生产模式、种植方式及机械化程度的不同，先后立项研究了如下水稻深施肥机具项目与之相适应。
2.1 机动水稻深施肥装置的研究
机动水稻深施肥装置的研究是黑龙江省科委的攻关项目，研究设计了可配装在国内外生产的四行、六行及八行插秧机的水稻深施肥装置，也可实现不同动力的专机配套。主要研究设计了无级调节肥量的排肥器、与主机联动并能起落的深浅可调式开沟器、密封透明肥箱、具有防风、防堵结构的排肥槽、防止挂草，以及可以仿型的弹力覆泥器。在与插秧机配套时，满足了整机平衡、作业协调稳定及动力传动可靠等性能。因此，在作业时可以准确、连续地完成开沟、分肥、输肥、埋肥等全部机械作业过程。
项目于1997年7月通过省级科研鉴定，鉴定结论为：该机与机动插秧机配套使用，能侧深施肥，节省肥料，提高肥效，结构设计合理;整机性能指标较好;达到了国内先进水平;该机具备批量生产的能力，可定型投产。该项目获省政府科技进步二等奖。
2.2 水稻深施肥机具的系列研究
水稻深施肥机具的系列研究是黑龙江省科委的攻关项目，主要研究适用于水田人工插秧、抛秧、水直播的水田深施肥机具，包括机动深施肥机和人力深施肥机。其主要技术指标：施肥量≤400 kg·hm-2，施肥深度30～50 mm，断条率<5%，可靠性>95%，机动施肥机工作效率10～15 亩·h-1，人力施肥机工作效率2～3亩·h-1。为水稻生产提供性能先进、使用可靠的人力和机动深施肥机具。
項目于1998年7月通过省级科研鉴定，鉴定结论为：结构设计合理;整机性能指标达到标准要求;可定型投产。
2.3 水稻插秧深施肥机的中间试验
水稻插秧深施肥机的中间试验是农业部项目，主要试验研究内容：选用935-6型水稻插秧机为主机与研制2ZTF-6型水稻深施肥机配套，机具分别在黑龙江、吉林、辽宁、江苏、宁夏等省、区的水田地区进行中间试验。试验目的是：
（1）考察2ZTF-6型水稻深施肥机在各省、区试点的性能、适应性和使用的可靠性。
（2）通过试点上对比田的实验，依据当地的最佳农艺耕作要求，确定最佳水稻品种、最佳复合肥、最佳施肥量、最佳施肥深度等参数。
项目于2000年8月通过部级科研鉴定，鉴定结论为：
（1）本项目经黑龙江、吉林、辽宁、江苏、宁夏等省区的28个试点，148台机具为时一年的中间试验，完成了合同规定的各项要求。
（2）据实验资料统计：五省区全年共作业2601.6 hm2;节肥幅度10%～40%;增产幅度5.2%～24%;节本增效幅度1150.6～3880.5元·hm-2。
（3）该项目技术含量高，经济效益好，符合有关标准的规定，机具使用可靠，性能良好，处于国内领先水平，已具备在全国推广的条件。
2.4 2FJ-1.8水稻深施肥机的研究
2FJ-1.8水稻深施肥机的研究是牡丹江市科委计划项目，主要研究与现有动力3.68～6.62 kW手扶拖拉机配套的水稻深施肥机，解决那些非机械插秧地区的水稻深施肥问题。
项目于2001年6月通过省级产品鉴定，鉴定结论为：该机结构合理，排肥器总成耐磨性好，转弯半径小，机动灵活;整机性能指标达到标准要求;使用可靠;技术文件齐全，生产能力强，可投产。该项目获牡丹江市科技进步二等奖。
2.5 2ZF-6型水稻深施肥机的研究
2ZF-6型水稻深施肥机的研究，是牡丹江市科委计划项目：该项目是2015以来对上述科技成果的二次开发，研制出的机型是一种后置式配装在高速水稻插秧机上的施肥装置，与日本、韩国及国内机型相比具有结构设计新颖、合理、简单、制造成本低（价格是日本、韩国机型的三分之一左右）、维修简单、操作方便、肥量调节灵活、使用可靠等特点，有很强的市场竟争力。
机具的创新点：
（1）创新研发了将施肥装置的动力与高速插秧机栽植臂同步工作，确保施肥与插秧同步作业，保证了施肥位置和施肥量精准度。
（2）创新研发了弹击施肥机构（获得发明专利）如图1所示，采用的弹击结构将肥料直接弹击施入到一定深度的水田泥中，省略了传统施肥结构中的开沟器、覆泥部件，避免了挂草、壅泥现象发生，保证了施肥质量，提高了作业效率。
1.肥箱2.机架总成3.阻拨轴4.槽式箱体5.调节定位锁紧螺母6.弧形滑道孔7.弹性片8.片裤9.轮毂10.驱动轴11.船板
12.栽植臂总成13.秧箱总成 14.肥管 15.风机 16.排肥器
（3）创新研发了高速水稻插秧机后置式施肥装置方案（取得实用新型专利）如图2所示。配装在水稻插秧机的传动箱上，位于秧箱后方部位，本装置总体配置和结构设计新颖、合理、简单，制造成本低，操作与调节简易、灵活、方便，使用可靠，施肥作业质量好。
1. 横梁2.固定座3.曲柄4.驱动轴5.主动齿轮6.立板
7.驱动杆8.栽植臂总成9.连接板10.船板总成
11.传动箱12.秧箱13.排肥管14.排肥轴
15.从动齿轮16.肥箱
3 结论
（1）深施肥机配装在插秧机上，在插秧同时深施肥，作业时一次完成开沟、排肥、深施及覆泥全部过程。达到把化肥连续、均匀、等量、等深度、等距离地埋到水稻根部泥中的要求。完成人手工很难做到的深施肥工作。它的应用从根本上改变了需要多次撒化肥的老方法，开创了我国水田化肥施用技术的新阶段。
（2）据黑龙江省农机推广总站介绍，2017年我省推动水稻种植关键环节机械化新技术，水稻机插侧深施肥新技术示范推广取得新进展。该技术是一项节本增效新技术，在节肥10%的前提下，比常规种植模式平均增产8%。2017年黑龙江省共有25个县（市、区）集中开展了水稻机插侧深施肥机械化技术示范和推广，试验示范各类水稻机插侧深施肥设备品牌11个，示范面积达到3.6万亩。农业农村部已把水稻机插测深施肥技术及机具列为水稻生产的技术规范中。
（3）我所累计推广水稻深施肥机及装置共计2852台，作业面积达72 537 hm2，节省化肥达10 880 t，增产水稻7254 t，节本增效13 222万元。目前该项技术已在全国水稻种植主产区快速推广，取得了巨大的经济效益。在创造可见效益的同时，也取得了重大的社会效益。应用水稻深施肥机减少了化肥的使用量和水对化肥的溶解量，减少了化肥对江河等水资源的污染，降低了公害，保护了环境，真正做到了“增产施肥、经济施肥、环保施肥”，贯彻落实了“三减”行动，推动了我国水稻生产的高产、高效、优质环保和可持续发展的现代化农业之路。
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