针对国内变量施肥机作业幅宽小,变量施肥抛撒机缺乏的问题,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。
(1)直接参与植物新陈代谢。植物可以直接吸收简单糖类、氨基酸、腐殖酸等有机物,这些有机物直接参与到植物内部转化、代谢、合成等生物化学过程。(2)提高矿物质元素有效性和肥料利用率。腐殖酸中大量的有机酸类等,使土壤中难溶性矿物质养分转成可溶,有利于同亲脂性和细胞膜亲和,提高矿物质营养元素的有效性。(3)提高作物抗性。腐殖酸中水溶性多糖可调节植物细胞质浓度,降低冰点使植物抗寒,生物碱、酸类物质抵御或杀灭病原菌和有害昆虫,增强植物抗病虫能力。(4)激活、增加土壤有益微生物。腐殖酸为土壤微生物提供了充足的营养,使土壤微生物种群和数量增加。(5)改善土壤理化性质。腐殖酸中的活性有机物和土壤矿物质形成有机胶体,促使土壤团粒结构形成,可全面改善土壤水、肥、气、热状况。可以看出,它的优点是含有非常丰富的有机质、腐殖质和植物搜需要的很多种营养元素。有机肥它可以改良土壤和改善土壤中的重金属,可以提高土壤的结构、提高土壤的营养元素、增强土壤保肥保水能力、调节土壤酸碱度、促进土壤微生物活动、提高土壤养分有效性等都具有良好的作用。

众所周知,中国占世界耕地的7%,人口占世界人口的22%,7%应对22%,付出的代价则是土壤的过度耗竭。我们更需要健康、肥沃的土壤用于可持续的植物生产,更需要解决畜禽废弃物的资源化利用来保驾动物的可持续生产。面对环境保护、可持续动植物生产加之国家政策的引导,大家的目光更多地汇聚在了商品有机(类)肥料产业,并且坚信它正在成为我们国家的一个新兴肥料产业。中国每年会有6000万吨养分的农业有机废弃物产生,如果全部还田,至少能节省大约50%的化肥,减少化肥使用,增加有机肥料,也源于为降低土壤所承受的压力。我们国家的耕地质量形势不容乐观,土壤养分转化慢、污染物积累、作物土传病害频发成为了影响耕地质量的三大障碍,其中最核心的问题是土壤生物功能在下降。研究发现,调控(根际)土壤微生物区系对作物高产和安全生产能够起到“四两拨千斤”的作用。就是说微生物对培肥土壤、对作物高产的作用不可估量。问题是如何来调控土壤微生物区系,帮助我们同时实现当季作物高产优质、又能持续保育土壤的双重目标。——沈其荣

种养结合和堆肥执行标准的实施,并不意味着商品禽畜粪便有机肥将面临重创,反而对企业是个好事。分析得出:“该标准要求养殖企业必须对禽畜粪便进行无害化堆肥处理,有机肥企业在加工该类肥料的时候反而会省去很多环节。企业通过深层次加工处理的商品有机肥作用会更加全面,肥效、利用率等都会在不同程度上有所提高,对土壤健康也会更加有利。有机肥企业可将省下来的精力更多投入到技术创新、研发等方面。” 据透露,此项堆肥标准有些指标相对较低,如水分质量分数≤45%即可。一方面农户可直接跟养殖场对接采购使用,另一方面利于厂家在堆肥原料上深层次加工。而那些没有能力做堆肥处理的小型养殖场甚至可以与有机肥厂合作共建堆肥设施。

堆肥标准的实施对禽畜粪便有机肥企业来讲既是一次调整,同时也是一次提升。一方面种植业对禽畜粪便有机肥的消纳量将决定养殖的规模,超出消纳量的养殖企业根据需要在养殖结构上做出一定调整,禽畜粪便或是做沼气处理成为能源,或是做有机肥;另一方面,以前有机肥企业都是盲目去做量的发展,只设最低产能下限却没有设置上限。未来商品有机肥产能过剩的企业就需要下调或者将超出的产能通过技术升级方式制成高端产品,销往其他市场,也可以与当地没有加工技术的养殖场合作共赢。中国农业大学教授也认为,执行标准中要求的源头处理可使有机肥企业简化加工程序,更多投入到技术创新、产品升级上来,将更加利于整个禽畜粪便有机肥行业的发展与壮大。

针对目前大多数撒肥机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抛粪机现货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,横向供应抛粪机撒肥变异系数为5.215%,此时肥料抛撒的均匀性最好,满足施肥作业要求。该装置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。