国内外果园开沟施肥机械现状分析

2021果园施肥机械国内外发展现状与问题范文 摘要：　林果业是我国农业的重要组成部分，产量长期位居世界前列。

果园的施肥方法和施肥效率直接关系到林果的产量和质量。

提高果园施肥效率是增加林果产量和质量的重要途径。

目前，我国许多地区果园施肥采用人工的方法，施肥机械的发展远远满足不了果园技术要求，果园施肥技术亟待提高。

文章对当前国内外存在的果园开沟施肥机技术进行分析比较，总结现有开沟施肥机具的特点。

通过分析，对开沟施肥机未来发展趋势进行展望，未来施肥技术将逐渐向智能化、精准化方向转变，在追求效益最大化的同时，会更加注重对环境的保护和资源的节约。

关键词：　果园;开沟施肥; 存在问题; 展望; Abstract：　Thefruit industry is an important part of China's agriculture, and its output has been in the forefront of the world for a long time. The fertilization method and fertilization efficiency of the orchard are directly related to the yield and quality of thefruit.Increasing fertilization efficiency in orchards is an important way to increase the yield and quality of forest fruit. At present, theartificial fertilization method in orchards in many areas of China, the development of fertilizing machinery can not meet the technical requirements of orchard, and the fertilization technology of orchard needs to be improved. This paper analyzes and compares the existing orchard dredging machine technology at home and abroad, and summarizes the characteristics of existing ditching and fertilizing equipment. Through analysis, the future development trend of the trenching fertilizer machine is forecasted. It is believed that the fertilization technology will gradually change towards the direction of intelligence and precision. While pursuing the maximum benefit, it will pay more attention to environmental protection and resource conservation. Keyword：　Orchard;Trenching and fertilization; Problems; Prospect; 0、引言 林果业是我国农业的重要组成部分，产量长期位居世界前列。

施肥机械的发展现状及未来趋势分析植物施肥是农业生产中关键的环节之一，良好的施肥管理能够提高作物产量和质量，并促进农业可持续发展。

而随着农业技术的不断发展和智能化水平的提高，施肥机械起着越来越重要的作用。

本文旨在分析施肥机械的发展现状，并展望未来的趋势。

施肥机械是指用于自动或辅助设备进行施肥操作的机械装置。

过去的几十年里，施肥机械经历了显著的发展和创新。

从最基本的手动喷雾器到全自动的喷施系统，施肥机械在提高效率、节约施肥剂和保护环境方面做出了巨大贡献。

目前，施肥机械市场呈现出以下几个主要的发展趋势：1. 自动化和智能化的发展：随着农业技术的快速发展和人工智能的应用，施肥机械正朝着自动化和智能化方向发展。

现代施肥机械配备了先进的传感器和控制系统，能够根据作物的需求和土壤条件实时调整施肥量、频率和方式。

这不仅提高了施肥的准确性和效率，还降低了施肥剂的使用量，减少了对环境的影响。

2. 多功能施肥机械的兴起：为了适应农业生产的多样化需求，施肥机械也在不断发展多功能化。

现代施肥机械不仅可以进行基本的施肥作业，还可以与其他农业机械相结合，如喷洒机、播种机和除草机等。

这种多功能化的设计使得农民在同一台机械上可以完成多种任务，提高了生产效益和灵活性。

3. 精准施肥技术的应用：精准施肥技术是施肥机械发展的一个重要方向。

通过采用先进的传感器和数据分析技术，施肥机械可以实现对作物的精准施肥。

例如，根据土壤质地、植株生长情况和气候条件等因素确定最佳施肥量和时间，实现精准施肥，提高施肥效果和作物品质。

未来，施肥机械的发展有望继续朝着以下几个方向发展：1. 智能化水平的进一步提高：随着人工智能和大数据等技术的不断进步，施肥机械将更加智能化。

未来的施肥机械可能会更加精确地分析和预测作物的需求，并根据各种因素进行自动调整。

同时，施肥机械与农业云平台的集成也将成为可能，从而实现更高水平的智能化管理。

2. 精准施肥技术的进一步创新：精准施肥技术将是未来施肥机械发展的重点领域之一。

国内外农业机械化现状与发展趋势分析一、国内农业机械化现状随着农业现代化进程的不断推进，我国农业机械化水平不断提高。

农业机械化已成为我国农业发展的重要支撑力量，有效地提高了农业生产效率，缓解了农业劳动力不足的矛盾，为农业现代化注入了新的动力。

1.农业机械化设备逐步普及目前，我国农业机械化设备逐步普及，拖拉机、收割机、播种机、喷洒机等各种类型的农业机械设备在农村广泛使用。

特别是在粮食主产区，小型拖拉机已经成为必备的农业机械设备，大大提高了农业生产效率。

2.农机化服务水平不断提高农机化服务水平也在不断提高。

政府出台了多项农业机械化补贴政策，鼓励农民购置农业机械设备，促进了农村农机化水平的提高。

一些地方还探索推行农机合作社和农机流转方式，提供更加灵活、便捷的农机化服务，大大方便了农民的生产生活。

3.农业机械化领域仍存在短板尽管我国农业机械化取得了显著成就，但在一些农业机械化领域仍存在短板。

我国农机设备更新换代速度不够快，部分老旧设备仍然在使用，影响了农业生产的效率和质量。

农机农具的适应性和智能化程度有待提高，跟不上农业现代化的步伐，制约了农业生产水平的提高。

农业机械化服务网络尚未完善，一些偏远地区和贫困地区对农机化设备的需求没有得到充分满足。

二、国外农业机械化现状在国外，发达国家的农业机械化水平相对较高，农业机械设备种类齐全，技术水平领先，为农业现代化提供了有力支撑。

1.发达国家农业机械化水平高在美国、德国、日本等发达国家，农业机械化水平较高，农业机械设备覆盖了整个农业生产过程，从播种、管理到收获，各个环节都配备了高效的农业机械设备。

特别是在大规模种植和大面积收割的农业生产中，农业机械化设备功不可没，极大地提高了生产效率，降低了生产成本。

2.发展中国家农业机械化仍存在瓶颈在一些发展中国家，农业机械化水平相对较低，主要依靠人力、畜力来进行农业生产。

由于资金、技术和人才等方面的限制，这些国家的农业机械化发展受到一定的制约，农业生产效率较低，农民收入水平相对较低。

果园施肥开沟机的发展现状和趋势邵书山ꎬ王晓燕ꎬ程俊男ꎬ马念杰ꎬ张㊀波ꎬ张东旭ꎬ张学敏(中国农业大学工学院ꎬ北京㊀１０００８３)摘㊀要:果园开沟施肥是在果园生产过程中十分重要的环节之一ꎬ对果树的生长和水果的产量有着重要的影响ꎮ为此ꎬ分类简述了国内外几种果园施肥开沟机械的作业方法和特点ꎬ并整理分析了果园施肥开沟机械的发展现状以及存在的问题ꎬ同时指出了我国果园施肥开沟机械的发展趋势ꎮ关键词:果园施肥开沟机ꎻ发展现状ꎻ问题ꎻ发展趋势中图分类号:Ｓ２３３.１㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ文章编号:１００３－１８８Ｘ(２０１９)０５－０２５６－０６０㊀引言目前ꎬ我国的水果种植面积和水果产量均居世界首位ꎬ近十几年来我国的水果产量在逐年增加:２０１４年水果产量为２６１４２.２万ｔꎬ２０１５年的产量为２７３８１.８万ｔꎬ２０１６年的产量为２８３１９.０万ｔꎮ随着我国水果产业的快速发展ꎬ果农对果园机械的需求也迅速提高[１－４]ꎮ果园施肥是果树生长过程中不可或缺的环节ꎬ施肥质量的好坏直接决定着水果的产量和品质ꎬ但市场上却缺少可靠高效的开沟施肥机械ꎮ国内大部分果园还是依靠传统的人工施肥ꎬ作业强度大ꎬ生产效率低ꎬ严重地阻碍了我国水果产业的发展[５－６]ꎮ因此ꎬ使用果园施肥开沟机械来代替人工就显得十分迫切ꎮ为此ꎬ本文总结了目前国内外几种主要类型的果园施肥开沟机ꎬ包括其工作原理及作业特点ꎬ并提出了我国果园施肥开沟机械存在的问题ꎬ分析了其发展趋势ꎮ１㊀国外果园施肥开沟机的研究现状果园施肥开沟机的发展很大程度上依赖于开沟机的发展ꎮ开沟机是一种专用于挖掘沟渠的工程机械ꎬ在农业㊁工程等领域都有广泛的应用ꎮ用于果园施肥的开沟机械主要有４种类型:犁式开沟机㊁链式开沟机㊁圆盘铣刀式开沟机和螺旋钻式开沟机ꎮ这４种开收稿日期:２０１７－１２－１４基金项目:现代农业产业技术体系建设专项(ＣＡＲＳ－２９)ꎻ国家重点研发计划 智能农机装备 重点专项(２０１７ＹＦＤ０７００３００)作者简介:邵书山(１９９４－)ꎬ男ꎬ安徽亳州人ꎬ硕士研究生ꎬ(Ｅ－ｍａｉｌ)１４３００９８０８７＠ｑｑ.ｃｏｍꎮ通讯作者:张学敏(１９７５－)ꎬ男ꎬ呼和浩特人ꎬ副教授ꎬ硕士生导师ꎬ(Ｅ－ｍａｉｌ)ｘｕｅｍｉｎ＿ｚｈ＠ｃａｕ.ｅｄｕ.ｃｎꎮ沟模式在国内外的果园施肥开沟机上都有应用[７]ꎮ由于国内外的果园种植标准和规模的不同ꎬ主要研究和应用的开沟方式也有所不同ꎮ国外果园开沟机的研究起步较早ꎬ２０世纪７０年代末ꎬ在美国㊁法国㊁意大利㊁日本等发达国家就兴起了开沟机研制的热潮[８]ꎻ但经过长时间的发展现在已形成以链式开沟机㊁圆盘铣刀式开沟机和螺旋式开沟机为主ꎬ其他类型为辅的发展模式ꎮ从近几十年的发展情况来看ꎬ国外开沟机具正在向着专业化㊁系列化㊁标准化和多样化[９]的方向发展ꎮ１.１㊀美国研制的开沟机美国在开沟机的研究生产方面一直处于世界领先位置ꎬ生产的开沟机在其他国家都有应用ꎮ例如ꎬ美国凯斯公司生产的ＣＡＳＥ８６０型链式开沟机[１０]ꎬ如图１所示ꎮ图１㊀Ｃａｓｅ８６０链式开沟机Ｆｉｇ.１㊀Ｃａｓｅ８６０ｃｈａｉｎｄｉｔｃｈｅｒ这种开沟机的主要特点是采用了ＣＡＴ发动机ꎬ在传动系统中使用了无极变速ꎮ为了满足开沟深度的要求ꎬ在该机的设计时ꎬ采用低速大扭的方式ꎬ既延长了链上切割刀片的寿命ꎬ又使得开沟机的生产力得到很大的提高ꎮ这种链式开沟机一般通过三点悬挂装置悬挂拖拉机的后方ꎬ在进行开沟作业时ꎬ拖拉机驾２０１９年５月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５期驶员通过液压操纵手柄可以控制开沟机的开沟深度ꎬ拖拉机带动开沟机具前进ꎻ动力由拖拉机输出后ꎬ经过动力传动系统变速之后ꎬ通过链条将动力传到主轴ꎬ开沟链在动力的作用下快速旋转ꎬ链上的切割刀片切削土壤ꎬ被切割下来的土壤被传送到螺旋排土器ꎬ并被推送到所开沟的两侧ꎬ达到开沟的目的ꎮ该种开沟机结构简单ꎬ作业效率高ꎬ稳定性强ꎮ美国Ｔｒｅｎｃｏｒ公司生产的１６６０ＨＤ型链式开沟机ꎬ如图２所示ꎮ该开沟机是目前世界上最大的链式开沟机ꎬ配备了卡特彼勒发动机ꎬ发动机功率可以达到５５９ｋＷꎬ开沟链在工作时通过机械传动驱动ꎬ传动系统采用了卡特彼勒差速驱动的滚子[１１]ꎬ能够开出深度达２.４~７.５ｍ㊁宽度达３５~１５２ｃｍ的沟ꎬ可以完成大规模的土壤挖掘作业ꎬ作业效率高ꎬ机器寿命长ꎻ但由于机身过大ꎬ维修不方便ꎮ图２㊀１６６０ＨＤ型链式开沟机Ｆｉｇ.２㊀１６６０ＨＤｔｙｐｅｃｈａｉｎｄｉｔｃｈ美国研制的三钻头挖坑机ꎬ作业时可以同时挖掘３个施肥坑ꎬ能够根据果树的大小和株距的不同来调节３个钻头之间的距离和挖坑深度ꎬ工作效率较高[１２]ꎮ美国研发生产的ＭＤＬ－５Ｂ型挖坑机ꎬ如图３所示ꎮ其发动机为４.１ｋＷ的ＢＳＩｎｔｅｋＰｒｏ０ＨＶꎬ采用了人－机工程学原理ꎮ工作时ꎬ使用液压系统驱动螺旋钻头旋转ꎬ操作者和发动机分离ꎬ使两者保持较远的距离ꎬ大大减轻了发动机的噪声对工作人员的影响ꎮ１.２㊀欧洲各国研制的开沟机欧洲研制开沟机的国家主要有法国㊁俄罗斯㊁意大利等国家ꎮ法国马莱公司生产的ＳＭ５００Ｃ型链式开沟机[１３]ꎬ被广泛应用于农业工程领域和城市的道路建设中ꎬ工作效率高ꎬ一天可完成２０００~３０００ｍ的开沟作业ꎬ且能够在低噪音下实现正挖和侧挖作业ꎬ没有扬尘㊁作业效率高㊁对路面的破坏作用很小ꎮ由于ＳＭ５００Ｃ型链式开沟机的开沟宽度较小ꎬ能够最大限度地减小土壤对机身的阻力ꎮ俄罗斯研制的ａＴｙ－１６１型悬挂式开沟机[１４]ꎬ配备３６.８ｋＷ的发动机ꎬ为开沟作业提供足够的动力ꎬ能够开出深１６００ｍｍ㊁宽２００~４００ｍｍ的沟ꎬ广泛应用在工程开沟作业中ꎮ图３㊀ＭＤＬ－５Ｂ型挖坑机Ｆｉｇ.３㊀ＭＤＬ－５Ｂｅｘｃａｖａｔｏｒ意大利生产的ＤＭＲ－６５单圆盘旋转开沟机ꎬ使用菲亚特－１００拖拉机作为动力输出ꎬ能够开出深度为１.０５ｍ的梯形沟ꎮ其特点是将圆盘安装在主轴的一侧ꎬ圆盘上安装有３把切割土壤的刀片ꎬ并排列成 Ⅰ 型ꎬ使得开出的沟壁十分平整ꎮ这种圆盘铣刀式开沟机因其开沟阻力小㊁作业效率高㊁尺寸小及容易和施肥机构配合等特点被大量使用在果园施肥开沟工作中ꎮ该种机型的开沟机构主要由主轴㊁安装在主轴上的开沟圆盘㊁开沟刀片和整形刀等组成ꎮ拖拉机通过动力传递系统将动力传至主轴使其转动ꎬ带动主轴上圆盘及开沟刀片旋转并切削土壤ꎬ切下来的土壤被翻转㊁破碎㊁抛掷到沟的两侧ꎬ整形刀片对开的沟整形ꎬ使得沟壁光洁平整ꎮ１.３㊀日本研制的开沟机日本作为亚洲的发达国家ꎬ其农业机械化水平相对较高ꎬ在果园机械领域也处于亚洲的领先地位ꎮ但日本也是典型的人多地少的国家ꎬ其农业生产也主要是以小规模地块种植ꎬ所以日本所研发的果园施肥机主要以小型化为主ꎮ最早出现的是由日本研制的自走式挖坑机ꎬ该机以柴油机为动力ꎬ可在坡度高达６５ʎ的陡地上作业ꎬ并能始终保持驾驶室的水平状态ꎬ能够有效改善驾驶员的驾驶舒适性ꎮ此外ꎬ这种开沟机适合于各种地形地块的作业ꎬ通用性较强ꎬ作业效率高ꎬ得到了农民的认可ꎮ日本研制的ＭＴ－９００链式开沟机ꎬ如图４所示ꎮ这种开沟机适用于农业工程和建筑工程等的开沟作业ꎬ以履带大拖拉机为动力ꎬ可适２０１９年５月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５期合于各种地形的开沟作业ꎬ具有操作简单方便及作业效率高等优点[１５－１８]ꎮ图４㊀日本ＭＴ－９００型链式开沟机Ｆｉｇ.４㊀ＴｙｐｅｏｆＪａｐａｎｅｓｅＭＴ－９００ｔｙｐｅｃｈａｉｎｏｐｅｎｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ２　国内施肥开沟机的研究现状国内的施肥开沟机械的研究起步较晚ꎬ早期的应用主要以引进为主ꎬ在国外研究的基础上改进ꎬ使其适合于我国果园生产作业ꎮ随着我国水果产业迅速发展ꎬ国内的一些专家学者对果园施肥开沟机进行了大量研究ꎬ研制出了很多种类的果园施肥机械ꎬ基本都能满足开沟㊁施肥㊁覆土的一次性作业的要求ꎮ以下重点简述几种我国主要的开沟施肥机ꎮ２０１３年ꎬ由新疆农业大学张洪㊁张学军等人研制的密植果园挖穴施肥机ꎬ其结构如图５所示ꎮ该机主要构成部分有挖穴装置㊁施肥装置㊁升降装置㊁行走系统和电路控制系统ꎮ其中ꎬ挖穴装置是该机最主要的工作部件ꎬ它是由挖穴电机和挖穴钻头组成的ꎮ该机的控制系统集成在操作控制台上ꎬ在施肥开沟机工作时ꎬ按下控制台上的启动按钮ꎬ蓄电池开始驱动行走电机工作ꎬ机具向前行走至工作地点ꎻ然后ꎬ按下挖穴控制按钮ꎬ挖穴电机转动并带动挖穴钻头旋转ꎬ松开制动油泵手柄ꎬ挖穴钻头向地面运动开始挖穴ꎬ挖出的土壤沿钻头螺旋面向上运动ꎬ最终被抛在所挖穴的周围ꎻ当钻头挖到预定深度时ꎬ按下挖穴停止按钮ꎬ挖穴电机停止工作ꎬ同时按下升降按钮ꎬ升降电机转动ꎬ钢丝绳被缠绕在绕线轮上ꎬ挖穴电机和钻头在钢丝绳的拉力下向上运动ꎻ在钻头的提升过程中ꎬ连接在电机底座上的拉绳被拉动ꎬ装载肥料的肥料袋被拉开ꎬ肥料顺着排肥斗ꎬ在重力作用下被施入所挖的穴中ꎻ当被提升至合适的高度时ꎬ关闭升降开关ꎬ升降电机停止转动ꎬ拉上制动手柄油泵ꎬ防止在挖穴电机的重力作用下向下运动ꎮ随后ꎬ启动行走电机ꎬ机具向前行走ꎬＶ型覆土板将所挖穴周围的土壤推入穴中完成覆土ꎮ通过上述作业流程ꎬ该机可以一次性完成挖穴㊁施肥和覆土等作业[１９]ꎬ且作业过程操作简单方便ꎬ能有效取代果农的人工劳动ꎬ降低了水果生产的人力成本ꎬ为果农带来了更多的经济效益ꎮ１.油管㊀２.碟刹下油泵㊀３.绕线轮㊀４.绕线轴㊀５.升降电机６.支撑架㊀７.钢丝绳㊀８.挖穴电机㊀９.电机底板㊀１０.平行四杆机构１１.废料箱㊀１２.挖穴钻头㊀１３.排肥斗㊀１４.Ｖ型覆土板㊀１５.主动轮１６.机架㊀１７.蓄电池箱㊀１８.从动轮㊀１９.碟刹上油泵㊀２０.控制台图５㊀密植果园挖穴施肥机总体设计图Ｆｉｇ.５㊀Ｏｖｅｒａｌｌｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｆｅｒｔｉｌｉｚｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｆｏｒｐｌａｎｔｉｎｇｏｒｃｈａｒｄ２０１１年ꎬ由山东农业大学和高密市益丰机械有限公司联合研制的３ＺＦ－１.２型可调式葡萄振动深施机ꎬ很好地解决了葡萄园施肥困难的问题ꎮ该机主要由机架㊁动力传动装置㊁偏心振动装置㊁开沟装置ꎬ以及施肥装置组成ꎬ如图６所示ꎮ图６㊀３ＺＦ １.２型可调式葡萄振动深施机Ｆｉｇ.６㊀３Ｚ－１.２ｔｙｐｅｖｉｎｅｙａｒｄｄｅｅｐｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｅ在开沟施肥作业中ꎬ动力由拖拉机输出后ꎬ经变速箱将动力传送到偏心振动装置ꎬ连杆在偏心装置的带动下做垂直运动ꎬ振动臂在连杆的带动下发生摆动ꎻ由于开沟铲固定在振动臂上ꎬ故其会随着振动臂做周期振动ꎬ在拖拉机的牵引下边前进边振动ꎬ完成开沟作业ꎮ同时ꎬ地轮的行走会给施肥装置提供动力ꎬ通过链条带动排肥轴转动ꎬ从而外槽轮排肥器完成排肥ꎬ肥料通过输肥管落入沟内ꎬ之后被土壤覆盖ꎮ该机创新性地设计了一种偏心振动装置ꎬ在施肥过程中施肥机械的开沟装置通过振动的方式破土ꎬ使得工作阻力大幅度降低ꎮ该机还能够一次性完成开沟㊁施肥㊁覆土等工作ꎬ大大提高了开沟施肥的效率ꎬ降低了果农的劳动强度ꎬ有效解决了人工施肥劳动强度大的问题ꎬ减轻了果农的负担及环境的污染ꎬ提高了葡萄的生产品质和质量[２０－２３]ꎮ２０１６年ꎬ由山东农业大学的张平平等研制的果树土肥搅拌精量控制施肥机ꎬ如图７所示ꎮ该施肥机为后置的链式开沟机ꎬ主要由机架㊁动力传动系统㊁液压升降系统㊁开沟工作系统㊁土肥搅拌系统㊁覆土板㊁可控排肥系统及地轮等组成ꎮ１.机架㊀２.变速箱㊀３.土壤滑槽㊀４.控制系统㊀５.肥箱托架６.肥箱㊀７.开沟链㊀８.开沟刀㊀９.支撑主梁㊀１０.地轮１１.覆土板㊀１２.连接架㊀１３.土肥搅拌筒㊀１４.土壤收集器图７㊀果树土肥搅拌精量控制施肥机Ｆｉｇ.７㊀Ｆｒｕｉｔａｎｄｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｆｅｒｔｉｌｉｚｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ在进行开沟施肥作业时ꎬ拖拉机带动机具前进ꎮ拖拉机输出地动力分为两部分:一部分动力通过链传动带动开沟链链轮和从动链轮旋转ꎬ从而达到连续开沟的效果ꎻ另一部分动力通过链传动传至土肥搅拌器ꎬ进行土肥搅拌工作ꎮ操作人员通过分配器控制液压缸中活塞的伸出量来控制开沟深度ꎮ控制系统接受到操作人员发出的不同作业模式信号后ꎬ控制系统通过控制步进电机的转速来控制排肥量ꎬ从而实现精准施肥ꎮ被排出的肥料在螺旋搅龙的推送下进入土壤收集箱ꎬ进而与土壤混合并被搅拌均匀ꎬ然后被搅龙送入沟中被覆土板覆土ꎮ该施肥开沟机一次性完成了开沟㊁定量施肥㊁土肥搅拌和覆土等一体化作业ꎬ具有较高的作业效率ꎬ降低了劳动强度和生产成本[２４－２６]ꎮ２０１０年ꎬ由西北农林科技大学的王京风开发设计了一款微型果园链式开沟机ꎬ如图８所示ꎮ１.柴油机㊀２.Ｖ带传动㊀３.遥控接受装置㊀４.变速箱㊀５.一级链传动６.附加减速器㊀７.二级链传动㊀８.螺旋排土器㊀９.液压缸㊀１０.工作链图８㊀微型遥控果园开沟机结构简图Ｆｉｇ.８㊀Ｍｉｎｉｒｅｍｏｔｅｃｏｎｔｒｏｌｏｒｃｈａｒｄｄｉｔｃｈｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｉａｇｒａｍ该开沟机采用了由陕西东明农业科技公司生产的１ＹＧ－８.８型遥控微耕机的发动机ꎬ机身小巧㊁相对动力大㊁操作灵活ꎬ完全能满足国内果园生产空间狭小的特点ꎮ开沟机的机身高度仅有６７ｃｍꎬ通过性能好ꎻ使用了遥控㊁人力两套操作系统ꎬ可以随机操作ꎬ也可以人机分离ꎬ显著降低了果农的劳动强度ꎮ此外ꎬ该开沟机采用履带行走装置ꎬ能够增加机具与地面的附着力ꎬ爬坡性能好ꎬ工作稳定性强ꎬ能防止机具在作业中发生倾倒事故ꎮ该开沟机在单纯行走时ꎬ通过直接联接配套拖拉机传动Ｖ带ꎬ在不工作时可以实现高速行走ꎮ在机具作业时ꎬ动力从柴油机输出后ꎬ通过带传动传递到附加减速器ꎬ减速后在链传动传下递到变速箱ꎬ动力从变速箱输出轴输出ꎬ机具在动力带动下行走ꎬ从而能够达到低速开沟作业的要求ꎮ一部分动力经过附加减速器的中间轴ꎬ并由链传动传递来带动开沟链的旋转开沟作业ꎮ通过安装在发动机上的遥控信号接收器来控制机具的转弯㊁行走㊁停车及液压油缸的伸缩调节ꎬ能够使开沟链刀在垂直方向上运动ꎬ实现开沟深度的控制ꎮ开沟链安装在机具后方ꎬ且向前倾斜一定的角度ꎮ作业时ꎬ在随着拖拉机向前行走的同时ꎬ绕链轮向反方向旋转ꎬ刀齿在动力的作用下切嵌土壤ꎬ切断土壤ꎬ被切断的土壤被开沟链向上输送ꎬ最后被输送上来的土壤在螺旋排土器的作用下被输送到所开沟的两侧ꎬ开出平整的沟ꎬ完成开沟作业[２７－２８]ꎮ２０１６年ꎬ西北农林科技大学的魏子凯研制了一种山地果园挖坑施肥覆土机ꎬ集挖坑㊁施肥㊁覆土为一体ꎬ一次作业可同时完成挖坑㊁施肥㊁覆土等工序ꎬ能够挖出深度３００~４００ｍｍ㊁直径为３００ｍｍ左右的坑ꎮ其主要组成部件有升降机构㊁挖坑覆土机构㊁施肥机构等ꎬ总体结构如图９所示ꎮ１.挖坑产㊀２.支座㊀３.滑块㊀４.导轨㊀５.连杆６.挖坑覆土液压缸㊀７.升降台㊀８.机架㊀９.升降液压缸１０.肥料箱㊀１１.拉杆㊀１２.量筒㊀１３.联动式舌板㊀１４.施肥管图９㊀山地果园挖坑施肥覆土机基本结构Ｆｉｇ.９㊀Ｓｅｌｆ－ｂａｓｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｍｏｕｎｔａｉｎｏｒｃｈａｒｄｄｉｇｇｉｎｇｆｅｒｔｉｌｉｚｉｎｇｃｏｖｅｒｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ该机的升降机构由升降液压缸㊁机架和升降台组成ꎬ在升降机构的作用下ꎬ挖坑覆土机构整体能够沿着机架上的导轨实现升降运动ꎬ即通过升降液压缸的控制ꎬ可以使挖坑覆土机构在未进行挖坑之前降低到合适的高度ꎬ以便完成后续的挖坑作业ꎮ挖坑铲向下达到合适的挖坑深度时ꎬ挖坑铲开始合拢ꎬ在挖坑铲完全合拢后ꎬ升降机构的液压缸动作ꎬ将带土的挖坑覆土机向上提升ꎬ完成升降动作ꎮ挖坑覆土机构由挖坑覆土液压缸㊁连杆㊁滑块㊁导轨㊁支座及挖坑铲等部件组成ꎮ在挖坑覆土液压缸的作用下ꎬ液压缸输出的力通过连杆作用在滑块上ꎬ滑块带动挖坑铲沿导轨一同做圆弧运动ꎬ从而实现挖坑覆土的功能ꎮ施肥机构是由废料箱㊁施肥液压缸㊁量筒㊁联动式舌板及施肥管组成ꎬ在挖坑㊁覆土等作业完成后ꎬ升降机构带动挖坑铲和挖出来的土壤一同提升到顶部位置ꎬ施肥液压缸开始工作ꎬ带动联动式舌板动作ꎬ量筒中的肥料在联动式舌板的作用下沿施肥管施入所挖的坑中ꎬ从而完成施肥作业ꎮ该机通过升降机构㊁挖坑覆土机构㊁施肥机构等３个主要工作机构ꎬ能够一次性完成挖坑㊁施肥㊁覆土等作业ꎬ作业效率高ꎬ能显著降低了果农的劳动强度ꎮ由于该机的结构尺寸小ꎬ被广泛用于空间狭小的山地果园的开沟施肥作业[２９－３１]ꎮ３㊀果园施肥开沟机存在的问题１)国内市场上的果园施肥开沟机大多采用整条沟施肥ꎬ不能满足精准施肥的要求ꎬ使得作业功耗大ꎬ肥料不能被根系充分吸收ꎬ肥料利用率不高ꎬ且肥料易被果树之间杂草等吸收ꎬ影响果树的生长ꎮ２)多数施肥机不是采用偏置开沟ꎬ所开沟距果树根系较远ꎬ肥料利用率低ꎮ由于开沟的功耗大ꎬ在开沟时容易出现激烈震荡ꎬ发生跑偏㊁走直性差等问题ꎮ开沟刀磨损较快ꎬ更换困难ꎮ当土质比较松软时ꎬ会造成开沟不稳定ꎬ施肥质量差等问题ꎮ３)大部分果园施肥开沟机的功能单一㊁通用性差ꎬ且智能化程度较低ꎬ一种施肥开沟机只能为一种果树开沟施肥ꎬ利用率低ꎮ４)施肥机多数采用外槽排肥器ꎬ排肥量小ꎬ而且外槽轮排肥器只适合颗粒状肥料的施肥ꎬ对于农家肥和有机肥没有很好的排肥效果ꎮ外槽轮上易粘附肥料ꎬ造成堵塞ꎬ影响施肥质量ꎮ４㊀果园施肥开沟机的发展趋势１)随着果园农业的发展ꎬ果园种植朝着标准化和规模化方向发展ꎬ所以对于果园施肥开沟机的研制要注意与农艺相结合ꎬ应满足果园的农艺要求ꎬ提高施肥开沟技术的整体作业水平ꎬ加快果园机械化进程ꎮ２)研制果园施肥开沟机时ꎬ要考虑到开沟㊁施肥㊁覆土等功能一体化的问题ꎬ充分提高农机具的利用率ꎬ提高经济效益ꎮ３)在今后的研发中ꎬ要注重智能化的应用ꎬ使施肥开沟机向着一机多能的方向发展ꎬ在更换工作部件后又可用于其他的作业项目ꎮ４)加强对开沟原理及排肥装置的研究ꎬ研发出更多的开沟㊁施肥的不同方式ꎬ以满足对不同的土壤和肥料开沟施肥的要求ꎻ加强对机械的优化设计ꎬ研制小型智能化的施肥开沟机ꎬ加强机具的机动性能ꎬ能在狭小的空间作业ꎬ适合各种地形ꎮ５)考虑人机工程学设计ꎬ最大限度地减轻机具作业时对操作者的心理和生理的影响ꎬ能够使操作者舒适高效的工作ꎮ尽量减小噪声对操作者的影响ꎬ提高操作者的人身安全系数ꎮ５㊀结语近年来ꎬ果园机械发展迅速ꎬ出现了各种新型的果园施肥开沟机ꎬ大大提高了果园施肥开沟的作业效率及果园的产量ꎬ减轻了果农的劳动强度ꎮ然而ꎬ在果园施肥开沟机的研发和使用中ꎬ仍存在一些急需解决的问题ꎬ需要科研人员对不同的土壤状况㊁不同果树的施肥要求ꎬ研发出更好的开沟方法ꎬ改进㊁创新施肥技术ꎬ设计出操作简单㊁性价比高㊁智能化㊁精准施肥的开沟施肥机ꎬ促进果园施肥开沟机机械的发展ꎬ提高果园机械智能化的作业水平ꎮ参考文献:[１]㊀韩冰ꎬ刘斐.一种果园挖坑机结构设计[Ｊ].农机化研究ꎬ２０１５ꎬ３７(３):１２３－１２５.[２]㊀赵映ꎬ肖宏儒.我国果园机械化生产现状与发策略[Ｊ].中国农业大学学报ꎬ２０１７ꎬ２２(６):１１６－１２７. 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分类号S482.39 学校代码10564UDC 学号**********密级果园开沟施肥机的研究现状指导教师姓名申请学位级别专业名称机械设计及理论论文提交日期2012年6月论文答辩日期学院名称工程学院学位授予日期答辩委员会主席摘要果树施肥劳动强度大、效率低，随着劳动力成本的不断提高和青壮年劳力的短缺，果树施肥的机械化需求越来越强烈，为开沟机提供了用武之地。

本文重点论述了开沟机的工作方式及原理，分析了国内外果园开沟施肥机的研发现状，指出其存在的问题，提出相应的解决办法及今后的发展方向。

关键词：农业机械；开沟机；果园；施肥；现状Present Research State of Ditching and Fertilizing Machine in OrchardAbstract: Fertilization of fruit trees is in large labor intensity and low efficiency, with the continuous increasing of the labor costs and the shortage of the young labor, the demand for mechanization of fruit tree fertilization is growing stronger which privides a development opportunity for ditching machine. This paper focuses on the working mode and principle of the ditching machine, and analysis the research and development situation of domestic and foreign orchard ditching and fertilizing machine. It has pointed out the existing problems and proposed the corresponding solution and the development direction in the future. Keyword: agricultural machinery; ditching machine; orchard; fertilization; present state目录1 前言 (1)2 开沟机工作方式及开沟原理 (1)2.1 铧式犁开沟机 (1)2.2 旋转开沟机 (1)2.3 链式开沟机 (2)3 开沟机的开发与研究进展 (2)3.1 国外开沟机研究进展 (2)3.2 国内研究现状 (3)4 开沟机的研发方向 (5)5 结语 (6)参考文献 (6)1 前言果树施肥是一项较为关键的园艺作业工序，施用合理与否直接影响着树体生长、果品产量与质量。

国内外施肥机械的发展概况及需求分析白由路【摘要】Fertilizers play a vital role in agriculture. The fertilization machinery is the basic implement for rational application of fertilizer. It was analyzed the principle and development of application machinery for solid fertilizer ( centrifugal disc spread-er, blade type spreader, hammer distributor fertilization machines) , liquid fertilizer, variable rate application and fertigation. It is pointed out that the large scale, intelligence machines are the developing direction of the international fertilizer machinery. Development of fertilizer applicators in China was also analyzed. The common machines for fertilizers were the spreaders. See-ding and fertilizing machines in China were developing in recent years. Disc type seeding and fertilizing machines for wheat and corn seeding and fertilizing machine were the two main types. In recent years, fertigation was developing very fast in China. Because of high dispersion and high strength development, the utilization of mechanical fertilization is difficult for small scale management, and the technical transformation rate is lower. According to the developing trends of China’s agriculture, to im-prove the fertilizer utilization rate, reduce the loss of the nutrients, the development of fertilization machines will be focus on deep application, top-dressing fertilization, variable rate application, nearing root application and liquid fertilizer and so on.%肥料是农业生产的基础物资，施肥机械是合理施用肥料的基本手段。