袁書東 ，王 鈞 ，劉雁南，鐘麗輝 ，王 遠

（1.西南林業(yè)大學機械與交通學院，云南 昆明 650224；2.西南林業(yè)大學大數(shù)據(jù)與智能工程學院，云南 昆明 650224）

民以食為天，食主要來源于農(nóng)業(yè)。因而，農(nóng)業(yè)為一國之基，且農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化與機械化已是衡量一個國家科技水平的重要標準之一[1]。中國作為一個典型農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)為國民經(jīng)濟的建設與發(fā)展提供了重要保障，我國人多地少，可供耕種的面積更少[2]，多數(shù)耕地又位于溝谷縱橫、崎嶇不平的高原、山丘地區(qū)。部分高原、山丘地區(qū)受地域形式和自然環(huán)境的限制，主要種植如烤煙、辣椒、玉米、馬鈴薯、紅薯等旱地作物。由于這些地區(qū)地形地貌的特殊性，導致其農(nóng)業(yè)機械化水平遠落后于平原地區(qū)，即使存在部分農(nóng)業(yè)機械，也以小型手扶式農(nóng)機為主，這些農(nóng)業(yè)機械功能比較單一，完成功能主要集中在旋耕、平耙水田等作業(yè)環(huán)節(jié)。

可是，如烤煙、玉米、辣椒等旱地農(nóng)作物的種植以缽苗移栽最佳，缽苗移栽成活率高、費苗率低、節(jié)省種苗，也不影響幼苗的初期生長。缽苗移栽都需先在田地里開穴，后在土穴內施基肥，把穴內泥土與所施基肥攪拌混合均勻，再把缽苗移栽到土穴內。現(xiàn)有施肥機如鴨舌型深施肥器[3]、減縮式比例施肥器[4]、全膜雙壟溝扎穴施肥裝置[5]和2FQ-5多層施肥機[6]等，都能把基肥施于土穴內，卻不能把所施肥料與穴內碎土混合均勻。同時，國內一些科研人員針對平原地區(qū)開發(fā)了集開穴、施肥、播種、覆土蓋膜等多種功能于一體的大型農(nóng)業(yè)機械，如粉稈免耕播種施肥機[7]、精量與智能玉米播種施肥機[8-9]，這些農(nóng)業(yè)機械設備由于集多種功能于一體，均需以農(nóng)用拖拉機作為動力源來完成播種、施肥等作業(yè)，不太適宜在高原、山丘地區(qū)使用。并且，針對這些農(nóng)業(yè)機械，需專業(yè)人員進行操作，或是農(nóng)場主投資購買租賃給農(nóng)戶使用。這些，都不利于高原、山丘地區(qū)的農(nóng)機發(fā)展。

綜上，本文擬設計一種手推式開穴、施肥與均肥器，同時對其在高原、山丘地區(qū)的推廣應用策略進行了分析，以期能對高原、山丘地區(qū)的農(nóng)機化發(fā)展提供一定的參考與借鑒作用。

1 總體結構與工作原理

1.1 總體結構

本文所設計的手推式開穴、施肥與均肥器結構如圖1所示，它主要由開穴裝置、施肥裝置、均肥攪拌裝置、行走輪和機架等五大部分組成。機架由四個行走輪支撐，機架上固定鋪設蓋板，蓋板上安裝料斗以存放待施的顆粒狀基肥，同時蓋板上裝配卸料器、鏈傳動和攪拌軸等部件的連接零件，從而使設備構成一個有機整體。該設備長、寬、高分別約為0.65 m、0.5 m和1 m，整機質量約30 kg，料斗按照盛裝15 kg顆粒狀復合肥進行設計。

1.2 工作原理

圖1為該設備非施肥作業(yè)時的狀態(tài)。作業(yè)前，把設備推送到已旋耕、松土、平整的田地里，基肥盛放于料斗內，使整機位于需開穴一行的起始位置。此時，手推設備向前行進，行走輪繞其輪軸旋轉，后輪軸的旋轉帶動鏈傳動運動，卸料器在鏈及鏈輪作用下旋轉，均勻安裝在其上的開穴鏟便在在田地里按照一定的間距完成開穴，同時卸料器按照已開挖的土穴間距把基肥施于土穴內。開穴作業(yè)處于施基肥前的一個工位，即在某一行開挖第一個土穴時，并不施基肥，只有把設備繼續(xù)向前推，進行第二個土穴開挖時，才完成第一個已開挖土穴的施肥作業(yè)。完成第一個施肥作業(yè)后，繼續(xù)把設備向前推，開挖同一行的第三個土穴，完成同一行第二個土穴的施肥作業(yè)，此時攪拌軸正好位于同一行第一個已施基肥土穴的上方，設備暫停前進，用力向下踩腳踏板，腳踏板下行時帶動攪拌軸及其上安裝的攪拌爪旋轉、伸入已施基肥的土穴內，進行均肥作業(yè)。當攪拌爪下行至預定深度后，借助復位裝置，攪拌爪反向旋轉、上升，再次進行均肥作業(yè)，升至一定高度即退出土穴，完成了整個均肥作業(yè)。隨后，推動設備繼續(xù)前行，進行下一次的開穴、施肥與均肥作業(yè)。

2 手推式開穴-施肥與均肥器應用的優(yōu)點

2.1 節(jié)能減排

該設備無需汽油機、電動機等動力源，在節(jié)省能耗的同時，不污染環(huán)境。且其體積小，質量輕，便于在高原、山丘地區(qū)的田間行走，滿足小地塊的作業(yè)要求。

2.2 多功能一體

該設備集開穴、施基肥、把所施基肥與穴內泥土攪拌混合均勻三大功能于一體，節(jié)省作業(yè)時間，提高作業(yè)效率。

2.3 安全操作

使用該設備后，不用手直接抓取基肥進行施肥，也無需用手抓捏泥土與基肥進行混合均肥作業(yè)，從而避免了手受基肥腐蝕和手指皮層受泥土擦傷的風險，有效地保護了作業(yè)人員。

2.4 精量施肥

該設備能根據(jù)移栽前的苗種不同，更換不同的取肥套，實現(xiàn)精量施肥。

3 手推式開穴、施肥與均肥器推廣應用策略淺析

3.1 實地示范作業(yè)

示范作業(yè)應是新型設備推廣應用成功與否的關鍵一步[10]。雖說其影響面小，現(xiàn)場參與人數(shù)不多，但只要設備作業(yè)效率高，操作簡便、安全，經(jīng)人與人之間的“一傳十，十傳百”效應，對新設備推廣應用定能起到積極促進作用。

3.2 建立多模式宣傳手段

實地示范作業(yè)時，現(xiàn)場錄制宣傳視頻，以備后續(xù)宣傳使用。同時，聯(lián)絡各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術站工作人員并展開相關培訓，使他們作為間接宣傳人。也可在鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)技站設立宣傳欄，擺放實物樣機進行展示。

3.3 成本分析，轉變農(nóng)民觀念

該設備集開穴、施肥與均肥于一體，對農(nóng)民進行成本分析時，宣講人員應給他們強調三人的工作量，即開穴、施肥、均肥作業(yè)由一臺不耗動力的手推式機器和一人即可完成，或是一人的三種作業(yè)用一臺機器便可完成，節(jié)省時間三分之二。

3.4 政府應加大扶持力度

農(nóng)業(yè)技術站工作人員在宣傳、推廣一種新型農(nóng)機時，應積極宣傳購買該設備可以獲得多少政府補貼款，使農(nóng)民感受到真實的優(yōu)惠。

3.5 租售結合

租售結合在一定程度上減輕了農(nóng)民一次掏錢購買的壓力，可先行租賃給他們使用一段時間，若他們覺得好用、適用，后期變會掏錢購買，同時也對新型農(nóng)業(yè)機械達到了一次宣傳效果。

4 結束語

本文所設計新型農(nóng)機設備集開穴、施肥與均肥三大功能于一體，操作安全、簡便，在不消耗能源的同時，作業(yè)效率高，使用成本低。同時，為了更好地推廣應用該設備，本文還對其推廣應用策略進行了簡要的分析說明。