王盛春，孫 濤，李 寧，安龍哲

(黑龍江省農(nóng)業(yè)機(jī)械工程科學(xué)研究院 牡丹江分院，黑龍江 牡丹江 157011)

0 引言

為了保持水稻正常生長(zhǎng)并獲得高產(chǎn)，除了采用中耕、除草、防病及灌水等技術(shù)，水稻施肥也是重要的技術(shù)措施之一，傳統(tǒng)的水稻施肥方式為秋季或春季撒施基肥后，進(jìn)行耕地及攪漿作業(yè)將所施肥料混拌到土壤中，后期再進(jìn)行一些必要的追肥，該施肥方式不僅費(fèi)工、費(fèi)時(shí)，而且損失大，施入稻田的肥料并非全部都能被水稻吸收利用，其中一部分被土壤固定，一部分被淋溶揮發(fā)，對(duì)環(huán)境造成了很大的污染，而被水稻吸收利用的部分僅為30%～40%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，黑龍江省每年水稻種植使用化肥150萬(wàn)t左右，肥料的有效利用量只有50～60萬(wàn)t，浪費(fèi)巨大。目前，用于水稻生產(chǎn)的專(zhuān)用復(fù)合肥技術(shù)及產(chǎn)量都在逐步提升，為水稻機(jī)械直播(插秧)同步深施肥技術(shù)及配套機(jī)具的運(yùn)用和推廣提供了有力的技術(shù)支持和重要的物質(zhì)保障。

水稻機(jī)械直播(插秧)同步深施肥技術(shù)是在水稻機(jī)械直播(插秧)的同時(shí)將化肥深施于稻田中，肥料經(jīng)過(guò)緩釋溶解，延長(zhǎng)了肥效，提高了肥料的利用率。此技術(shù)的核心是在水稻機(jī)械直播(插秧)的同時(shí)使用深施肥裝置(機(jī))將化肥按農(nóng)藝要求深施到水稻種子(秧苗)側(cè)深部水田中，緩釋溶解為水稻種子(秧苗)的生長(zhǎng)持續(xù)供肥。

1 水稻機(jī)械直播同步深施肥技術(shù)及配套機(jī)具

1.1 水稻直播種植施肥技術(shù)

水稻直播種植模式是不經(jīng)過(guò)育苗移栽直接將種子播種于大田的一種輕簡(jiǎn)栽培方式[1]。水稻直播種植模式可分為旱田直播和水田直播。旱田直播是在干燥的土壤中進(jìn)行直播，播種時(shí)使用干稻種。水田直播是在淹水達(dá)到一定深度的田塊中進(jìn)行播種。

1.1.1 水田直播種植的施肥技術(shù)

1)基肥。將水稻生長(zhǎng)期中全氮量的40%～50%，全磷量的100%和全鉀量的60%～80%，作為基肥隨整地或播種作業(yè)時(shí)一次性施入?；士蛇M(jìn)行定位深施(占總施肥量的65%～75%)。

2)追肥。水稻2.0～2.5葉齡期及時(shí)追施斷乳肥，施肥量為全生育期全氮量的20%～30%；水稻4.5～5.0葉齡時(shí)追施分蘗肥，施肥量為全生育期全氮量的20%～30%；孕穗初期追施全氮量的10%和全鉀量的20%～40%加速灌漿促早熟。

1.1.2 旱直播種植的施肥技術(shù)

1)基肥。將水稻生長(zhǎng)期中全氮量的30%～40%，全磷量的100%和全鉀量的60%～80%作為基肥，隨整地或播種作業(yè)一次性施入。基肥可進(jìn)行定位深施(占總施肥量的60%～70%)。

2)種肥。種肥在播種時(shí)隨種子施入。施在距種子1～2 cm的位置，深度為2～3 cm，一般以施用氮肥為主，占氮肥用量的10%。

3)追肥。水稻4.5～5.0葉齡時(shí)應(yīng)及時(shí)追施蘗肥，施肥量為全氮量的40%～50%，孕穗初期追施穗肥，施入全氮量的10%和全鉀量的20%～30%，加速灌漿促早熟。

1.2 水稻機(jī)械直播同步深施肥配套機(jī)具

1.2.1 水田機(jī)械直播同步深施肥配套機(jī)具

從水田直播種植的施肥技術(shù)中可知，基肥可進(jìn)行定位深施，占總施肥量的65%～75%。以黑龍江省農(nóng)業(yè)機(jī)械工程科學(xué)研究院牡丹江分院研發(fā)的2BDF-10型同步施肥水稻水直播機(jī)為例介紹其主要結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn)。

1)主要結(jié)構(gòu)。該機(jī)主要由牽引機(jī)架、傳動(dòng)總成、種(肥)箱、施肥總成、播種總成、開(kāi)溝、覆泥裝置、船板組合等組成(圖1)。

1.船板組合；2.牽引機(jī)架；3.傳動(dòng)總成；4.種(肥)箱；5.施肥總成；6.播種總成；7.開(kāi)溝、覆泥部件

2)主要技術(shù)參數(shù)。配套動(dòng)力12.5 kW(四輪驅(qū)動(dòng)插秧機(jī)底盤(pán))，作業(yè)幅寬300 cm，播種行數(shù)10行，行距240 mm、360 mm(寬窄行)，穴距120～180 mm(可調(diào))，排種(排肥)器形式為外槽輪式，播種溝深5～25 mm，施肥溝位于播種溝一側(cè)50 mm，作業(yè)速度2～5 km·h-1。

3)工作原理。機(jī)組在經(jīng)過(guò)整地、攪漿、耙平的水田中進(jìn)行作業(yè)時(shí)，由船板上相鄰壟臺(tái)開(kāi)溝器形成壟臺(tái)，在壟臺(tái)上由播種開(kāi)溝器、施肥開(kāi)溝器同步開(kāi)出播種溝和施肥溝；播種溝深5～25 mm，施肥溝位于播種溝一側(cè)30～50 mm處，溝深50 mm；傳動(dòng)總成將動(dòng)力傳遞到施肥總成和播種總成，將基肥(顆粒狀水稻專(zhuān)用復(fù)合肥)和種子分別施入肥溝和種溝內(nèi)，經(jīng)覆泥部件覆平溝槽后，即完成了施肥、播種作業(yè)。

4)機(jī)具的特點(diǎn)。農(nóng)機(jī)農(nóng)藝良好結(jié)合；改無(wú)序直播為有序直播；改水田泥面上撒播為開(kāi)溝起壟條播；改人工撒施肥為機(jī)械深施肥；具有節(jié)本、增效、減少污染等優(yōu)點(diǎn)。

1.2.2 水稻旱直播機(jī)同步深施肥配套機(jī)具

從水稻旱直播種植的施肥技術(shù)中可知，基肥可進(jìn)行定位深施，占總施肥量的60%～70%。以羅錫文院士團(tuán)隊(duì)研發(fā)的2BDH-10型同步施肥水稻旱穴播機(jī)及黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院和黑龍江省農(nóng)業(yè)機(jī)械工程科學(xué)研究院牡丹江分院合作研發(fā)的為2BPF-10機(jī)型配套的品字型組合分層開(kāi)溝施肥裝置為例介紹其主要結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn)。

1)主要結(jié)構(gòu)。該機(jī)主要由機(jī)架焊合、地輪機(jī)構(gòu)、深施肥箱及排肥裝置、深施肥開(kāi)溝器總成、淺施肥箱及排肥裝置、側(cè)淺施肥開(kāi)溝器總成、平行四連桿仿形機(jī)構(gòu)、雙圓盤(pán)開(kāi)溝器、排種裝置、鎮(zhèn)壓輪及播種深度調(diào)節(jié)裝置等組成(圖2)。

1.機(jī)架焊合；2.地輪機(jī)構(gòu)；3.深施肥箱及排肥裝置；4.深施肥開(kāi)溝器總成；5.淺施肥箱及排肥裝置；6.側(cè)淺施肥開(kāi)溝器總成；7.平行四連桿仿形機(jī)構(gòu)；8.雙圓盤(pán)開(kāi)溝器；9.排種裝置；10.鎮(zhèn)壓輪及播種深度調(diào)節(jié)裝置

2)主要技術(shù)參數(shù)。外形尺寸(長(zhǎng)×寬×高)2 342 mm×2 482 mm×1 182 mm，配套動(dòng)力36.8～58.8 kW，播種行數(shù)10行，行距200 mm，穴距100～240 mm(可調(diào))，播種量186 kg·hm-2(每穴8～14粒可調(diào))，深施肥行數(shù)5行，深施肥量60～300 kg·hm-2，側(cè)淺施肥行數(shù)10行，側(cè)淺施肥量35～80 kg·hm-2，作業(yè)速度0.31～0.46 km·h-1，作業(yè)效率0.41～0.54 hm2·h-1。

3)工作原理。如圖3所示，機(jī)組在經(jīng)過(guò)旱整地、旱平地后的水田進(jìn)行作業(yè)時(shí)，機(jī)具的兩個(gè)地輪驅(qū)動(dòng)鏈傳動(dòng)系統(tǒng)，將動(dòng)力傳動(dòng)到排肥和排種裝置，呈品字型排布的一深二淺施肥開(kāi)溝器，同時(shí)開(kāi)出一個(gè)深溝和兩個(gè)淺溝，排肥裝置分別將基肥和種肥以條施方式施入到深溝和兩個(gè)淺溝內(nèi)，深溝中的基肥通過(guò)回流土覆蓋，兩個(gè)淺溝中的種肥由雙圓盤(pán)開(kāi)溝器開(kāi)出的土覆蓋，鎮(zhèn)壓輪將覆土壓實(shí)。種溝由雙圓盤(pán)開(kāi)溝器開(kāi)出；排種裝置中的穴播式排種機(jī)構(gòu)將稻種以穴播的方式播種到種溝內(nèi)，穴距通過(guò)改變傳動(dòng)箱的傳動(dòng)比進(jìn)行調(diào)節(jié)；鎮(zhèn)壓輪對(duì)稻種進(jìn)行覆土壓實(shí)；該機(jī)可一次作業(yè)完成水稻精量播種、施肥、覆土、鎮(zhèn)壓等復(fù)式作業(yè)。

1.土壤；2.淺施肥溝；3.播種溝；4.深施肥溝

4)機(jī)具特點(diǎn)。采用加裝施肥裝置的水稻精量穴直播機(jī)，在進(jìn)行水稻旱直播精量穴播的同時(shí)進(jìn)行深施基肥和淺施種肥作業(yè)，滿足水稻種子在不同時(shí)期對(duì)肥料的需要，提高了播種精度和化肥利用率。

2 水稻機(jī)插同步深施肥技術(shù)及配套機(jī)具

2.1 水稻機(jī)插施肥技術(shù)

水稻機(jī)插秧種植模式是經(jīng)過(guò)秧田準(zhǔn)備、浸種催芽、播種育秧及機(jī)械插秧等一系列過(guò)程的栽培方式。一般適宜采取的施肥方式如下。

1)基肥。將水稻生長(zhǎng)期中全氮量60%～70%，全磷量的100%和全鉀量的60%～80%，作為基肥隨整地作業(yè)一次性施入。基肥可進(jìn)行定位深施(占總施肥量的70%～80%)。

2)追肥。水稻4.5～5.0葉齡時(shí)追施分蘗肥，施肥量為全生育期全氮量的20%～30%；孕穗初期追施全氮量的10%和全鉀量的20%～40%，加速灌漿促早熟。

2.2 水稻機(jī)插同步深施肥配套機(jī)具

水稻插秧機(jī)可配裝深施肥裝置的機(jī)型主要有獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)乘坐式和四輪驅(qū)動(dòng)乘坐式兩種類(lèi)型插秧機(jī)。針對(duì)該機(jī)型分析兩種水稻機(jī)插同步深施肥配套機(jī)具[2]。

2.2.1 獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)乘坐式機(jī)插同步深施肥配套機(jī)具

獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)乘座式插秧機(jī)在我國(guó)應(yīng)用較多的機(jī)型是延吉插秧機(jī)廠生產(chǎn)的2ZT-9356型水稻插秧機(jī)，黑龍江省農(nóng)業(yè)機(jī)械工程科學(xué)研究院牡丹江分院研發(fā)的機(jī)動(dòng)水稻深施肥裝置配裝在該機(jī)上，機(jī)組在插秧作業(yè)時(shí)，可同步進(jìn)行水稻側(cè)深施肥作業(yè)[3]。

1)主要結(jié)構(gòu)。水稻深施肥裝置由機(jī)架、肥箱、排肥器總成、輸肥管、驅(qū)動(dòng)連桿、開(kāi)溝器總成及起落機(jī)構(gòu)等組成。

2)工作原理。插秧機(jī)作業(yè)時(shí)，驅(qū)動(dòng)連桿將插秧機(jī)栽植臂的動(dòng)力傳遞給排肥器擺臂，帶動(dòng)排肥軸旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)排肥作業(yè)，肥料經(jīng)過(guò)輸肥管落到開(kāi)溝器在水稻秧苗側(cè)深部開(kāi)出的肥溝中，由覆泥器把施有肥料的肥溝覆平。機(jī)組轉(zhuǎn)彎、過(guò)埂時(shí)將起落機(jī)構(gòu)升起。施肥深度調(diào)節(jié)，可將開(kāi)溝器總成整體升降來(lái)調(diào)節(jié)。旋轉(zhuǎn)排肥手輪，改變排肥輪槽的長(zhǎng)短，實(shí)現(xiàn)排肥量大小的調(diào)節(jié)。

3)主要技術(shù)參數(shù)。排肥輪型式為外槽輪，排肥方式為單向回轉(zhuǎn)，排肥量0～400 kg，施肥深度5 cm，施肥位置為苗側(cè)5 cm，作業(yè)效率0.1～0.3 hm2·h-1。施肥機(jī)所用的肥料為顆粒直徑在3～5 mm之間的水稻復(fù)合肥。

4)機(jī)具特點(diǎn)。采用加裝深施肥裝置的水稻插秧機(jī)，在插秧作業(yè)時(shí)，可同步將化肥定量準(zhǔn)確地施到距秧苗等距、等深的水田中，滿足水稻秧苗在不同時(shí)期對(duì)肥料的需要。水稻機(jī)插側(cè)深施肥作業(yè)，具有節(jié)本、增效、減少環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。

2.2.2 四輪驅(qū)動(dòng)乘坐式機(jī)插同步深施肥配套機(jī)具

四輪驅(qū)動(dòng)乘坐式機(jī)在我國(guó)應(yīng)用較多的機(jī)型是日、韓進(jìn)口或合資生產(chǎn)的四輪驅(qū)動(dòng)乘坐式6行高速插秧機(jī)，黑龍江省農(nóng)業(yè)機(jī)械工程科學(xué)研究院牡丹江分院研發(fā)的2ZF-6型水稻深施肥機(jī)是一種后置式配裝該機(jī)型上的深施肥裝置，機(jī)組在插秧作業(yè)時(shí)，可同步進(jìn)行水稻側(cè)深施肥作業(yè)[4]。

1)主要結(jié)構(gòu)。該機(jī)主要由橫梁、軸座、肥箱、排肥盒、六角軸、驅(qū)動(dòng)挺桿總成、支撐立板總成、開(kāi)溝器、覆泥板等零部件構(gòu)成(圖4)。其結(jié)構(gòu)位置關(guān)系是：支撐立板安裝于插秧機(jī)栽植臂齒輪箱上方，使用螺栓連接固定；肥箱托板、橫梁、支撐立板三者通過(guò)螺栓連接、組裝；軸座通過(guò)螺栓固定于橫梁；驅(qū)動(dòng)挺桿總成使用螺母固定于栽植臂側(cè)板，與單向軸承、六角軸相連；六角軸穿過(guò)肥盒內(nèi)排肥槽固定于兩軸座內(nèi)；肥盒與肥箱螺栓連接固定；肥箱通過(guò)螺栓連接固定于托板上方；肥管一端與肥盒底部連接，另一端插入開(kāi)溝器尾部排肥槽內(nèi)；排肥槽、覆泥板安裝于插秧機(jī)船板底部。

1.橫梁;2.軸座;3.肥箱;4.排肥盒;5.六角軸;6.驅(qū)動(dòng)挺桿總成;7.支撐立板總成;8.開(kāi)溝器;9.覆泥板

2)工作原理。插秧機(jī)作業(yè)時(shí)，栽植臂側(cè)板驅(qū)動(dòng)挺桿總成運(yùn)動(dòng)，挺桿總成推動(dòng)凸輪往復(fù)運(yùn)動(dòng)，凸輪推動(dòng)六角軸轉(zhuǎn)動(dòng)，六角軸帶動(dòng)排肥輪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)排肥；肥料經(jīng)肥管落入開(kāi)溝器開(kāi)出的溝槽內(nèi)，覆泥板將肥料埋覆，完成施肥作業(yè)。

3)主要技術(shù)參數(shù)。該機(jī)與四輪驅(qū)動(dòng)乘坐式高速6行插秧機(jī)底盤(pán)配套,配套動(dòng)力8.5～11.4 kW，外形尺寸(長(zhǎng)×寬×高)1 776 mm×259 mm×667 mm，施肥行數(shù)6行、行距300 mm，排肥器形式為外槽輪式，采用滑刀式開(kāi)溝器、覆板式覆泥器，施肥方式為條施，施肥位置苗側(cè)5 cm，肥量調(diào)節(jié)范圍0～600 kg·hm-2，施肥深度50 mm、寬度20 mm，作業(yè)效率0.2～0.3 hm2·h-1。施肥機(jī)所用的肥料為顆粒直徑在3～5 mm之間的水稻復(fù)合肥。

4)機(jī)具特點(diǎn)。機(jī)組作業(yè)時(shí)，施肥與插秧同步完成，施肥機(jī)可一次完成開(kāi)溝、施肥、埋肥復(fù)式作業(yè)。工作效率高；設(shè)計(jì)安裝了可拆卸式施肥盒，清肥方便、快捷；肥量調(diào)節(jié)手柄，調(diào)肥可靠。

3 結(jié)語(yǔ)

水稻機(jī)械直播(插秧)同步深施肥技術(shù)是在水稻機(jī)械直播(插秧)的同時(shí)將化肥深施于稻田中，肥料經(jīng)過(guò)緩釋溶解，延長(zhǎng)了肥效，提高了肥料的利用率。分別介紹了水稻機(jī)械直播(插秧)同步深施肥配套機(jī)具中具有代表性機(jī)型的主要結(jié)構(gòu)、工作原理、技術(shù)參數(shù)及機(jī)具的特點(diǎn)。

(05)