2788 果園有機(jī)肥施肥機(jī)的設(shè)計(jì),果園,有機(jī)肥,施肥,設(shè)計(jì) 《果園有機(jī)肥施肥機(jī)的設(shè)計(jì)》開(kāi)題報(bào)告一、 課題來(lái)源及研究的目的和意義我國(guó)作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，正面臨這大戰(zhàn)經(jīng)濟(jì)和保護(hù)資源與環(huán)境的雙重任務(wù)，但在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)常常會(huì)導(dǎo)致環(huán)境破環(huán)與資源的浪費(fèi)。在所有產(chǎn)業(yè)中，農(nóng)業(yè)與資源環(huán)境的關(guān)系最為密切和特殊，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)既可以保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境，也可能對(duì)環(huán)境造成重大破壞并浪費(fèi)大量資源。如不當(dāng)?shù)母髟斐伤亮魇?；過(guò)度種植與放牧使土壤地力下降；過(guò)量的施用化肥和不當(dāng)?shù)墓喔绕茐牧送寥澜Y(jié)構(gòu)，加速了次生鹽漬化，使土壤生產(chǎn)能力日益下降，而為了維持農(nóng)田眼前的生產(chǎn)，愈益依賴于化肥，如此反復(fù)的惡性循環(huán)，導(dǎo)致土壤生態(tài)環(huán)境的惡化；為了防止有害生物的危害，大量使用化學(xué)農(nóng)藥和除草劑，雖然暫時(shí)控制住了病蟲(chóng)草的危害，保住了產(chǎn)量，但與此同時(shí)，殺滅了天敵，破壞了自然界動(dòng)物區(qū)系及昆蟲(chóng)、微生物與植物之間的生態(tài)平衡，有害生物抗藥性逐漸增強(qiáng)，最終會(huì)導(dǎo)致病蟲(chóng)害的暴發(fā)，甚至達(dá)到難以控制的地步；此外，森林和草原面積的減少使風(fēng)沙加劇，人類生存環(huán)境更加惡化，農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展受到嚴(yán)重威脅；理有甚者，農(nóng)藥、化肥的濫用不僅污染了大氣、土壤與河流，也直接威脅到我們的食品安全等等，這些問(wèn)題使發(fā)展經(jīng)濟(jì)與保護(hù)環(huán)境的矛盾越來(lái)越尖銳。目前人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到發(fā)展經(jīng)濟(jì)不能以犧牲人類賴以生存的環(huán)境為代價(jià)，世界各國(guó)都在積極探討既能實(shí)現(xiàn)發(fā)展目標(biāo)，又能保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境的途徑，尋求農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展之路，而發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè)是解決這一矛盾的重要途徑。根據(jù)聯(lián)邦德國(guó)農(nóng)業(yè)部的農(nóng)業(yè)年度報(bào)告，以有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式從事生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)企業(yè)的多年平均純收入水平，無(wú)論是按單位土地利用面積、單位勞動(dòng)力還是農(nóng)戶計(jì)算，均至少不低于以常規(guī)方式生產(chǎn)的同類農(nóng)業(yè)企業(yè)。這主要是因?yàn)橛袡C(jī)農(nóng)業(yè)的企業(yè)通過(guò)投入較多勞動(dòng)的方法，自己來(lái)進(jìn)行土地肥力保護(hù)和植物保護(hù)工作（而常規(guī)農(nóng)業(yè)則是通過(guò)購(gòu)入化肥與農(nóng)藥來(lái)"購(gòu)入"土地肥力和植物保護(hù)） ，并且用自己所生產(chǎn)出來(lái)的飼料而不是購(gòu)入飼料。這就是說(shuō)，其生產(chǎn)的購(gòu)入物資成本較低。目前，林果業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了林果產(chǎn)品品種的提升，促進(jìn)了林果業(yè)的經(jīng)濟(jì)的提高，尤其是在南疆地區(qū)，林果業(yè)的發(fā)展迅速。紅棗，核桃，巴旦木等食品每年的播種面積成直線上升。但是有許多工序的成本太高，不利于南疆的擴(kuò)大規(guī)模生產(chǎn)。從簡(jiǎn)單的方面來(lái)說(shuō)，大多數(shù)的果農(nóng)還在使用傳統(tǒng)的施肥機(jī)械，沒(méi)有成熟的果園有機(jī)肥施肥機(jī)械。單靠人工施肥，容易造成肥料的浪費(fèi)和生產(chǎn)成本的增加，不利于提高果農(nóng)們的收入。二、 課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀及分析我國(guó)對(duì)開(kāi)溝機(jī)的研究開(kāi)發(fā)起步較晚。經(jīng)歷了從犁鏵式開(kāi)溝機(jī)、圓盤式開(kāi)溝機(jī)和鏈?zhǔn)介_(kāi)溝機(jī)的發(fā)展歷程。1975 年，我國(guó)農(nóng)墾系統(tǒng)引進(jìn)了意大利菲惡特公司 FLAT 系列旋轉(zhuǎn)圓盤挖溝機(jī)，20 世紀(jì) 80 年代中期．國(guó)家引進(jìn)小量挖溝機(jī)主要用于農(nóng)業(yè)暗管排水工程。這是早期的技術(shù)引進(jìn)。但由于有機(jī)肥的應(yīng)用還不廣泛．只是停留在小農(nóng)經(jīng)濟(jì)水平上。因此．此時(shí)的開(kāi)溝機(jī)主要用于農(nóng)田水利工程以及地下電纜、自來(lái)水工程等。近年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)綠色農(nóng)業(yè)的大力倡導(dǎo)，有機(jī)肥在農(nóng)業(yè)上得到廣泛應(yīng)用和發(fā)展。特別是在果園的應(yīng)用上，使開(kāi)溝機(jī)的研究方向逐漸向果園有機(jī)肥開(kāi)溝機(jī)方向發(fā)展。果樹(shù)園林業(yè)是現(xiàn)代化大農(nóng)業(yè)的重要組成部分和富民工程的重要途徑，施肥是果樹(shù)生產(chǎn)管理中的重要技術(shù)措施，其合理與否直接影響果樹(shù)生長(zhǎng)、產(chǎn)量、果品質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益。因此。研制出一種適于果園施肥開(kāi)溝的機(jī)械，對(duì)減少人力和物力資源的浪費(fèi)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率具有重要意義。2009 年 2 月，農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所阿布里孜·巴斯提、蘭秀英、貢獻(xiàn)、劉旋峰等人開(kāi)發(fā)研制了 l K—40 型偏置式果園開(kāi)溝機(jī)，主要用于果園施肥開(kāi)溝、種樹(shù)開(kāi)溝。該機(jī)針對(duì)果園的土壤特點(diǎn)及開(kāi)溝位置的要求。采用偏置式設(shè)計(jì)，具有以下特點(diǎn)：一是由于偏置式果園開(kāi)溝機(jī)的開(kāi)溝部件向右側(cè)置(在拖拉機(jī)右輪后) ，作業(yè)時(shí)拖拉機(jī)行間行走可將施肥溝開(kāi)在距樹(shù)干 0．5～1．5 in 處，使樹(shù)冠樹(shù)葉免受影響。二是該開(kāi)溝機(jī)一機(jī)多用。除可用于果園挖施肥溝外，還可用于農(nóng)田、荒地的開(kāi)溝作業(yè)。三是機(jī)具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、使用可靠、生產(chǎn)效率高、成本低。2010 年 4 月，西北農(nóng)林科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院王京風(fēng)、楊福增、劉世等人進(jìn)行微型遙控果園開(kāi)溝機(jī)的研發(fā)與設(shè)計(jì)。該機(jī)特點(diǎn)如下：一是針對(duì)果園空間狹小、小四輪及手扶拖拉機(jī)作業(yè)時(shí)通過(guò)性不好、操作不便等問(wèn)題，設(shè)計(jì)出一種與微型遙控機(jī)械配套的果園開(kāi)溝機(jī)；二是機(jī)具高度僅 67 cm，通過(guò)性能好；三是遙控、人力兩套操縱系統(tǒng)可隨機(jī)操縱．也可人機(jī)分離，降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；四是采用履帶行走裝置，附著力強(qiáng)，爬坡能力大：五是穩(wěn)定性強(qiáng)，能防止機(jī)具作業(yè)時(shí)翻倒。從試驗(yàn)結(jié)果看，該機(jī)功耗小，具有一定爬坡能力，適合果園作業(yè)。微型遙控果園開(kāi)溝機(jī)的成功研制，解決了果樹(shù)行距小、冠下高度低的難題，對(duì)果園機(jī)械化生產(chǎn)具有重要的意義。國(guó)外的施肥機(jī)械隨著現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的深入發(fā)展, 人們對(duì)采用高效的精密施肥已達(dá)成共識(shí)。世界農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都著眼于溫室施肥機(jī)的研發(fā), 并普遍采用混肥均勻、性能穩(wěn)定、使用效果好、使用壽命長(zhǎng)的施肥設(shè)備。目前中國(guó)連棟溫室使用的施肥機(jī)多為國(guó)外進(jìn)口, 價(jià)格昂貴, 因此開(kāi)發(fā)適合中國(guó)國(guó)情、技術(shù)上達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的植物精密施肥系統(tǒng)是非常有必要的。在引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上, 結(jié)合中國(guó)的氣候特點(diǎn)、科技和經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀, 北京市農(nóng)機(jī)研究所京鵬環(huán)球溫室工程公司集中自動(dòng)化、機(jī)械化、環(huán)境控制、栽培等多學(xué)科的力量, 開(kāi)發(fā)出一套適合于中國(guó)國(guó)情、低成本的植物精密施肥系統(tǒng), 通過(guò)計(jì)算機(jī)及自動(dòng)編程控制器,保證施肥系統(tǒng)可根據(jù)作物生長(zhǎng)對(duì)水、肥的需要量進(jìn)行定時(shí)、定量的自動(dòng)灌溉施肥。如今，國(guó)外的農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平很高了。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，尤其是日本，在機(jī)械播撒有機(jī)肥的同時(shí)又研制了不降低撒布精度能適應(yīng)一切形狀、性狀堆肥，且比老式撒布機(jī)具有更寬撒布幅寬更好的均勻性的雙圓盤式農(nóng)家肥撒施機(jī)，這種形式的機(jī)械幾乎不受風(fēng)力影響，撒布幅寬 8～10m。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，對(duì)畜禽廢物的綜合利用及處理技術(shù)已達(dá)到一定水平，主要進(jìn)行了畜禽廢物管理系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，其包括糞便收集、存貯、運(yùn)輸、處理和利用等設(shè)施的設(shè)計(jì)，以及對(duì)不同處理方法過(guò)程的理論研究。庫(kù)恩施國(guó)內(nèi)的施肥機(jī)械果樹(shù)是我國(guó)的重要經(jīng)濟(jì)作物之一，而施肥是果樹(shù)生產(chǎn)中關(guān)鍵作業(yè)環(huán)節(jié)，我國(guó)在施肥機(jī)方面的研究相對(duì)比較薄弱, 目前部分廠家仿照國(guó)外技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)易的文丘里式施肥器、壓差式施肥罐的生產(chǎn), 但該種產(chǎn)品的施肥精度不高, 難以進(jìn)行精確的施肥。也有一些單位引進(jìn)國(guó)外比例式注肥器,可根據(jù)不同種植需要進(jìn)行注肥比例的調(diào)節(jié) , 最大比例為 2.5%, 使用中發(fā)現(xiàn)該注肥器容易堵塞。北京市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所正是適應(yīng)這一形式進(jìn)行植物精密施肥系統(tǒng)的研發(fā), 利用傳感器技術(shù)、信息采集與處理技術(shù), 結(jié)合作物專家系統(tǒng), 在栽培上進(jìn)一步弄清各種不同作物、不同生育階段對(duì)養(yǎng)分的需求, 開(kāi)發(fā)出植物精密施肥系統(tǒng), 保證植物正常生長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)完全沒(méi)有自己成熟的技術(shù)開(kāi)發(fā)，需要急需解決。2011 年，巴楚縣農(nóng)機(jī)局積極鼓勵(lì)和支持廣大農(nóng)戶使用先進(jìn)適用的農(nóng)業(yè)機(jī)械，大力推廣林果開(kāi)溝施肥機(jī)，提高全縣農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平和農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，優(yōu)化全縣農(nóng)機(jī)裝備結(jié)構(gòu)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收。圖為國(guó)產(chǎn)的一個(gè)林果開(kāi)溝施肥機(jī)由山西太原科衛(wèi)專利事務(wù)所所研制的可調(diào)式防漏土壤深松施肥機(jī)，具有體為一種可調(diào)施肥深度的可調(diào)式防漏土壤深松施肥機(jī),解決了現(xiàn)有土壤深松施肥機(jī)施肥過(guò)程中肥料深度無(wú)法控制的問(wèn)題?？烧{(diào)式防漏土壤深松施肥機(jī),包括深松刀,深松刀的后側(cè)固定有套筒,套筒內(nèi)套有施肥管,套筒表面設(shè)有調(diào)節(jié)螺桿,施肥管下端前側(cè)固定有回土擋片,回土擋片的左右兩側(cè)向下彎曲,且回土擋片與水平面呈銳角設(shè)置。本實(shí)用新型通過(guò)巧妙地設(shè)計(jì)克服了現(xiàn)有土壤深松施肥機(jī)施肥過(guò)程中肥料深度無(wú)法控制的問(wèn)題,保證肥料在土壤中的深度一致,深淺適宜,有利于玉米發(fā)育前期根系對(duì)肥料的吸收,促進(jìn)壯苗,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便且成本低的優(yōu)點(diǎn)。三、課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)可行性分析本課題任務(wù)要求是設(shè)計(jì)一種適用于南疆果園有機(jī)肥的施肥機(jī)械，主要能完成開(kāi)溝，有機(jī)肥施灑、覆土等功能。中國(guó)的設(shè)施水平與國(guó)外農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比, 還存在很大差距。目前中國(guó)大部分農(nóng)林果園都沒(méi)有專業(yè)的施肥器，我國(guó)的果樹(shù)施肥機(jī)械化水平很低 處于剛剛起步階段, 有些地方果樹(shù)施肥還采用人工挖溝撒肥方式，工作繁重，效率低, 施肥量很不均勻，這極大地降低了果園的實(shí)際生產(chǎn)效能, 不能使果園生產(chǎn)達(dá)到最大化和最佳化?？傊?，有機(jī)肥撒施機(jī)械的研發(fā)成功將對(duì)加速兵團(tuán)實(shí)現(xiàn)集約化經(jīng)營(yíng)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，實(shí)現(xiàn)果園有機(jī)肥的全程機(jī)械化，設(shè)計(jì)適合廣泛果園施肥的新機(jī)械。四、 需要重點(diǎn)的、關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路常見(jiàn)的果園施肥機(jī)械存在一些問(wèn)題4-1 肥箱排肥稀少不均，可能是槽輪調(diào)節(jié)不當(dāng)4-2 施肥過(guò)深或過(guò)淺，開(kāi)溝器入土太深或太淺。4-3 注意肥箱的肥料是否足夠，不夠及時(shí)補(bǔ)充。4-4 機(jī)械在工作中的安全性。對(duì)整體進(jìn)行參數(shù)確定，對(duì)于林果施肥機(jī)的尺寸的確定，動(dòng)力源的選擇等進(jìn)行試驗(yàn)分析。施肥機(jī)的造價(jià)要能夠最便宜，能夠滿足農(nóng)戶的需求，可以廣泛的使用。最主要還是要解決以前施肥機(jī)存在的一系列問(wèn)題。方案的確定：（1）施肥方式；（2）作業(yè)幅寬；（3）施肥量；（4）作業(yè)速度；（5）配套動(dòng)力；（6）施肥機(jī)的尺寸；每年都有因農(nóng)業(yè)機(jī)械化作業(yè)而產(chǎn)生的事故，因此要求該機(jī)的工作的環(huán)境是一個(gè)密封的，防止機(jī)器在工作時(shí)，因一些疏忽的措施造成不必要的財(cái)產(chǎn)的損失，提高操作人員的安全性。還有就是防止外部條件的干預(yù)等。五、工作進(jìn)度前二周：查找文獻(xiàn)資料，確定設(shè)計(jì)思路及初步方案。第三、四周：合理擬定輸送送裝置，確定設(shè)計(jì)內(nèi)容。第五周：確定傳送裝置的傳輸速度第六周---第七周：根據(jù)前期計(jì)算數(shù)值確定主要設(shè)備的選擇及其相關(guān)的輔助的選擇，完成相關(guān)的設(shè)計(jì)內(nèi)容。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求結(jié)合前期的的設(shè)計(jì)內(nèi)容確定變速裝置及其保護(hù)裝置，完成設(shè)計(jì)圖紙。第八周---第九周：根據(jù)設(shè)計(jì)的前期綜合確定完成設(shè)計(jì)的主體部分既鏈板式輸送裝置，完成設(shè)計(jì)圖紙。第十周：整理設(shè)計(jì)材料，撰寫論文，答辯。六、 參考文獻(xiàn)[1]袁智安;蘇禮廣 雙道果樹(shù)開(kāi)溝施肥機(jī)[P]. 中國(guó)專利:CN201571329U,2010-09-08. [2]楊忠良 施肥器 [P]. 中國(guó)專利 :CN2704198 2005-06-15 [3]聞晟. 新型果樹(shù)施肥器[J]. 農(nóng)業(yè)知識(shí). 2010(22)[4]李傳友; 禹振軍 果樹(shù)有機(jī)肥深施挖溝機(jī) 農(nóng)機(jī)科技推廣 2008-02-17[5] 侯履謙,賀文勝 ,張培增. 施肥機(jī)械種類和適用范圍[J]. 山西農(nóng)機(jī). 1994(06)[6]韓大勇; 呂釗欽; 崔方方; 沈向; 新型果樹(shù)施肥機(jī)的設(shè)計(jì)[J] 農(nóng)機(jī)化研究 2010-12-10[7]劉金根 同步傳動(dòng)齒輪 [P].中國(guó)專利:CN2562006,2003-07-23[8] 王富亮,于俊海 . 簡(jiǎn)易施肥器 [J].農(nóng)家參謀, 1998.11[9] 房穎. SF— 2 型施肥機(jī)設(shè)計(jì) [J]. 機(jī)械研究與應(yīng)用, 1996.01[10]東北農(nóng)學(xué)院.畜牧業(yè)機(jī)械化.農(nóng)業(yè)出版社(第二版).1993.[11]龔燕，丁素明，傅錫敏, 我國(guó)施肥機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)策分析 2009-5-26[12] 王素霞.國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)施肥機(jī).河南科技.2005-02-15[13] 沈再春.農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備.農(nóng)業(yè)出版社.1996. [14] 北京農(nóng)業(yè)工程大學(xué).農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)(上冊(cè))農(nóng)業(yè)出版社(第二版).1994.[15] 王蔭槐.土壤肥料學(xué).農(nóng)業(yè)出版社.1992.[16] 東北農(nóng)學(xué)院.畜牧業(yè)機(jī)械化.農(nóng)業(yè)出版社(第二版).1993.[17] 遼寧省農(nóng)機(jī)化所情報(bào)研究小組.國(guó)外廄肥機(jī)械設(shè)備概況.遼寧農(nóng)業(yè)機(jī)械化.1982.[18] 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文農(nóng)家肥撤施機(jī)工作部件的試驗(yàn)研究[19] 吳巍.科學(xué)施肥技術(shù).科學(xué)出版社.1998.[20] 高有東. 牽引式雙箱施肥機(jī)的研制.農(nóng)機(jī)化，2008(5)：6.