水稻插秧螺旋搅龙式侧深施肥技术及装置
杨国威 陈长海 毕春辉 金钟玉
0引言
当今世界水稻机械化生产采用两大栽培体系。一是以欧美为代表的水田直播机械化栽培体系：水田实现条田化，用先进的平整机械平整土地，培育出适合旱直播的品种，药剂灭草，联合收获。二是以日本为代表的水稻移栽机械化栽培体系：工厂化育秧，机械插秧，联合收获。日本自1975年对侧深施肥进行了研究，明确了侧深施肥有明显的节肥增产作用，到1992年日本侧深施肥面积达20%左右。随着侧深施肥技术的普及，形成促进初期生育、降低成本、减少水质污染等的省力化技术，随着插秧机的改良并与施肥器配套，以及侧深施肥专用肥的开发，使侧深施肥技术迅速推广。
我国水稻常年种植面积约3130万hm2，总产量近2亿t，占全国粮食作物种植面积的30%和总产量的40%，全国有60%以上人口以大米为主食。为了实现我省2012年粮食总产量突破千亿斤这一目标，农业生产规模化、标准化、机械化是十分必要的。规模化、标准化生产又是提高农业机械化生产率的必要条件。多年的实践表明，水稻机械化种植可增产5%～10%，机械化收获可减少损失5%～8%，机械化干燥可减少霉烂损失4%以上。水稻插秧时定位、定量、均匀、可靠施肥是保证秧苗均匀吸收肥料、均匀生长的必要因素，水稻长势、结穗均匀是保证水稻高产稳产的重要条件。水稻插秧螺旋搅龙式侧深施肥技术及装置是保证水稻深施肥定量、定位、均匀、可靠施肥的必要技术和装置。因此，搞好水稻插秧螺旋搅龙式侧深施肥技术及装置的研究，对水稻生产过程有非常大的影响，为了保护水资源，更好地发展水稻生产，水稻插秧螺旋搅龙式侧深施肥技术及装置的研究已迫在眉睫。
1项目水平
该项技术目前处于国内领先水平。
主要研究内容：水稻插秧侧深施肥技术是在水稻插秧的同时，将我国普遍应用的颗粒肥料深施于水稻秧苗侧3～4 cm、深4～5 cm的水田泥土中的施肥方法。
强制排肥总成采用动力驱动螺旋搅龙推动肥料沿排肥管内运动，排肥管与开沟器总成连接，开沟器在水田深4～5 cm处开沟，肥料在螺旋搅龙推动下强制排入已开沟的水田泥土中，有效防止施肥管壅堵现象的发生，从而使肥料精确深施在秧苗侧、深预定的位置。
该技术主要创新点：首创水稻插秧侧深施肥由动力驱动螺旋搅龙强制推动颗粒肥进行侧深施肥的方法及装置。
项目预期达到总体目标：研究符合水稻生产插秧农艺要求的定位、定量、均匀、可靠的螺旋搅龙强制施肥方法及装置，解决我国水稻插秧过程不能定位、定量、有效施肥的关键技术难题，从而减少水稻插秧期肥料用量约20%，有效控制由田间排出的含肥水体对环境的污染，保护水资源环境。
关键技术内容：在水田泥土中开沟、深施肥、泥土覆盖肥料、排肥口不堵塞且施肥量均匀、位置精准的强制排肥装置的研制。
技术瓶颈：动力驱动螺旋搅龙传动结构设计，螺旋搅龙基本参数的确定以及排肥管的选型。
2项目可行性
2.1国内现状
我国水稻种植施肥一直沿用传统的人工手撒方式，一种是在耕整地前将肥料撒在田间地表，依靠整地过程将肥料混拌在土壤中；另一种是在打浆前将肥料撒在水田里。人工手撒施肥用肥量大，每亩用肥量约25 kg。插秧前为了控制田面水位高度，需要排出多余的水，排出的水中含有大量的肥料，严重污染周边水系，严重破坏水资源环境，同时也降低了肥料利用率。
2.2技术方案可行性分析
根据水稻种植过程的发展需求，集成创新水田侧深施肥技术，创新设计水田新型螺旋搅龙侧深施肥装置。依据国内水稻种植方式、方法情况的市场调研，新技术实施的技术研讨和可行性的分析，确定机具结构总体方案。之后进行机具结构设计、部件设计。根据设计图纸 加工试验样机。再进行田间试验、生产考核，针对机具在试验过程中出现的问题提出结构改进方案，对样机进行二次改进设计和加工制造，再次进行生产考核，直至机具性能和各项技术指标达到计划合同要求为止。最后完成机具的定型和项目验收工作。
该项目的主要技术研究内容属于农业机械工程范围，所采用的施肥箱、排肥器、开沟器等工作部件属于通用材料制造。加工工艺属于机械行业普通加工工艺，一般中等机械加工行业均可生产制造。所使用的型材、板材、管材等材料全部符合国家机械材料标准；紧固件、轴承等标准件全部符合国家标准件标准。
2.3主要技术指标
螺旋外径：18 mm；螺旋导程：16 mm；
螺旋内径：8 mm；侧施肥（距秧苗）距离：3～4 cm；
施肥深度：4～5 cm；施肥量：15～30 kg/亩。
3田间试验与结果
水稻插秧侧深施肥技术及装置关键技术突破后，将对水稻插秧生产过程产生巨大的作用与影响。
（1）水稻侧深施肥技术。该项新技术是我国水稻插秧生产技术的一项创新，改变了传统的人工手撒施肥方式，实现在插秧作业的同时完成侧深施肥作业。该项新技术的施肥量起到了节省肥料和减低生产投入的作用，明显降低了生产成本。
（2）水稻侧深施肥可减少蒸发损失，氮肥大部分具有一定的挥发性。如果肥料施在水中极易溶解，肥料随着水分的散失而流失，造成化肥损失和浪费。而侧深施肥能防止肥料挥发，又能增强土壤对氨态氮的吸附，并减少流失。
（3）水稻侧深施肥能够实现稻苗的根系与肥料隔离，避免烧伤稻苗根系，可防止发生肥害。
（4）水稻侧深施肥可保护生态环境。如果化肥在水中含量过大，在排出时极易造成周边水系的污染以及对大气的污染。
（5）水稻侧深施肥有利于肥效的发挥。肥料在湿润的土壤中才能得到充分的溶化分解，有利于肥效的发挥。
4结束语
该项新技术及装置技术关键突破后，实现了水稻插秧侧深施肥作业，是我国水稻生产过程施肥方式的一个突破，预计将会对我国水稻生产施肥方式产生巨大的影响，对水稻生产的发展具有极大的推动作用。
参考文献：
[1]毕春辉，陈长海，李明金，等.浅谈水稻侧深施肥技术[J].农业装备技术，2011（6）：24-25.
[2]全京俊，郑守桐.2ZTF-6型水稻侧深施肥装置使用情况调查[J].现代化农业，1996（2）：32.
[3]解保胜.水稻侧深施肥技术[J].垦殖与稻作，2000（1）：18-20.
[4]钱华.水稻机械插秧测深施肥技术研究[J].农机化研究，2005（1）：39.
0引言
当今世界水稻机械化生产采用两大栽培体系。一是以欧美为代表的水田直播机械化栽培体系：水田实现条田化，用先进的平整机械平整土地，培育出适合旱直播的品种，药剂灭草，联合收获。二是以日本为代表的水稻移栽机械化栽培体系：工厂化育秧，机械插秧，联合收获。日本自1975年对侧深施肥进行了研究，明确了侧深施肥有明显的节肥增产作用，到1992年日本侧深施肥面积达20%左右。随着侧深施肥技术的普及，形成促进初期生育、降低成本、减少水质污染等的省力化技术，随着插秧机的改良并与施肥器配套，以及侧深施肥专用肥的开发，使侧深施肥技术迅速推广。
我国水稻常年种植面积约3130万hm2，总产量近2亿t，占全国粮食作物种植面积的30%和总产量的40%，全国有60%以上人口以大米为主食。为了实现我省2012年粮食总产量突破千亿斤这一目标，农业生产规模化、标准化、机械化是十分必要的。规模化、标准化生产又是提高农业机械化生产率的必要条件。多年的实践表明，水稻机械化种植可增产5%～10%，机械化收获可减少损失5%～8%，机械化干燥可减少霉烂损失4%以上。水稻插秧时定位、定量、均匀、可靠施肥是保证秧苗均匀吸收肥料、均匀生长的必要因素，水稻长势、结穗均匀是保证水稻高产稳产的重要条件。水稻插秧螺旋搅龙式侧深施肥技术及装置是保证水稻深施肥定量、定位、均匀、可靠施肥的必要技术和装置。因此，搞好水稻插秧螺旋搅龙式侧深施肥技术及装置的研究，对水稻生产过程有非常大的影响，为了保护水资源，更好地发展水稻生产，水稻插秧螺旋搅龙式侧深施肥技术及装置的研究已迫在眉睫。
1项目水平
该项技术目前处于国内领先水平。
主要研究内容：水稻插秧侧深施肥技术是在水稻插秧的同时，将我国普遍应用的颗粒肥料深施于水稻秧苗侧3～4 cm、深4～5 cm的水田泥土中的施肥方法。
强制排肥总成采用动力驱动螺旋搅龙推动肥料沿排肥管内运动，排肥管与开沟器总成连接，开沟器在水田深4～5 cm处开沟，肥料在螺旋搅龙推动下强制排入已开沟的水田泥土中，有效防止施肥管壅堵现象的发生，从而使肥料精确深施在秧苗侧、深预定的位置。
该技术主要创新点：首创水稻插秧侧深施肥由动力驱动螺旋搅龙强制推动颗粒肥进行侧深施肥的方法及装置。
项目预期达到总体目标：研究符合水稻生产插秧农艺要求的定位、定量、均匀、可靠的螺旋搅龙强制施肥方法及装置，解决我国水稻插秧过程不能定位、定量、有效施肥的关键技术难题，从而减少水稻插秧期肥料用量约20%，有效控制由田间排出的含肥水体对环境的污染，保护水资源环境。
关键技术内容：在水田泥土中开沟、深施肥、泥土覆盖肥料、排肥口不堵塞且施肥量均匀、位置精准的强制排肥装置的研制。
技术瓶颈：动力驱动螺旋搅龙传动结构设计，螺旋搅龙基本参数的确定以及排肥管的选型。
2项目可行性
2.1国内现状
我国水稻种植施肥一直沿用传统的人工手撒方式，一种是在耕整地前将肥料撒在田间地表，依靠整地过程将肥料混拌在土壤中；另一种是在打浆前将肥料撒在水田里。人工手撒施肥用肥量大，每亩用肥量约25 kg。插秧前为了控制田面水位高度，需要排出多余的水，排出的水中含有大量的肥料，严重污染周边水系，严重破坏水资源环境，同时也降低了肥料利用率。
2.2技术方案可行性分析
根据水稻种植过程的发展需求，集成创新水田侧深施肥技术，创新设计水田新型螺旋搅龙侧深施肥装置。依据国内水稻种植方式、方法情况的市场调研，新技术实施的技术研讨和可行性的分析，确定机具结构总体方案。之后进行机具结构设计、部件设计。根据设计图纸 加工试验样机。再进行田间试验、生产考核，针对机具在试验过程中出现的问题提出结构改进方案，对样机进行二次改进设计和加工制造，再次进行生产考核，直至机具性能和各项技术指标达到计划合同要求为止。最后完成机具的定型和项目验收工作。
该项目的主要技术研究内容属于农业机械工程范围，所采用的施肥箱、排肥器、开沟器等工作部件属于通用材料制造。加工工艺属于机械行业普通加工工艺，一般中等机械加工行业均可生产制造。所使用的型材、板材、管材等材料全部符合国家机械材料标准；紧固件、轴承等标准件全部符合国家标准件标准。
2.3主要技术指标
螺旋外径：18 mm；螺旋导程：16 mm；
螺旋内径：8 mm；侧施肥（距秧苗）距离：3～4 cm；
施肥深度：4～5 cm；施肥量：15～30 kg/亩。
3田间试验与结果
水稻插秧侧深施肥技术及装置关键技术突破后，将对水稻插秧生产过程产生巨大的作用与影响。
（1）水稻侧深施肥技术。该项新技术是我国水稻插秧生产技术的一项创新，改变了传统的人工手撒施肥方式，实现在插秧作业的同时完成侧深施肥作业。该项新技术的施肥量起到了节省肥料和减低生产投入的作用，明显降低了生产成本。
（2）水稻侧深施肥可减少蒸发损失，氮肥大部分具有一定的挥发性。如果肥料施在水中极易溶解，肥料随着水分的散失而流失，造成化肥损失和浪费。而侧深施肥能防止肥料挥发，又能增强土壤对氨态氮的吸附，并减少流失。
（3）水稻侧深施肥能够实现稻苗的根系与肥料隔离，避免烧伤稻苗根系，可防止发生肥害。
（4）水稻侧深施肥可保护生态环境。如果化肥在水中含量过大，在排出时极易造成周边水系的污染以及对大气的污染。
（5）水稻侧深施肥有利于肥效的发挥。肥料在湿润的土壤中才能得到充分的溶化分解，有利于肥效的发挥。
4结束语
该项新技术及装置技术关键突破后，实现了水稻插秧侧深施肥作业，是我国水稻生产过程施肥方式的一个突破，预计将会对我国水稻生产施肥方式产生巨大的影响，对水稻生产的发展具有极大的推动作用。
参考文献：
[1]毕春辉，陈长海，李明金，等.浅谈水稻侧深施肥技术[J].农业装备技术，2011（6）：24-25.
[2]全京俊，郑守桐.2ZTF-6型水稻侧深施肥装置使用情况调查[J].现代化农业，1996（2）：32.
[3]解保胜.水稻侧深施肥技术[J].垦殖与稻作，2000（1）：18-20.
[4]钱华.水稻机械插秧测深施肥技术研究[J].农机化研究，2005（1）：39.
