偏心无轴螺旋式水稻精量穴施排肥装置的设计与试验

摘要

[目的]针对现有施肥机械难以实现水稻定点精量施肥的问题，创新设计了一种偏心无轴螺旋式精量施肥装置，以满足水稻基肥精量撒施的需求。[方法]根据水稻施肥农艺要求，通过理论分析确定了影响施肥效果的关键因素以及装置关键部件螺旋排肥器的主要结构参数取值范围。以螺杆半径、偏心距、螺距为关键试验因素，通过离散元仿真进行多因素试验分析，以施肥装置的排肥稳定性变异系数及排肥范围合格率作为试验评价指标进行穴施肥装置的设计与试验。[结果]得到最优参数组合为螺杆半径6 mm、偏心距3.4 mm、螺距58 mm。最后，搭建了穴施肥装置试验台架，开发了基于STM32单片机的穴施肥控制系统，并根据最优参数组合进行台架试验，台架试验中，穴施肥装置的平均施肥量为2.54 g，平均排肥稳定性变异系数为8.355%，平均排肥范围合格率为95.174%；田间试验中，穴施肥装置的平均施肥量为2.63 g，平均排肥稳定性变异系数为8.18%，平均排肥范围合格率为93.1%。[结论]施肥量均在水稻穴施肥所需范围内，试验结果与仿真试验基本一致，验证了台架试验和田间试验的可靠性。施肥效果满足南方水稻种植农艺要求，亦可为其他作物的肥料定点定量施放研究提供借鉴参考。

关键词

水稻 / 穴施肥 / 偏心无轴螺旋 / 排肥器 / 离散元仿真