排肥器试验台智能控制系统研究与设计方案.docx

随着精细农业的发展，精量施肥作为精细农业的重要组成部分，其对施肥装置性能的 要求也越来越高。排肥器性能实验是农机测试的重要组成部分，也是研制和开发新型精量 排肥器不可缺少的重要环节。但是，排肥器大多是做为播种机的一部分来进行研究，没有 专门用来检测排肥器性能的实验台。为此，本论文拟开发一种操作简单、性能可靠、运行 速度快的排肥器实验台智能控制系统。 农业是人类赖以生存的基础产业。加快农业技术进步、提高农业产品产量和质量是各 个国家努力的方向。施肥对于粮食增产、农业增收以及保持土壤肥力等方面起到了积极作 用，人们已经认识到保持土壤肥力对作物产量的重要性。但是，大量化学肥料以各种 形 式 投入到土壤中，也造成了环境压力。施用化肥，尤其是精量深施化肥，则是提高单产、节 约用肥的关键措施之一。国外对此己有较多的研究，如美国玉 M 种植带的统计。目前，中 国已经成为世界上最大的化肥生产国。近 30 年来，中国化肥消费总量和单位面积用量都已 经达到世界前列。中国小麦、玉 M 和水稻施肥量与其他国家相比还是比较高，但产量相对 较低。化肥的施用自然应使其能有效地被农作物吸 收，否则不仅会造成不可低估的直接损失和间接失，而且达不到预期的增产效果。施肥机 械性能也关系到配方施肥技术进一步发展，恰当的施肥机械可让配方施肥技术发挥出更加 有效的作用。在我国，化肥施用以粮食作物为主，在 50%左右。与推荐施肥量相比，部分 作物氮肥、磷肥 施用过量，但钾肥用量仍需增加。因此，应把发展节能增效的施肥机械作为农业机械化发 展的重要课题。化肥深施的意义有四：第一，化肥深施会减少化肥分子挥发。如铵态氮肥 、尿素等化肥较浅地施入土壤后，铵态氮在土壤表层中，易被硝化细菌转化成硝态氮，土 壤胶体不能吸。铵态氮肥深施后，由于土壤下层硝化细菌极少，不易被硝化细菌转化为易 流失挥发的硝态氮而存在土壤之中来被作物所吸收。第二，可以减少肥分子的流失。比如 ，硝态氮化肥施入土壤较浅，其中硝酸根离子不能被土壤胶体所吸附，分散在土壤颗粒之 间。有些土壤本身对化肥的吸附、保蓄能力本身就很差，要是遇暴雨或灌溉，化肥的有效 分子便会随水或随土壤表层泥一起流失，会使化肥效果明显降低，从而作物的的产量就要 下降。而化肥深施后，由于土壤下层水移缓慢，随水流失就会大大减少，这样才能有效地 被作物所吸收。第三，深施化肥可减轻作物后期早衰。例如晚茬水稻和低肥田所种作物， 其生育后期常因养料缺乏而早衰。化肥深施后，有利于供应作物生育中、后期的养料，延 长作物功能叶片的生命活力和叶绿素含量，增强光合作用能力，有利于夺取高产。第四， 化肥的深施能增强作物抗逆性。作物根系都有趋肥性，要是化肥的浅施，会使作物根系大 多集中在土壤表层，要是有大风暴雨，则有可能作物要倒伏。并且也不具有抗旱的作用。 化肥的深施后，能够吸引作物根向土壤下层深扎，从而大大增强作物抗倒伏、抗旱能力。 化肥深施，是提高肥料利用率的重要措施，并且是我国节本增效的重点工程之一。但是深 施化肥要借助性能优良的施肥机械才能得以实现，而施肥机械又是我国农业机械发展中的 一个薄弱环节。根据多年的实践证明：机械深施碳酸氢铵、尿素、氮的利用率比人工表面 撒施分别由 27％和 37％提高到 58％和 50%，深施比表施其利用率相对提高 11.5 ％和 35%。。然而，由于目前我国施肥机械技术的不成熟，造成化肥施用上的极大浪费。据有关 资料介绍：目前我国氮肥当季利用率仅为 30%-35%，磷肥利用率仅为 15%-20%，钾肥利用率 也不超过 65%。化肥流失加剧了湖泊和海洋等水体的富营养化，造成地下水和蔬菜中硝态 氮含量超标，影响土壤自净能力。农业面临污染对人类健康的影响不容忽视，据调查，累 积于饮用水源特别是井水中的化肥氮磷和农药对至少 13 个省份、数以百万计居民的健康构 成威胁。因此，研制性能良好、适用性强的施肥机械是我国农机工作者当务之急应解决的 问题之一。农业机械作为现代农业生产重要的组成部分，其产品质量的优劣直接影响农业 机械的作业效率，关系到农业增产和农民增收，也关系到农机使用者的健康和安全。排肥 器作为施肥机械的主要部件，其性能指标是否达到标准直接影响着施肥机械产品改进、完 善和性能质量的提高，施肥机械制造企业科学、合理的技术创新和经营决策，广大农民用 户的生产投入是否有针对性，施肥机械化技术的健康发展。 本课题拟研究开发一种适应性强、检测性能好、检测结果直观且清晰的通用的排肥器实验 台。 几十年来，我国排肥器的研究工作经历了一个蓬勃发展的时期。先后研究出不少新型 的排肥器，如定孔式、螺旋式、离心式、气流式、纹盘式、窝眼轮式、型齿式、弹性刮片 式等排肥器。这些排肥器从国外引进 , 或是我国自行研制，对促进我国施肥机械技术的发展 起了一定的积极作