农业机械学报

作者：李贵蓉，苏欣彤，周鑫，张旭，王庆杰，王超

单位：中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,辽宁省农业机械化研究所,中国农业大学,中国农业大学,

关键词：穴施肥装置;种-肥同步施用;气力辅助式

基金：国家重点研发计划项目（2022YFD1500600）

针对玉米播种同步穴施肥过程中存在种-肥施用位置和施肥量不精准、穴施肥装置施肥成穴性较差等问题，设计一种气力辅助式对种穴施肥装置。依据检测的落种信号，气力辅助式间歇排肥装置将从外槽轮式排肥器排出的连续肥料转换为间歇肥团，并施用在距种子一定位置处。阐述该装置结构组成和工作原理，对其中关键结构尺寸进行理论分析，分析气流对挡板的作用，验证该装置的理论可行性。基于STM32单片机开发气力辅助式对种穴施肥控制系统，依据气力辅助式对种穴施肥工作方式，构建适用于高频间歇施肥场景的对种穴施肥控制模型，并设计硬件电路和控制程序。基于EDEM离散元进行仿真试验，结果表明，当前进速度为3~7km/h、穴距为300mm时，平均施肥长度为69.8~169.1mm，施肥长度变异系数为3.9%~11.9%，排肥量误差为1.7%~5.5%。通过观察仿真过程中气力辅助式间歇排肥装置内部肥料运动状态，确定挡板开启持续时间为100ms时排肥效果最佳。台架试验结果表明，单独穴施肥时平均施肥长度为75~187mm，施肥长度变异系数为5.3%~12.4%，排肥量误差为5.6%~12.8%，穴距误差为2.5%~6.5%。对种穴施肥结果，平均种-肥纵向间距为14~113mm。田间试验结果表明，当施肥量为5g/穴时，平均施肥长度为93~189mm，平均种-肥纵向间距为34~119mm，种-肥同步性较好，满足玉米播种同步穴施肥作业要求，试验结果与仿真试验值和台架试验值基本一致，验证了仿真试验和台架试验的可靠性。

来源：2024年第12期

《农业机械学报》期刊编辑部

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