浅谈水稻插秧侧深施肥机的基本内容及使用要点

黄 丽

（扬州市江都区农业技术综合服务中心，江苏扬州 225200）

1 技术背景

随着我国农业进入新阶段，推进农业绿色生产方式已成为现代农业建设的新理念。目前，在江苏省水稻耕整地、种植、植保、收获、烘干等环节均已有较为成熟的机械化技术，但水稻施肥生产环节一直沿用人工或机械撒施的方式。此种施肥方式，存在分布不均、表面土壤肥料无法被作物吸收、肥效差、肥料利用率低等问题，易造成环境污染。同时，随着雇工成本不断提升，无形中增加了水稻种植成本的投入。另外，由于撒施的肥料位于土壤表层，易造成草害。针对这些问题，我国引进了水稻侧深施肥机。这是一种既保持高速乘坐式插秧机原有性能，又能够将颗粒缓释肥同时施于秧苗侧位的复式作业机器。侧深施肥技术的使用，使得水稻插秧的同时能够实现定位、定量、均匀、可靠地施肥，不但节省了用工成本和肥料的施用量，而且可以提高水稻产量和减少环境污染，是国际上公认的水稻生产减少化肥施用量的有效技术措施之一。

2 水稻机插侧深施肥技术概述

侧深施肥是一种根据作物的根系深度和对肥料的营养需求来决定施肥位置和用量的方法。将肥料直接施加在根系所达到的深度范围内，最大程度地满足作物的营养需求。水稻侧深施肥插秧机就是在乘坐式高速插秧机上安装侧深施肥装置，使得插秧机在栽插水稻的同时，能够在距离秧苗根系侧面4～5 cm，距离泥面4～5 cm的区域施以肥料，从而达到提高肥料利用率，降低生产成本，减少环境污染，节省人工，提高施肥效果，增加作物的产量和品质，起到增产增效的目的。

3 水稻侧深施肥装置的分类及关键装置工作原理

3.1 水稻侧深施肥装置的分类

水稻侧深施肥装置搭载在高速乘坐式插秧机上，主要由动力传动机构、排肥机构、肥量调节机构、肥料箱、警报装置等部分组成。有3种不同的分类。

3.1.1 按其配置方式的不同分为前置式和后置式

前置式侧深装置是安装在插秧机驾驶座位后端与载秧台的前方部位，其施肥动力由插秧机变速传动箱提供，鼓风机动力由插秧机蓄电池提供。施肥传动箱驱动各行排肥器转动，颗粒肥在重力和风力的双重作用下，定量落入根系部位。

优点：前置式侧深施肥机将肥料一次性施放于播种行，操作简单方便，肥料作用持久；缺点：安装位置高，排肥管长，在送肥方式均采用气吹式，成本高，结构复杂。

后置式侧深装置安装在载秧台的后部，该装置的主动力来自插秧机发动机，经变速箱将动力传递给排肥装置，又被转向箱分为两路：一路驱动计量式排肥装置，将肥料箱中肥料输送到排肥管中，肥料靠重力经由排肥管落入到螺旋排肥装置，另一路驱动螺旋式排肥装置，将肥料强制性地排入沟槽中，经过覆土板将肥料埋入水田中。

优点：后置式侧深施肥机通过计量装置精确地控制肥料的施放量，施放均匀性好，肥量调节灵活，适应性广；缺点：增加了插秧机后部配重，影响机械通过性。需要分别对肥料箱里肥料的进行调整和补充，操作较为复杂。

3.1.2 按排肥工作原理的不同分为气吹式排肥和螺旋式排肥

气吹式侧深施肥机主要通过鼓风机吹动，将气体输送至肥料排出管，并在气体的推动下将肥料吹到开沟器开出的沟中。适用于小范围的排肥工作。

螺旋式排肥又可分为机械式和电控式。机械式排肥，利用插秧机发动机动力，经变速箱变速、换向，经齿轮传递给螺旋式强制排肥器，带动螺旋推运器将肥料排出；电控螺杆式排肥，是通过电子智能控制装置设定并控制排肥量，通过直流电机驱动螺杆旋转强制排肥。该方式适用于不同形状的肥料，排放较为流畅、稳定。

3.1.3 按装配方式不同可分为一体式和分体式

一体式与水稻高速插秧机整机装配，性能相对成熟稳定，作业效率高；分体式侧深施肥机可单独装配，它可与6行、8行水稻高速插秧机组合挂接，完成作业生产。

3.2 排肥装置的工作原理与分类

水稻侧深施肥机的核心装置是排肥装置，其工作原理如下：肥料箱中的肥料通过输送装置被输送到施肥位置。开沟器切开土壤，并将肥料施入切口中。开沟器安装在插秧机的底部，根据需要可以调整施肥的深度。控制机构通过控制器控制肥料的释放和计量，以便根据需要合理施放肥料。插秧机在插秧和施肥过程中持续移动，将肥料均匀地分布在农田里，确保水稻植株可以充分利用肥料。

目前使用的有2种类型，一种是外槽轮式，一种是旋转施肥盘式。

外槽轮式工作时肥料进入排肥盒落入槽轮的凹槽中，槽轮由驱动机构提供动力不断转动，转动至排肥口时排出肥料。此种装置结构简单，操作方便，但对颗粒度要求高，若颗粒度过大，易压碎缓释肥颗粒，形成粉状落肥，气吹送肥到施肥口时，会造成飘肥而不能埋入土壤中去，失去深施肥的意义。

旋转式施肥盘圆盘滚筒的圆周上均布肥料槽，工作时，随着圆盘转动，肥料箱中的肥料落入肥料槽中，当肥料槽与滚筒下盖排肥口对合时，肥料落入输肥管中排出肥料。此种装置分料量较为精准，不易碾压颗料而形成碎肥，但是缓释肥极容易潮解形成堵塞而影响排肥。

3.3 施肥装置的同步原理

实现插秧与施肥同步同速作业主要有2种方式：一是株数变速与施肥机机械式联动，可实现插秧与施肥同步与同速动作；二是电控搅龙式分料机构，受分料量电机转速影响，需要重新适配插秧与施肥搅龙转速，加装插秧速度传感器，通过速度传感器调控施肥搅龙转速，达到插秧速度与施肥速度同步与同速。

3.4 控制机构

随着水稻侧深施肥技术的逐渐成熟，采用了肥料缓控释技术，增加了肥料漏施监控装置、电子控制施肥量等大量高新技术，并在水稻生产中大量应用，一方面增加了机械的可操作性，另一方面也加速了农业现代化发展的步伐，推动了水稻生产向集约化、规模化和标准化方向发展。

水稻侧深施肥插秧机通常配备了各类调节机构和报警装置，以实现施肥的精确控制和监测。以下是常见的调节机构和报警装置。

3.4.1 施肥量调节装置

用于控制肥料的流量和施放量。这些装置通常包括可调节的出料口、流量控制器等。通过调节旋钮实现所有行的同时调节，旋钮转向“多”的一侧施肥量增多，转向“少”的一侧施肥量减少。

3.4.2 深度调节装置

用于调节插秧的深度，以确保肥料施放的深度与插秧的深度一致。这些装置通常包括调节开沟器的高度或角度等。

3.4.3 速度调节装置

用于调节插秧机的行进速度。通过调节行进速度，可以调整肥料的施放间距和施放量。

3.4.4 压力调节装置

用于调节肥料输送时的压力。通过调节压力，可以控制肥料的流动速度和流量。

3.4.5 报警装置

用于监测和报警肥料装载、输送或施放过程中的异常情况，如肥料不足、堵塞、泄漏等。报警装置可以是声音或光提示，以便操作员及时处理问题。

肥料补给报警：肥料箱中装有肥料补给感应器，作业中肥料箱中肥料若在肥料补给感应所见位置为肥料减少，肥料补给警报响起，提醒操作者需要补给肥料。有时传感器上粘有肥料不能及时报警，操作人员要及时清理传感器。

肥料堵塞报警：开沟器上装有肥料堵塞感应器，一旦有肥料堵塞警报就会响起，提醒操作者查看，疏通堵塞部位，防止漏施，见图1。

图1 肥料堵塞报警装置

这些调节机构和报警装置能够提供实时监测和控制，确保施肥的准确性、均匀性和安全性。操作员可以根据实际情况进行调节和处理，保证水稻侧深施肥的效果和效率，见图2。

图2 水稻侧深施肥效果

4 侧深施肥机技术特点

使用侧深施肥技术的水稻前期营养充足，返青期提前3天左右，返青快、分蘖多，在低温年、冷水田、排水不良的情况下也可保证水稻前期具有充足茎数及生长量，从而为水稻高产稳产提供了前提条件。侧深施肥肥料比较集中，水稻返青后可以直接吸收利用，当水稻分蘖茎数达到预计茎数时，就可以提前适时晾田，这样可以控制无效分蘖，向土壤当中通氧，保持根系活力，使茎秆强度增加，抗病、抗倒伏能力增加。侧深施肥机的施放量在6.6～60 kg之间可调节，能够满足各积温带施肥量的要求。

在工艺方面，主要部件采用激光切割焊接、排肥部件注塑成形、重要部件材质经过特殊处理，经久耐用并且抗腐蚀、整机重量轻、安装方便快捷、操作简单方便。在技术集成方面，物理排肥系统与鼓风机吹送或者螺旋强推系统相结合，保证排肥的顺畅，彩色图形显示器的控制单元对施肥过程实时监控并调整，与秸秆还田技术、搅浆平地技术、肥料配套选择技术环环相扣，形成机插侧深施肥技术集成。在机具设计方面，肥料扰动设计防止肥料架空；肥量施放量调节通过控制面板调节或者手柄手动调节，操作简单，通俗易懂；自动计算施肥面积、工作时间；实时显示各施播行的工作状态（正常/无肥/堵塞）；机架传感器/速度检测传感器保证施肥机的工作状态与插秧机插秧同步。

5 侧深施肥技术使用要求

5.1 对肥料的选用要求

侧深施肥技术对所用肥料在养分配比及养分释放速度、颗粒强度等方面均有较高要求。要求选择养分比例合理、生产工艺好、颗粒均匀一致的缓释复合肥，粒径为2～5 mm的圆粒型，含水率≤2.0%，要求手捏不碎，吸湿性较弱，肥料粒之间不相互黏结，不能有粉状肥料，无大的肥料块。肥料最好使用新的肥料，没有开封。带着湿气的肥料或保存时间较长的肥料，不可再使用。容易透光的透明的肥料，因会引起肥料用完传感器的错误指示，故不可使用这类肥料。尿素肥料因其容易吸收空气中的水分，从而导致排肥装置等因肥料而堵塞，所以把尿素肥料使用在侧边施肥中的话，肥料的处理及清扫是很必要的。

5.2 对大田耕整的要求

秸秆量多的田块整地前清除秸秆或者完全埋入土中，平整土地使土壤表面无凹凸起伏。耕作时土壤要有一定的耕深，特别对秸秆还田的田块，要求耕深达15 cm以上，一方面可以将秸秆掩埋于土层内，同时保证有一定量的泥浆覆盖肥料。田间水层的控制一般距离地表面2～3 cm，水量过多会增加肥料的流动性，影响肥料的使用效果，水量过少会导致肥料不能很好地被土壤所完全覆盖。侧深施肥机对水田沉浆要求也较高，沉浆不足的田块，开沟效果不佳，未能达到“侧三深五”的效果，沉浆过度或打浆不匀的田块，会出现漏肥情况。

5.3 对秧苗的要求

按照培育壮苗的技术规范，培育出具有早生根系、植高标准、叶片不软不披、苗质均匀一致的标准壮苗。叶龄3～4叶，秧龄15～20天，苗高14～18 cm，苗基部扁宽，叶片挺立有弹性，叶色翠绿，根多色白，苗高适宜，基部粗壮，均匀整齐。

5.4 对机手的要求

机手要经过专业培训，熟悉设备的各项性能，熟练地掌握设备的操作要领和注意事项，能够根据不同的田块、作物要求对设备进行各类调节，确保机械以最佳的状态投入工作中，保障水稻种植工作的顺利开展。

6 侧深施肥机使用过程中注意事项

在作业中急停时，管道中流动的肥料会集中在一处排出，从而导致局部施肥过量，作物生长过旺。因此插秧机驾驶员要能够熟悉掌握机械的操作。

肥料在本机起步同时从排肥装置部位排出，但经由输送管道到达土壤还需要少许时间。作业开始时，应平缓启动机器。突然起步（高速启动）时，大约有1 m的距离没肥，慢慢启动时的距离约为10 cm没肥。侧深施肥插秧机不能倒车，倒车会造成施肥口的堵塞。肥箱内部应避免受潮或泥污。肥箱内部等如受潮或被泥水弄脏，肥料堵塞后会无法顺利排肥，滤网上残留的结块肥料不要使用，这些都会造成肥料堵塞以及作物生长发育不均。

施肥量按农艺要求确定，作业前作好调整，严防排肥口堵塞。每天作业完毕后要清扫肥料箱，第二天加入新肥料再作业。定期对施肥部、变速箱、插植部等进行清洗以及加油，防止肥料附着易生锈。

7 存在的问题

水稻侧深施肥需要专用缓释肥，应根据当地土壤情况配备氮、磷、钾不同比例的复合肥，最好达到70天缓释期甚至120天，市面上的许多缓释肥因为缓释包裹层不过关，达不到设定的天数，质量好的价格又偏高，这在一定程度上影响该技术的大面积推广。水稻插秧机安装了侧深施肥装置，再加上添加的肥料，使得插秧机的自重增加，插秧时有壅泥现象，影响栽插速度和质量，需要应用柴油版14.71 kW（20马力）以上的机型进行机插秧侧深施肥作业，并配套平地轮与插秧同步进行，解决水田泥浆沉淀标准高的影响。

水稻侧深施肥插秧机作业过程中增加了补肥和排除故障的环节，影响作业效率，增加了人工成本。但因为水稻总的生长过程少施1～2次肥料，因此总的节省了人工。要注意的是，水稻侧深施肥插秧机不适宜在土质较软的田块作业，容易陷入泥中无法作业。

8 结语

水稻侧深施肥机插秧技术改变了传统施肥方式，具有节肥、省工、增效、环保等特点，是水稻生产技术的又一次飞跃。但因前期投入大，对缓释肥要求高，要达到全面推广，需要技术部门不断加强技术创新，提高缓释肥的质量，降低肥料成本，提高机械的可操作性和适应性。相关部门要做好技术培训和技术指导，使机手能够熟练地操作机器，会排除故障，同时政府也要加大补贴额度，使这项技术能够大面积推广，推动现代农业的可持续发展。