【摘 要】
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新疆凭借昼夜温差大的优势,成为世界三大葡萄“天堂种植区”之一。施肥是葡萄种植过程中的重要环节,肥料在林果种植过程中担当着极为重要的角色,有机肥的施加不仅可促进果品对营养的吸收利用及提高果品品质,还可改良新疆地区土壤盐碱化程度且提高土壤肥力。但是,在施肥过程中存在劳动强度大、环境差、费用高、效率低和效果不佳等问题。针对有机肥施加过程中存在的问题,本文依据农机与农艺相结合的原则,采用理论分析、数值模拟
【基金项目】
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兵团科技攻关项目“南疆果园有机肥深施系列装备的研制与示范”项目资金；
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新疆凭借昼夜温差大的优势,成为世界三大葡萄“天堂种植区”之一。施肥是葡萄种植过程中的重要环节,肥料在林果种植过程中担当着极为重要的角色,有机肥的施加不仅可促进果品对营养的吸收利用及提高果品品质,还可改良新疆地区土壤盐碱化程度且提高土壤肥力。但是,在施肥过程中存在劳动强度大、环境差、费用高、效率低和效果不佳等问题。针对有机肥施加过程中存在的问题,本文依据农机与农艺相结合的原则,采用理论分析、数值模拟优化、试验验证的研究思路,开展新疆葡萄园有机肥深施机的研究。本文主要研究内容如下:（1）对果园有机肥深施技术进行分析,同时对新疆葡萄园种植模式和施肥要求进行调研,提出有机肥深施机的技术方案。葡萄园种植行距为3m～4m,棚架高度为1.8m～2.2m,施肥位置距葡萄根部50cm,亩施肥量为2m3～3m3,施肥机主要由圆盘开沟装置、联合排肥装置、自导流覆土装置等组成。（2）以新疆存储量较为丰富的有机肥（牛粪）作为研究对象,对有机肥的粒径分布、真实密度、含水率、休止角等物理参数进行实验研究,在此基础上对有机肥的接触参数和接触模型参数进行标定。有机肥平均密度为1.49g/cm3,平均含水率为23.10%,堆积角为35.47°。JKR表面能为0.02J/m2,有机肥-钢恢复系数为0.49,有机肥-有机肥恢复系数为0.34,有机肥-有机肥静摩擦因数0.65,有机肥-有机肥滚动摩擦因数0.3,有机肥-钢静摩擦因数0.53,有机肥-钢滚动摩擦因数0.3。（3）对葡萄园有机肥深施机的关键部件进行设计,在项目组前期研究基础上,对圆盘开沟装置与自导流覆土装置进行改进设计,确定圆盘开沟装置和自导流覆土装置的结构参数和工作参数。（4）在有机肥物料特性研究的基础上,理论分析联合排肥装置排肥过程,确定联合排肥装置的结构参数和工作参数取值范围;利用EDEM软件数值模拟联合排肥装置的排肥过程,分析刮板轴转速、刮板间距、搅龙转速、搅龙螺距对装置施肥综合合格率的影响规律,得到联合排肥装置最优结构参数和运动参数组合,并搭建联合施肥装置试验台对分析结果进行试验验证。联合施肥装置最优结构参数和运动参数组合,即刮板轴转速为35～45r/min、刮板间距为35～45cm、搅龙轴转速为150～175r/min、搅龙螺距为200～300mm。（5）以有机肥深施机的总体设计为依据,按照整机的装配工艺规程和具体要求,完成整机的集成并进行整机田间性能试验。有机肥深施机的开沟深度合格率为80%,开沟宽度合格率为90%,施肥量稳定性变异系数为5.71%,施肥均匀性变异系数为8.35%。
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