我國施肥技術與施肥機械的研究現(xiàn)狀及對策

<p>我國施肥技術與施肥機械的研究現(xiàn)狀及對策陳 遠 鵬 ， 龍 慧 ， 劉志杰( 西北農(nóng)林科技大學 機械與電子工程學院 ， 陜 西 楊凌 712100)摘 要 : 施用化肥直接關系著糧食安全與產(chǎn)量 ， 落后機具與技術的現(xiàn)狀會導致作物肥料吸收率低 ， 進而影響糧食產(chǎn)量 ， 也會加重農(nóng)業(yè)對生態(tài)環(huán)境的污染 。為此 ， 分析了測土配方施肥 、緩控釋肥 、變量施肥與灌溉施肥技術 ， 以及變量施肥機械 、種肥施肥機械 、追肥施肥機械 、液態(tài)施肥機與撒肥機的研究現(xiàn)狀及其存在的問題 ， 并提出了相應的對策與措施 。關鍵詞 : 施肥技術 ; 施肥機械 ; 研究現(xiàn)狀 ; 對策中圖分類號 : S2333 文獻標識碼 : A 文章編號 : 1003 188X( 2015) 04 0255 060 引言施用化肥是實現(xiàn) 農(nóng) 業(yè)高產(chǎn) 、高效與糧食安全的重要保證 ， 而化肥配制 、施肥技術與施肥機械是施肥的三大支柱 ?；逝渲圃谡拇罅χС窒乱呀?jīng)達到較為先進的水平 ， 相比之下施肥技術與施肥機械的發(fā)展較發(fā)達國家落后 。技術與機械的落后不僅導致了施肥過程中的作物對化肥的吸收及利用效果差 ， 而且會使得化肥不能被植物充分利用而造成土壤板結 、水體富營養(yǎng)化等各種環(huán)境污染 。已有研究表明 1， 受污染的水中超標氮與 磷 的大多數(shù)都來自于農(nóng)業(yè)污染 ， 其程度遠遠超過工業(yè)污染 。為了跟上國外農(nóng)業(yè)的先進水平 ， 使農(nóng)業(yè)資源得以高效利用 ， 加速我國農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化進程 ， 就必須改變施肥技術與施肥機械落后的現(xiàn)狀 ， 積極研發(fā)先進的施肥技術與高效的施肥機械并推廣應用于我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè) ， 從而提高化肥的利用率 ， 減少化肥所造成的農(nóng)業(yè)污染 。1 施肥技術的研究現(xiàn)狀與存在的問題施肥技術可使肥 料按照一定的比例聚集在 種子 、農(nóng)作物根系與葉面附近而被高效率吸收 。合理的施肥技術可使作物所需營養(yǎng)元素高效吸收 ， 還可減少化肥的不當使用對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境造成的農(nóng)業(yè)污染 ， 更適應可持續(xù)發(fā)展的要求 2。施肥技術分為很多種類 ， 其中測土 配方施肥技術 、緩控釋肥技術 、變量 施 肥技術收 稿 日 期 : 2014 04 28基金項目 : “十二五 ”國家科技支撐計劃項目 ( 2012BAH29B04)作者簡介 : 陳遠鵬 ( 1993 )， 男 ( 土家族 )， 湖北恩施人 ， 本科學生 ，( E mail) chenyuanpeng1993 sina com。通訊作 者 : 劉 志 杰 ( 1980 ) ， 男 ， 陜 西 千 陽 人 ， 講 師 ，( E mail)lzhj9903 163 com。與灌溉施肥技術的應用研究較為普遍 。11 測土配方施肥技術的研究現(xiàn)狀及存在的問題該技 術 是由測 、配與供 3 個環(huán)節(jié)順序構成 。由于其綜合效果好 、可執(zhí)行性強 ， 需肥 、施肥與供肥三者的矛盾可被協(xié)調并解決 3， 故得以廣泛應用與研究 。為了解 決 不同耕地需肥差異性以達到精確配方 ， 唐秀美 4等提 出 將 GIS 技術應用于施肥分區(qū)并通過與相應試驗相聯(lián)合可得出所需最優(yōu)化肥配方比例 ， 為配方比例的管理與決策提供了寶貴的理論依據(jù)與經(jīng)驗 。由于該技術具有強大的數(shù)據(jù)獲取與處理 、結果信息顯示與分析功能 ， 唐秀美 5等又 對 GIS 技術得到的營養(yǎng)元素含量分布圖柵格劃分 ， 通過模擬分析計算可得到每個柵格的施肥量 。該方法精度高 、適用性強且效益顯著 ， 為以后研究提供了較好的引導作用 。對比農(nóng)村習慣且落后的施肥方式 ， 王坤 6等通過對馬鈴薯的測土配方施肥技術的大 量 試驗得知 : 該技術的應用可顯著提高肥料利用率與產(chǎn)量 ， 可達到增產(chǎn) 、增收與用肥少的目的 。為了確定土壤施肥的比例差異與營養(yǎng)元素的吸收率的關系 ， 姜娟 7等人對玉米進行了田間的實驗 ， 得出了施肥的 比例全面性緊密聯(lián)系著作物的氮肥 吸收率 ， 并且通過施用氮 、磷 、鉀化肥得出各種營養(yǎng)元素的矯正系數(shù) 。測驗 、配量與供應環(huán)節(jié)順序構成了測土配方技術 ， 每個環(huán)節(jié)都尤其重要 ， 但是測驗方法的落后導致了施肥作業(yè)的時效性差與應用面積小 ， 對供應環(huán)節(jié)的忽視導致了環(huán)節(jié)之間相互配合與連接較為困難 8， 使該技 術 將難以發(fā)揮最大功效 。日趨先進的技術與專業(yè)技術人員缺乏的差距也使得技術難以推廣應用 8。該技術使用的有機 與無機肥料的不均衡 ， 將 嚴重影響土壤質量與加速水體的富營養(yǎng)化 4。技術 運 用所使·552·2015 年 4 月 農(nóng) 機 化 研 究 第 4 期DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.04.059用的取 樣點 、技術的準確性與成本效益的精確性控制較為困難 。農(nóng)民在施肥使用測土配方技術時 ， 忽視了部分重要的微量元素 ( 如硼 、鋅等元素 )， 都將直接或間接地影響產(chǎn)量 。12 緩控釋肥技術的研究現(xiàn)狀與存在的問題緩控釋肥即為控制且緩慢釋放肥料于土壤 ， 只需在農(nóng)作物整個生長階段初期施一次底肥 ， 即可滿足施肥要求 。一些科研人員已經(jīng)致力于該技術的研究 ， 肖劍 9等人 確 定了土壤水分含量為 1 /3、土壤水勢為0 42MPa 時可使包膜型控釋肥料營養(yǎng)元素的釋放速率達到最優(yōu) ， 偏離這個數(shù)值都將或多或少地影響化肥釋放速率 。為了保證控釋材料高效率前提下材料使用的低成本 ， 孫克君 10等使用由膨潤土和木素 按 照 一定比例混合制成復合材料 ， 該材料具有質薄 、隙少且致密的優(yōu)點 ， 故而可降低釋放速率 。同時 ， 通過試驗表明 : 該控釋材料的使用可達到提高產(chǎn)量與化肥的高利用率雙重效果 。再依拉 11等通過對比實驗得 出 : 該技 術可使玉米的各種生長 、產(chǎn)量指標都可達到更優(yōu) 。邢尚軍 12指出 : 該技術還可以提高園藝作物的化 肥 利用率 ， 并對其生長發(fā)育有著顯著的促進作用 。為了確定緩控釋肥對雜交水稻的各種性能指標的影響 ， 彭玉 13等人 分 別研究了 F 優(yōu) 498 雜交水稻的根與穗受4 種氮肥的影響程度 。根系分布直接影響著水稻的產(chǎn)量 ， 試驗表明 : 緩控釋肥將顯著提高根系的各種性能指標而間接影響水稻產(chǎn)量 ， 而采用樹脂包膜材料為實驗的最優(yōu)選擇 。肥料從膜中釋放出來被作物吸收時 ， 存在著研究者較少考慮兩者的同步問題與只注重緩釋效果未考慮使用的膜材料的回收處理程度而造成的環(huán)境污染問題 14。農(nóng)民 對 技術掌握程度低會還將會導致施肥技術的不正確使用 ， 如肥料離根系太近會造成燒苗現(xiàn)象 。該技術對水分的依賴性強而難以應用于干旱地區(qū) ， 干旱地區(qū)的缺水將直接影響其養(yǎng)分的釋放速率 ，使技術推廣范圍受到限制 。該技術使用成本相對昂貴且難以為廣大農(nóng)民所接受 ， 現(xiàn)主要應用于園藝 、娛樂場合等 ， 在農(nóng)作物上的普遍推廣應用亟待解決 15。13 變量施肥技術的研究現(xiàn)狀與存在的問題作為 精 準農(nóng)業(yè)重要組成部分之一的變量施肥技術 ， 具有合理精確施肥 、提高作物產(chǎn)量與減少化肥對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境污染的優(yōu)點 16。為了解決如何對 施 肥過程中肥料量進行觀察和控制調節(jié)的問題 ， 劉陽春 17等設 計 了一閉環(huán)變量施肥控制系統(tǒng) 。該系統(tǒng)的核心為單片機 ， 采用壓力傳感器檢測肥料料量 ， 而后將料量負反饋給上位機 ， 并通過臺架試驗證明了系統(tǒng)可行性與精確性 。梁春英 18等仿真研究了該技術的 控制系統(tǒng) ， 得出了系統(tǒng)的 PID 策略可顯著提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性 、快速性與準確性的結論 。由于 PID 控制策略存在著各種優(yōu)點 ， 將為國內各種施肥技術應用研究打下基礎 。由于變量施肥大多針對固體肥料 ， 郎春玲 19等設 計 了以單片機為核心處理器的可深施液體肥料的變量施肥控制系統(tǒng) ， 可根據(jù)所需肥料的預定值進行施肥 ， 其施肥誤差減少到 0 5mL/次 ， 誤差僅為 5%。為了完成變量控制作業(yè)與聯(lián)合施肥 、噴藥與灌溉 3 類作業(yè) ， 陳宏 20等人解決了如何將 GPS 自控 、推 算 自控與手控 3 種的控制方式綜合應用于變量機具的問題 。該機具可分別完成 4 2、6 5m 幅寬施肥 、施藥及灌溉作業(yè) ， 大大降低了農(nóng)機的成本 ， 提高了作業(yè)效率 ， 且可達到 “一機多用 ”的效果 。李世成 21等在肯定變量施肥技術的環(huán) 保 性 、高效性與綜合性等優(yōu)點的同時 ， 指出存在著技術所需成本高的缺點 。例如 ， 土壤數(shù)據(jù)采集儀器與大面積取樣化驗所需的費用較高 ， 遙感信息與作物的實際需求信息難以精確對應 。該技術還存在著如何使 DGPS 與 GIS的數(shù)據(jù)庫結合起來 、完成將 GPS S GIS 向一體化方向發(fā)展的問題 。該技術在使用時 ， 由于環(huán)境與儀器的靈敏性等原因 ( 如土壤含水率等 ) ， 將影響其運行精度 。14 灌溉施肥技術的研究現(xiàn)狀與存在的問題為了應對我國嚴重缺水的現(xiàn)狀 ， 灌溉施肥技術逐漸被重視與推廣應用 ， 膜下滴灌施肥技術的使用較為普遍 。20 世紀 70 年代開始 ， 施肥技術經(jīng)歷了由引進與購買發(fā)達國家技術與儀器到自主開發(fā)獲得自己的知識產(chǎn)權 ， 并且由以前偏重于土壤水分含量對作物的影響到現(xiàn)今水肥對作物的綜合影響效果進行研究 ， 由以前只注重灌溉技術的推廣應用的單一性到現(xiàn)在的灌溉與施肥技術相結合且應用的過程 22。為了同時達到節(jié) 水與施肥的目的 ， 一 種將滴灌技術與覆膜技術相結合的膜下滴灌技術得以推廣應用 。陳光 23等人將西瓜大田中的運用水肥一體化的滴灌技術與普通的溝灌 技術進行對比試驗 ， 得 出該技術可顯著提高西瓜的各種營養(yǎng)指標與明顯節(jié)約水資源與化肥使用量 ， 且可減弱化肥對土壤污染的結論 。楊忠國 24等人設計了膜下滴灌的系統(tǒng) ， 確 定 了 提高產(chǎn)量與節(jié)水省肥所需系統(tǒng)的最佳管道參數(shù)與水泵的型號 。為了開發(fā)利用鹽堿地 ， 給鹽堿地中的作物根系營造一個最優(yōu)的水鹽環(huán)境 ， 王全九 25等人將滴灌覆膜與 施 肥技術加以綜合并推廣應用于鹽堿地 ， 并提出鹽堿地中膜下滴灌的壓鹽時間 、水量等等技術參數(shù) ， 為之后膜·652·2015 年 4 月 農(nóng) 機 化 研 究 第 4 期下滴灌研究提供了重要的理論數(shù)據(jù)基礎 。雖然膜 下滴灌施肥技術已經(jīng)取得了一定的研究成果并得到了廣泛應用 ， 但是存在的問題也不容忽視 。由于該技術使用的滴頭一般較小 ， 容易被土壤中的泥土堵塞而不通暢 ; 夏季高溫時 ， 使用的黑色管道會由于吸熱而升溫 ， 從而會影響覆膜的性能 。與緩控釋肥存在著相同的問題 使用的覆膜由于回收較為困難會造成環(huán)境污染問題 。2 施肥機械的研究現(xiàn)狀及存在的問題施肥 機 械是使用工具將固態(tài)或液態(tài)化肥施入土壤 。隨著施肥機械的普及 、發(fā)展與科研隊伍的不斷加強 、擴大 ， 經(jīng)過基礎理論 、技術與機具研究 、設計開發(fā)等研究工作 ， 施肥機械的研制已取得了大量成果 。施肥機械可分為很多類型 : 按照施肥方式可分為撒肥機 、種肥施肥機與追肥施肥機 ， 且應用都較為普遍 ; 按照化肥狀態(tài)可分為施液態(tài)化肥與固態(tài)化肥兩種 ， 其中液態(tài)化肥的研究較為落后與狹窄 。較為先進的變量施肥機械也已經(jīng)取得了大量研究成果 。21 變量施肥機械的研究現(xiàn)狀與存在的問題由于變量施肥機械具有綜合評價效果顯著 、可按需施肥并可調節(jié)及施肥準確度高等優(yōu)點 26， 已經(jīng) 成 為施肥機械的主要研究方向之一 。馬旭 26等研 究 了便捷 、穩(wěn)定的手控與自控變量施肥機械 ， 可與播種機配套使用 ， 成為 “3S 技術 ”的基礎 。針對我國國情 ， 王秀 27等人研制了不僅可以配套國產(chǎn)拖拉機 ， 還可以 在GPS 協(xié)助下按照系統(tǒng)網(wǎng)格劃分所得的處方圖實現(xiàn)變量施肥的機械 ， 并試驗了不同齒槽轉速所對應的精確排肥量 ， 以確定最優(yōu)轉速 。為了解決施肥機械受到拖拉機行駛速度及排肥軸轉速等對排肥量的影響 ， 陳廣大 28等設 計 了以 AM 微處理器為核心 、通過 PID 自動調節(jié)排肥量的控制系統(tǒng) ， 可達到排肥穩(wěn)定 、均勻與精度高的效果 。針對不同規(guī)格大小農(nóng)田的網(wǎng)格劃分并確定位置的高難度問題 ， 于英杰 29等人 確 定了一種自動識別算法 。該算法使用 AM 控制器采集傳感器信號 ， 能適應農(nóng)田形狀的變化 ， 精度高 ， 穩(wěn)定性較好 。我國的變量施肥機具相對于發(fā)達國家起步較晚 ，變量施肥機械使用的傳感器等設備未國產(chǎn)化而導致了儀器昂貴 。我國大多數(shù)農(nóng)民的經(jīng)濟基礎薄弱 ， 尤其是中西部山區(qū) ， 難以接受機械的使用成本 30。我國 處于 概念階段的變量施肥機械 27， 其一 幅 寬較小 ， 其二采用的差分 GPS 系統(tǒng)的精確度較低 ， 可能會導致以周圍較近區(qū)域的處方量為依據(jù)施肥 ， 將偏離施肥目的 。機具大多只能實現(xiàn)總量的變量配比 ， 而多元素的精確變量配比卻難以實現(xiàn) 。專家在決策分析時容易脫離實際 ， 由于其研究系統(tǒng)過于復雜 ， 結果也與最終實際相差較大 ， 有的時候甚至遠遠低于普通的決策 。由于變量施肥機大多懸掛于拖拉機 ， 將會受到土壤環(huán)境的限制 ， 不適宜大幅度轉彎或翻梗 ， 穩(wěn)定性將會直接受到影響 。22 種肥施肥機的研究現(xiàn)狀與存在的問題種肥施肥機是將肥料伴隨著種子進入土壤為種子生長發(fā)芽提供肥料的機械 ， 現(xiàn)今以條施方式為主的播種施肥機占據(jù)了大量的市場 ， 其中外槽輪式的排肥器應用較為普遍 。為了解決水稻直播由于未準確控制而導致的斷芽 、斷條 、未直立生長等問題 ， 夏俊芳 31等 設 計 了 2BFS 8 型水稻芽種播種施肥機 。該施肥機可一次性完成各種土壤耕作 、播種與施肥作業(yè)工序 ， 生產(chǎn)率高 、斷芽率低 ， 性能均可達標 。為了解決播種施肥機在丘陵山地等非平整地區(qū)作業(yè)時的作業(yè)質量差與效率低的問題 ， 王曉東 32與王 玉 華 33等分 別設計了自走式的 2BF 1 型播種施肥機與可調式免耕播種施肥機 ， 都可以達到調節(jié)方便可靠 ， 機具簡單輕便的效果 。同樣 ， 為了解決種肥的利用率低 、“高入低出 ”等問題 ， 苑嚴偉 34等將 變 量施肥技術應用到了種肥機上 ， 通過自動控制系統(tǒng)并將處方圖與定位信息二者結合起來進行施種肥 ， 可達到變量施肥與精密施肥的目的 。對于種子與化肥的比例 ， 大多種肥施肥機沒有精確的控制系統(tǒng) ， 比例偏大或偏小都將不利于種子發(fā)芽 ; 氣力與液力的研究應用相對于純機械式機具的應用研究遠遠滯后 ， 不利于參數(shù)的自動控制 。雖然種肥施肥機械的研究達到一定的水平 ， 但是其推廣范圍較狹窄 ， 使得大多農(nóng)民施種肥時掩埋深度不夠造成污染 35。種肥 機 在使用時對機械作業(yè)人員技術要求較高 : 如對開溝器的下降快慢程度控制 ， 如果過快將嚴重導致開溝器不通暢 ; 如果是在潮濕的土壤或者水田作業(yè)時 ， 還容易土壤大量粘附于開溝器上 ， 同樣造成管道堵塞而不通暢的現(xiàn)象 。23 追肥施肥機的研究現(xiàn)狀及問題追肥施肥機械是在作物生長發(fā)育的同時施用化肥的機械 ， 現(xiàn)今追肥機的研究達到了一定水平 。張傳斌 36研 制 的 TX 12 型煙草定量穴灌追肥機不僅可定量追肥 、灌溉 ， 還可在田間輕便移動 ， 工作效率高 ，尤其適用于干旱地區(qū) ; 王金星 37等研制了一種通 過 高準確率傳感器將信號傳給單片機以達到自動控制的智能煙草定量穴施追肥機 ， 可實現(xiàn)自動化與煙草的低損傷率 。為了解決干旱地區(qū)作物苗期中耕 、追肥作業(yè)·752·2015 年 4 月 農(nóng) 機 化 研 究 第 4 期的高成 本 、復雜與低效率問題 ， 崔歡虎 38等人研 制出了以節(jié)約水資源為基礎的中耕保墑追肥機 。經(jīng)過多年試驗 ， 其機具所需動力小 、效率高且輕便靈活 ， 可為廣大農(nóng)民接受 。農(nóng)民大量使用的追肥機大都采用簡單的四桿機構 ， 運動副容易產(chǎn)生磨損 ， 維修較為困難 ， 必將影響作業(yè)效果 。輸肥管在施肥機下降上升過程的往復運動過程中容易造成變形而形成縫隙 ， 就可能會使肥料在縫隙中漏掉 。我國大多農(nóng)民容易在作物的非最佳追肥期施用追肥 ， 且采用的封壟蹚地后追肥的方式對時間把握不準確也將引起倒伏 ， 且也容易造成對植物根系損害而導致減產(chǎn) 。由于農(nóng)村勞動力減少 ， 農(nóng)民為了節(jié)省時間與精力 ， 將追肥與種肥同時施入土壤 ， 必然會出現(xiàn)燒種燒苗的現(xiàn)象 。農(nóng)民在追肥時 ， 同樣容易出現(xiàn)忽視有機肥與部分微量元素的重要性的問題 。24 液態(tài)施肥機的研究現(xiàn)狀與存在的問題液肥主要分為有機肥與無機肥 。其中 ， 無機肥以液氨為主 ， 為了避免肥料的揮發(fā)所導致的化肥損失與環(huán)境污染 ， 大多的液肥都需要深施 。我國的液肥深施技術的研究已經(jīng)取得了一定的成果 ， 為了解決固態(tài)施肥時的各種問題 ， 程亨曼 39等將重點轉向了施用 液 態(tài)化肥 ， 設計了可與播種機配套且可適用于各種中耕作物的 FY400 多功能液態(tài)深施肥機 ， 其節(jié)肥 、增產(chǎn)效果顯著 ， 使用的成本在農(nóng)民經(jīng)濟承受范圍內 。由于存在噴肥針扎穴與噴肥過程存在著仿真困難 、觀測研究及統(tǒng)計測量較難實現(xiàn)的問題 ， 王金峰 40等人利 用高速攝像對過程拍攝并對所得的圖像進行分析處理 ， 得到了噴肥時間誤差 、精確度與扎穴運動曲線 。扎穴機構如果速度過快 ， 容易出現(xiàn)土壤被機構回帶的現(xiàn)象 。為了解決這一問題 ， 郗曉煥 41等人優(yōu)化設計了扎穴機構 ，使用弧形扎穴機構代 替了廣泛使用的曲柄滑塊 、搖 桿機構 ， 用 VB 軟件編程仿真確定了最優(yōu)化參數(shù) ， 并通過了驗證 ， 使得機構入穴與返程軌跡一致性得到滿足 。雖然液態(tài)化肥具有許多的優(yōu)點 ， 但是農(nóng)民在使用過程由于技術普及與運用不當仍會造成一些問題 。比如 ， 深施液肥時由于需要開溝器開溝而后機械覆肥 ， 對機械的依賴性較強 ， 而大多先進的機械超過了農(nóng)民的經(jīng)濟承受力 ， 故而先進的機械 、效益高的液肥與農(nóng)民低購買力的矛盾使得機械的應用范圍不廣 。液氨具有腐蝕性與刺激性 ， 會對農(nóng)民的身體造成一定的危害 ， 還會腐蝕施肥機械 。對于將變量技術應用于液態(tài)施肥機的較為先進的機械 ， 由于國內對液肥生產(chǎn)應用較少 ， 其應用前景受到了限制 。25 撒肥機的研究現(xiàn)狀與存在的問題撒肥機是將化肥直接播撒在地面 ， 通過土壤耕作將化肥埋于耕作層下 。為了解決大棚作業(yè)人工的高強度 、低效率的問題 ， 申屠留芳 42等人設計了電動 自走 式撒肥機 ， 由于其結構簡單 、輕巧 、靈活且成本較低而被大棚種植戶接受 ， 從而提高了大棚作業(yè)的效率 、降低了作業(yè)人員的強度 。針對我國水田作業(yè)時化肥人工撒播難以滿足均勻一致性 、耗時耗力且效率低的問題 ， 陳書法 43等人將精準農(nóng)業(yè)應用于撒肥機上 ， 設計了 水田高地隙自走式 變量撒肥機 ， 其 核 心 為AT89C5l 單片機 。同時 ， 還對撒肥機的各種參數(shù)進行了大量的試驗 ， 并將不同的施肥環(huán)境條件考慮在內 ，其結果是撒肥機可受控制地在田間行走且達到了變量施肥的目的 。由于現(xiàn)今大多使用的撒肥機都存在著輸肥管不通暢 、撒肥易不均勻等問題 ， 張李嫻 44等設計 了 可實現(xiàn)化肥防堵塞 、均勻的擺管式撒肥機 ， 可解決大多撒肥機存在的問題 ， 為以后的理論研究提供了依據(jù) 。即使現(xiàn)今撒肥機效率較高 ， 但也存在著不容忽視的問題 。例如 ， 一般要求化肥掩埋深度較深 ， 但是撒肥機的肥料只能通過耕翻后掩埋 ， 難以達到所需要的深度 ， 不僅導致化肥的低利用率 ， 也會因雨水的沖刷造成化肥的農(nóng)業(yè)污染 。如果農(nóng)民在使用之時急于求成 ， 也勢必會造成燒種現(xiàn)象 。農(nóng)民在使用撒肥機時 ，由于對技術的掌握程度低 ， 或者購買價格低廉劣質的撒肥機 ， 極易造成管道堵塞 ; 農(nóng)民對機具的維修能力不高 ， 也會對機具性能產(chǎn)生影響 。3 解決問題的對策與措施1) 加強施肥機械與施肥 技 術的研究 ， 將農(nóng)機與農(nóng)藝結合起來 。國家應該同時加強施肥機械與施肥技術的投入 ， 重視機具與技術的基礎理論與應用的研究 ， 如播種施肥機種子與化肥比例的精確數(shù)據(jù)研究 。研究符合農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化機具與技術的同時 ， 還應把由中小企業(yè)生產(chǎn)的機具 ， 且適應于中小型農(nóng)場的施肥機具考慮在內 。加強不同施肥機械的研制 ， 尤其是針對地域差異 、氣候差異與植物在生長周期差異時所對應的機具研究 ， 以達到 “聯(lián)合作業(yè) 、一機多用 ”， 且可施有機肥 。將液力 、氣力理論應用到純機械式施肥機具上以提高機具的自動化程度 ， 使效率高 、污染小與精確度高的機具替代落后裝備 。機具的研究應具有針對性 ， 尤其是針對出現(xiàn)問題概率較高的部件進行優(yōu)化設計 ， 如肥料輸送管道易堵塞及部件強度不夠而容易產(chǎn)生的疲·852·2015 年 4 月 農(nóng) 機 化 研 究 第 4 期勞損失 的問題 。現(xiàn)代施肥技術綜合性強 ， 技術 、機具與制肥三者缺一不可 ， 應增強其技術與工作人員的交流與合作 ，探索出三者相互配套且有機結合的一系列應用理論 。2) 加強科研成果的推廣 ， 開展技術與機具應用培訓 。改變我國施肥機械與施肥技術落后現(xiàn)狀的最好辦法是加強科研部門與農(nóng)業(yè)推廣部門的緊密聯(lián)合 ， 以達到事半功倍的效果 。應該鼓勵施肥技術與機具研制人員對農(nóng)民進行技術與機械的應用培訓 ， 既可以使科研人員不脫離農(nóng)村實際 ， 又可以增強農(nóng)民的技術與機械的應用水平 ， 糾正農(nóng)民的錯誤施肥方式 ， 學會保養(yǎng)與維修施肥機械 ， 從而減少因為方式錯誤而導致的環(huán)境問題 。國內施肥機械大都來自中小企業(yè)的生產(chǎn) ， 應該在農(nóng)村展開調查 ， 擇優(yōu)選擇效率高的機具進行再開發(fā)與研究后向農(nóng)民推廣應用 。同時 ， 應利用各大農(nóng)業(yè)高校與農(nóng)業(yè)科研部門的科研項目 ， 將項目的研究理論以及實驗機加以改造為應用機 ， 再投向于農(nóng)村 ， 實現(xiàn)科研價值的最大化 。3) 淘汰落后機具 ， 加大機具的補貼力度 。結合國家對環(huán)境友好型施肥機具的補貼政策 ， 強制報廢農(nóng)村低效率 、化肥高污染的施肥機具 ， 并予以相應的補貼 。對于技術或機具使用的材料 ， 尤其是污染大的材料 ，應該被環(huán)保材料取締 ; 淘汰落后機具 ， 實現(xiàn)先進高效率機械的應用推廣 ， 推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進程 。為了實現(xiàn)高精度機械與技術的推廣應用 ， 一是應盡量減少機具與技術的制造與應用成本 ， 尤其是針對精準農(nóng)業(yè)所使用的成本 ; 二是加大政府對先進機具與技術的補貼力度 ， 除了補貼農(nóng)民購買機具或儀器時所需的成本外 ， 還需要加大農(nóng)民對技術與機具培訓所需經(jīng)費的補貼 。參考文獻 : 1 陳超 ， 李 全 有 ， 劉劍鋒 ， 等 大量施用化肥對環(huán)境影響分析及治理措施 J 南水北調與水利科技 ， 2012， 10( 1): 102104 2 王 慶仁 ， 李 繼云 論合理施肥與土壤環(huán)境的可持續(xù)性發(fā)展 J 環(huán)境科學進展 ， 1999， 7( 2): 116 124 3 畢云虎 淺議我國測土配方施 肥技術 J 中國農(nóng)業(yè)信息 ，2011， 18( 7) : 558 4 唐秀美 ， 趙 庚星 ， 路慶斌 基于 GIS 的縣域耕地測土配方施肥技術研究 J 農(nóng)業(yè)工程學報 ， 2008， 24( 7): 34 38 5 唐 秀美 ， 趙 庚星 ， 陳百明 ， 等 基于柵格數(shù)據(jù)的耕地測土配方施肥技術研究 J 自然資源學報 ， 2009， 24，( 6): 975 983 6 王 坤 ， 白治 輝 ， 莫國華 ， 等 測土配方施肥技術對馬鈴薯產(chǎn)量和效益的影響 J 貴州農(nóng)業(yè)科學 ， 2009， 37( 4) : 44 45 7 姜 娟 ， 李金 鳳 ， 路穎 ， 等 玉米測土配方施肥技術參數(shù)研究 J 土壤通報 ， 2008， 39( 4): 878 880 8 霍 增起 測 土配方施肥技術發(fā)展現(xiàn)狀及新模式 J 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技 ， 2012( 11): 224 9 肖劍 ， 鄭圣 先 ， 易國英 控釋肥料養(yǎng)分釋放動力學及其機理研究 ( 第 3 報 ) J 磷肥與復肥 ， 2002， 17( 6): 9 12 10 孫克君 ， 盧 其明 ， 毛小云 ， 等 復合控釋材料的控釋性能 、肥效及其成膜特性研究 J 土壤學報 ， 2005， 42( 1): 127133 11 再 依拉 ， 努 爾沙吾列 ， 塔依爾 玉米緩控釋肥肥效比較示范試驗研究 J 農(nóng)業(yè)科技通訊 ， 2011( 4): 78 12 邢 尚軍 ， 杜 振宇 ， 劉方春 ， 等 緩 ( 控 ) 釋肥料研究進展及在林業(yè)中的應用 J 山東林業(yè)科技 ， 2007( 6): 102 104 13 彭玉 ， 馬均 ， 蔣 明金 ， 等 緩 /控釋肥對雜交水稻根系形態(tài) 、生理特性和產(chǎn)量的影響 J 植物營養(yǎng)與肥料學報 ，2013， 19( 5) : 1048 1057 14 王亮 ， 秦玉 波 ， 于閣杰 ， 等 新型緩控釋肥的研究現(xiàn)狀及展望 J 吉林農(nóng)業(yè)科學 ， 2008， 33( 4): 38 42 15 王 玉倩 我國緩控釋肥行業(yè)現(xiàn)狀分析 J 化 學工業(yè) ，2013， 31( 6): 34 36， 45 16 孫立民 ， 王 福林 變量播種施肥技術研究 J 東北農(nóng)業(yè)大學學報 ， 2009， 40( 3) : 115 120 17 劉陽春 ， 張 小超 ， 偉利國 ， 等 一種變量施肥技術的實現(xiàn)及其臺架試驗 J 農(nóng)業(yè)機械學報 ， 2010， 41( 9): 159 162 18 梁 春英 ， 衣 淑娟 ， 王熙 ， 等 變量施肥控制系統(tǒng) PID 控制策略 J 農(nóng)業(yè)機械學報 ， 2010， 41( 7): 157 162 19 郎 春玲 ， 王 金武 ， 王金峰 ， 等 深施型液態(tài)肥變量施肥控制系統(tǒng) J 農(nóng)業(yè)機械學報 ， 2013， 44( 2): 43 47， 62 20 陳宏 ， 張書 慧 ， 王麗霞 ， 等 精準農(nóng)業(yè)多功能變量作業(yè)控制系統(tǒng)研制 J 農(nóng)機化研究 ， 2014， 36( 1) : 210 213 21 李世成 ， 秦 來壽 精準農(nóng)業(yè)變量施肥技術及其研究進展 J 世界農(nóng)業(yè) ， 2007( 3): 57 59 22 崔 增團 節(jié) 水灌溉施肥技術在我國的應用研究 J 中國農(nóng)村水利水電 ， 2007( 4): 56 57， 59 23 陳光 ， 高成 功 ， 張曉雷 ， 等 大棚西瓜水肥一體化灌溉施肥技術研究 J 山東農(nóng)業(yè)科學 ， 2013， 45( 8) : 103 105，109 24 楊忠國 ， 鄧 書輝 ， 張偉 膜下滴灌系統(tǒng)設計 J 農(nóng)機化研究 ， 2012， 34( 4) : 96 98， 102 25 王全九 ， 王 文焰 ， 汪志榮 ， 等 鹽堿地膜下滴灌技術參數(shù)的確定 J 農(nóng)業(yè)工程學報 ， 2001， 17( 2): 47 50 26 馬 旭 ， 馬成 林 ， 桑國旗 ， 等 變量施肥機具的設計 J 農(nóng)業(yè)機械學報 ， 2005， 36( 1): 50 53 27 王秀 ， 趙春 江 ， 孟志軍 ， 等 精準變量施肥機的研制與試驗 J 農(nóng)業(yè)工程學報 ， 2004， 20( 5) : 114 117·952·2015 年 4 月 農(nóng) 機 化 研 究 第 4 期 28 陳廣 大 ， 王 悅剛 ， 陳思睿 ， 等 基于 AM 的精確變量施肥控制系統(tǒng)的設計 J 中國農(nóng)機化學報 ， 2013， 34( 4) : 130133 29 于英杰 ， 張 書慧 ， 齊江濤 ， 等 變量施肥機在不規(guī)則田塊的定位方法 J 農(nóng)業(yè)機械學報 ， 2011， 42( 2) : 158 161，189 30 段潔利 ， 李 君 ， 盧玉華 變量施肥機械研究現(xiàn)狀與發(fā)展對策 J 農(nóng)機化研究 ， 2011， 33( 5) : 245 248 31 夏俊芳 ， 許 綺川 ， 王志山 ， 等 2BFS 8 型水稻芽種播種施肥機設計與試驗 J 農(nóng)業(yè)機械學報 ， 2010， 41( 10): 4447， 53 32 王 曉東 ， 王 合 2BF 1 型自走式播種施肥機的研究設計 J 農(nóng)業(yè)機械 ， 2013( 11): 107 108 33 王 玉華 可 調式免耕播種施肥機的設計研究 J 農(nóng)業(yè)科技與裝備 ， 2013( 1): 19 21 34 苑嚴偉 ， 張 小超 ， 吳才聰 ， 等 玉米免耕播種施肥機精準作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng) J 農(nóng)業(yè)工程學報 ， 2011， 27( 8) : 222 226 35 袁文勝 ， 金 梅 ， 吳崇友 ， 等 國內種肥施肥機械化發(fā)展現(xiàn)狀及思考 J 農(nóng)機化研究 ， 2011， 33( 12) : 1 5 36 張 傳斌 ， 牛 長根 TX 12 型煙草定量穴灌追肥機的設計 J 農(nóng)機化研究 ， 2011， 33( 1) : 149 152 37 王金星 ， 高 麗娟 ， 劉雙喜 ， 等 智能煙草定量穴施追肥機 J 農(nóng)業(yè)機械學報 ， 2013， 44( 4): 71 76 38 崔 歡虎 ， 王 娟玲 ， 王裕智 ， 等 作物苗期中耕保墑追肥機的研制與應用 J 農(nóng)機化研究 ， 2008( 11): 91 94 39 程亨曼 ， 孫 文峰 ， 陳寶昌 多功能液態(tài)深施機的設計 J 農(nóng)機化研究 ， 2005( 1) : 173 174 40 王金峰 ， 王 金武 ， 何劍南 深施型液態(tài)施肥裝置施肥過程高速攝像分析 J 農(nóng)業(yè)機械學報 ， 2012， 43( 4): 55 59 41 郗 曉煥 ， 王 金武 ， 郎春玲 ， 等 液態(tài)施肥機橢圓齒輪扎穴機構優(yōu)化設計與仿真 J 農(nóng)業(yè)機械學報 ， 2011， 42( 2):80 83 42 申 屠留 芳 ， 張洪宇 ， 楊剛 ， 等 溫室大棚電動自走式撒肥機的設計 J 農(nóng)機化研究 ， 2013， 35( 9): 145 147， 155 43 陳書法 ， 張 石平 ， 孫星釗 ， 等 水田高地隙自走式變量撒肥機設計與試驗 J 農(nóng)業(yè)工程學報 ， 2012， 28( 11) : 16 21 44 張李嫻 ， 呂 新民 擺管式撒肥機的研究設計 J 西北農(nóng)業(yè)學報 ， 2009， 18( 4) : 372 374Actuality and Measures of Fertilization Technology and Machinery in ChinaChen Yuanpeng ， Long Hui， Liu Zhijie( College of Mechanical and Electronic Engineering， Northwest AF University， Yangling 712100， China)Abstract: The application of chemical fertilizer directly links with safety and yields of foodstuff The backward actualityof machinery and techniques in China not only causes the low absorptivity of fertilizer in crops which influences the yieldsin foodstuff， but also increases the agriculture pollution to environment Therefore， the research actuality of the tech-niques of formula fertilization by soil testing， slow controlled release fertilizer， variable rate fertilization and fertilizationtechniques of irrigation， variable rate fertilization machinery， seed manure fertilizing machinery， topdressing fertilizer ，liquid fertilization machinery and fertilizer spreading machines， and whose problems are analyzed in the article Besides，the relevant improvement measures are put forwardKey words: fertilization technology; fertilization machinery; research actuality; measures·062·2015 年 4 月 農(nóng) 機 化 研 究 第 4 期</p>