塔里木大学毕业论文（设计）开题报告课题名称 果园挖穴施肥机的设计 学生姓名 学 号 8031208216 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 农业机械化及其自动化 班 级 农机16-4 指导教师 起止时间 2015.10.15-2016.5.25 机械电气化工程学院教务办制填 表 说 明一、学生撰写开题报告应包含的内容：1、本课题来源及研究的目的和意义；2、本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析；3、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析；4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路；5、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法；6、完成本课题的工作方案及进度计划；7、主要参考文献（不少于7篇）。二、本报告必须由承担毕业论文（设计）课题任务的学生在接到“毕业论文（设计）任务书”的两周内独立撰写完成，并交指导教师审阅。三、开题报告要求手写体，字数在3000字以上，由学生在本报告册内填写，页面不够可自行添加A4纸张。四、每个毕业论文（设计）课题须提交开题报告一式三份，一份学生本人留存，一份指导教师存阅，一份学生所在学院存档，备检备查。一 本题来源及研究的目的和意义1.1 课题的来源：自选题1.2 研究的目的机械化施肥是提高水果产品的品质和产量的一种有效方式，但是由于我国在研究机械化施肥技术万面的起步晚对应的研究技术不成熟，在果园施肥方面采用的最多的还是人工施肥。但因其效率低劳动强度大人工成本高等原因已经影响到了我国果林行业的发展，人们对于机械化施肥的需求越来越强烈。在这种情况下我国借鉴国外先进的技术和经验以及结合本土实际情况研究出了符合我国果林行情的各种施肥机械。1.3 研究的意义本课题设计采用机械化的设备对果园进行施肥。设备能在理论上有效提高肥料的利用率，节省人力资源，提高果园的产量。课题的实施是为果园机械化施肥提供合理的设计方案。二 课题所涉及的问题在国内外现状及分析2.1 施肥机械的研究现状及存在的问题 施肥机械是使用工具将固态或液态化肥施入土壤。随着施肥机械的普及、发展与科研队伍的不断加强、扩大，经过基础理论、技术与机具研究、设计开发等研究工作，施肥机械的研制已取得了大量成果。施肥机械可分为很多类型:按照施肥方式可分为撒肥机、种肥施肥机与追肥施肥机，且应用都较为普遍;按照化肥状态可分为施液态化肥与固态化肥两种，其中液态化肥的研究较为落后与狭窄。较为先进的变量施肥机械也已经取得了大量研究成果。2.2 追肥施肥机的研究现状及问题 追肥施肥机械是在作物生长发育的同时施用化肥的机械，现今追肥机的研究达到了一定水平。张传斌研制的 TX 12 型烟草定量穴灌追肥机不仅可定量追肥、灌溉，还可在田间轻便移动，工作效率高，尤其适用于干旱地区;王金星等研制了一种通过高准确率传感器将信号传给单片机以达到自动控制的智能烟草定量穴施追肥机，可实现自动化与烟草的低损伤率。为了解决干旱地区作物苗期中耕、追肥作业的高成本、复杂与低效率问题，崔欢虎等人研制出了以节约水资源为基础的中耕保墒追肥机。经过多年试验，其机具所需动力小、效率高且轻便灵活，可为广大农民接受。 农民大量使用的追肥机大都采用简单的四杆机构，运动副容易产生磨损，维修较为困难，必将影响作业效果。输肥管在施肥机下降上升过程的往复运动过程中容易造成变形而形成缝隙，就可能会使肥料在缝隙中漏掉。我国大多农民容易在作物的非最佳追肥期施用追肥，且采用的封垄蹚地后追肥的方式对时间把握不准确也将引起倒伏，且也容易造成对植物根系损害而导致减产。由于农村劳动力减少，农民为了节省时间与精力，将追肥与种肥同时施入土壤，必然会出现烧种烧苗的现象。农民在追肥时，同样容易出现忽视有机肥与部分微量元素的重要性的问题。2.3 变量施肥机械的研究现状与存在的问题由于变量施肥机械具有综合评价效果显著、可按需施肥并可调节及施肥准确度高等优点，已经成为施肥机械的主要研究方向之一。马旭等研究了便捷、稳定的手控与自控变量施肥机械，可与播种机配套使用，成为“3S 技术”的基础。针对我国国情，王秀等人研制了不仅可以配套国产拖拉机，还可以在GPS 协助下按照系统网格划分所得的处方图实现变量施肥的机械，并试验了不同齿槽转速所对应的精确排肥量，以确定最优转速。为了解决施肥机械受到拖拉机行驶速度及排肥轴转速等对排肥量的影响，陈广大等设计了以 AM 微处理器为核心、通过 PID 自动调节排肥量的控制系统，可达到排肥稳定、均匀与精度高的效果。针对不同规格大小农田的网格划分并确定位置的高难度问题，于英杰等人确定了一种自动识别算法。该算法使用 AM 控制器采集传感器信号，能适应农田形状的变化，精度高，稳定性较好。我国的变量施肥机具相对于发达国家起步较晚，变量施肥机械使用的传感器等设备未国产化而导致了仪器昂贵。我国大多数农民的经济基础薄弱，尤其是中西部山区，难以接受机械的使用成本。我国处于概念阶段的变量施肥机械，其一幅宽较小，其二采用的差分 GPS 系统的精确度较低，可能会导致以周围较近区域的处方量为依据施肥，将偏离施肥目的。机具大多只能实现总量的变量配比，而多元素的精确变量配比却难以实现。专家在决策分析时容易脱离实际，由于其研究系统过于复杂，结果也与最终实际相差较大，有的时候甚至远远低于普通的决策。由于变量施肥机大多悬挂于拖拉机，将会受到土壤环境的限制，不适宜大幅度转弯或翻梗，稳定性将会直接受到影响。2.4 解决问题的对策与措施1)加强施肥机械与施肥技术的研究，将农机与农艺结合起来。国家应该同时加强施肥机械与施肥技术的投入，重视机具与技术的基础理论与应用的研究，如播种施肥机种子与化肥比例的精确数据研究。研究符合农业现代化机具与技术的同时，还应把由中小企业生产的机具，且适应于中小型农场的施肥机具考虑在内。 加强不同施肥机械的研制，尤其是针对地域差异、气候差异与植物在生长周期差异时所对应的机具研究，以达到“联合作业、一机多用”，且可施有机肥。将液力、气力理论应用到纯机械式施肥机具上以提高机具的自动化程度，使效率高、污染小与精确度高的机具替代落后装备。机具的研究应具有针对性，尤其是针对出现问题概率较高的部件进行优化设计，如肥料输送管道易堵塞及部件强度不够而容易产生的疲劳损失的问题。 现代施肥技术综合性强，技术、机具与制肥三者缺一不可，应增强其技术与工作人员的交流与合作，探索出三者相互配套且有机结合的一系列应用理论。2)加强科研成果的推广，开展技术与机具应用培训。改变我国施肥机械与施肥技术落后现状的最好办法是加强科研部门与农业推广部门的紧密联合，以达到事半功倍的效果。应该鼓励施肥技术与机具研制人员对农民进行技术与机械的应用培训，既可以使科研人员不脱离农村实际，又可以增强农民的技术与机械的应用水平，纠正农民的错误施肥方式，学会保养与维修施肥机械，从而减少因为方式错误而导致的环境问题。 国内施肥机械大都来自中小企业的生产，应该在农村展开调查，择优选择效率高的机具进行再开发与研究后向农民推广应用。同时，应利用各大农业高校与农业科研部门的科研项目，将项目的研究理论以及实验机加以改造为应用机，再投向于农村，实现科研价值的最大化。3) 淘汰落后机具，加大机具的补贴力度。结合国家对环境友好型施肥机具的补贴政策，强制报废农村低效率、化肥高污染的施肥机具，并予以相应的补贴。对于技术或机具使用的材料，尤其是污染大的材料，应该被环保材料取缔;淘汰落后机具，实现先进高效率机械的应用推广，推进农业现代化的进程。 为了实现高精度机械与技术的推广应用，一是应尽量减少机具与技术的制造与应用成本，尤其是针对精准农业所使用的成本;二是加大政府对先进机具与技术的补贴力度，除了补贴农民购买机具或仪器时所需的成本外，还需要加大农民对技术与机具培训所需经费的补贴。2.5 枣园施肥技术 肥料的选择应符合生产无公害果品的要求, 应以堆肥、沤肥、圈肥、作物秸秆、饼肥、微生物肥、腥肥等有机肥料为主, 适量使用无机化学肥料, 使有机、无机肥料配合运用。有机肥包括: 堆肥、沤肥、圈肥、作物秸秆、饼肥、微生物肥、腥肥等; 无机肥包括: 矿物磷肥( 磷矿粉) 、矿物氮肥、矿物钾肥、石灰石, 按土壤养分状况优化配制的氮肥、磷肥、钾肥以及符合要求的无机复合肥, 以铜、锌、铁、锰、硼、钼等微量元素及有益元素为主配制的肥料。 1.基肥 基肥是供给冬枣树生长的基本肥料。一般春秋两季均可施入, 但以秋季在果实采收后至落叶前为好, 这时期叶片仍有一定的光合效能, 根系处于年周期中最后一个生长高峰, 有利于矿质营养的吸收及有机营养的转化积累。秋施基肥的目的就在于增加树体的贮藏营养, 以满足翌年萌芽、花芽分化和开花坐果的需求。 增施基肥结合深耕改土, 以有机肥为主, 化肥为辅。应采用多穴散施法, 禁止采用沟状施肥法, 提倡“穴施肥水”法。幼树( 5 年生以下) 株施有机肥 25 千克50 千克, 尿素或磷酸二铵 0.15 千克0.4 千克, 钙镁磷肥1 千克2 千克; 成龄树株施有机肥 100 千克150 千克, 尿素或磷酸二铵 0.4 千克1 千克, 钙镁磷肥 2 千克4 千克, 硫酸钾 1.5 千克或草木灰 10 千克。 2.地下追肥 追肥每年进行 3 次, 分别在萌芽前、坐果期、果实膨大期进行。 冬枣生长的前期, 是各器官对营养争夺的激烈时期, 此时往往由于树体的贮藏营养不足而影响各器官的正常生长发育, 乃至造成开花坐果不良, 果实发育受阻。因此, 这次追肥可使冬枣树萌芽整齐一致, 生长旺, 枣吊长, 叶片大, 有利于花芽分化, 不仅保证了冬枣树的正常生长对营养的需求,而且有利于产量的提高。这次追肥, 以速效氮磷为主。幼树株施磷酸二铵 0.1 千克0.2 千克, 成龄树株施磷酸二铵 0.3 千克0.4 千克。 6 月上旬开花坐果期消耗养分多, 而往往由于营养不足, 造成大量落花落果, 所以花期追肥十分重要, 这次追肥, 可促进枝叶健壮生长, 提高花芽分化质量, 提高坐果率, 减少落花落果, 有利于果实的生长发育。用肥的种类以氮肥为主, 幼树株施尿素 0.1千克0.2 千克, 成龄树株施尿素 0.25 千克0.4 千克。 7 月上旬幼果膨大期追肥, 这次追肥的目的, 主要是减少生理落果, 促进果实膨大, 提高果实产量和品质。此期施入氮磷钾及微量元素复合肥, 幼树株施0.4 千克0.5 千克, 成龄树株施 0.6 千克1 千克。 3.根外追肥 根外追肥也叫叶面喷肥, 就是在冬枣树生长季节, 将肥料配成一定浓度的液体, 喷洒在树体上。此法简单易行, 用肥量少, 见效快, 一般喷后 12 小时就能进入叶中加工合成, 被树体利用, 增产效果十分明显。 叶面喷肥是冬枣树追肥中不可缺少的一种施肥方法, 花前、花期、幼果期和生长后期, 叶面喷施尿素溶液, 可以增补土壤供应氮素的不足, 使叶片色泽加深, 提高光合效能, 因而有助于养分积累和产量的提高。花期喷施硼素, 有利于提高坐果率。幼果期喷施磷、钾素溶液, 可提高果实品质和产量。因土壤盐碱引起的缺铁黄叶, 喷施铁素可使黄叶转绿, 对恢复树势也有较好的效果。叶面喷肥, 花期宜单用, 其它时期可以结合防治病虫, 与某些可以混配的农药混合使用。从 5 月下旬开始, 每隔半月左右叶面喷施一次。喷肥时, 应注意把肥料喷在叶片