田间管理机械

农业机械与设备,第二篇农田作业机械,第三章耕地机械（8）第四章种床整备机械（2）第五章种植机械（8）第六章田间管理机械（4）第七章收获机械（8）,农艺工序：耕整种管收,第六章田间管理机械,第一节概述第二节灌溉机械第三节中耕除草机械第四节施肥机械第五节植保机械,第一节概述,田间管理内容：作物生长过程中，需要水分、养分、肥料的供应，清除地表杂草，消灭病虫害。保证作物生长，为丰收奠定基础。田间管理机械：灌溉机械中耕除草机械施肥机械植保机械,第二节灌溉机械,一、概述1、灌溉作物的方式：畦灌喷灌滴灌2、灌溉机械类型：农田排灌机械喷灌系统设备滴灌系统设备,3、农田排灌系统,水泵、动力机（内燃机、电动机等）输水管路、管路附件,二、农用水泵,（一）排灌泵的分类1、容积泵：利用工作室容积的周期性变化来输送液体。容积泵类型：活塞泵、柱塞泵、齿轮泵、滑片泵、螺杆泵,（一）排灌泵的分类,2、叶片泵：利用叶片和液体的相互作用来输送液体。叶片泵类型：离心泵、混流泵、轴流泵。农用水泵以叶片泵为主,（一）排灌泵的分类,3、其他类型泵：利用流体能量来输送液体的泵。如：射流泵、水锤泵水车,（二）叶片泵的构造、特点和工作原理,1、离心泵1）构造1泵轴2轴承体3泵体4叶轮5密封圈6填料7支架,（1）叶片,功能：将动力机的机械能传递给水，使被抽送的水体获得能量并具有一定的流量和扬程。类型：封闭式、半封闭式、敞开式,图各类叶轮式水泵的水流方向示意图（a）单吸离心泵（b）双吸离心泵（c）混流泵（d）轴流泵,（2）泵体,（3）填料函：作用密封,2）工作原理,离心力作用向上抛送出水扬程中心产生负压吸水吸水吸程,3）特点,不管单吸离心泵还是双吸离心泵，水均沿离心泵的轴向吸入，垂直于轴向流出。对于单级单吸离心泵：扬程较高、流量较小，结构简单，使用方便；对于单级双吸离心泵，与单级单吸离心泵相比，扬程较高，流量高。因为泵盖可以方便掀开，所以检修比较方便。但体积大，比较笨重，一般用于固定作业。适合于丘陵和较大灌区使用。,4）离心泵的使用注意事项,1）由于离心泵靠叶轮进口形成真空吸水，因此在起动前必须向泵内和吸水管内灌注引水，或用真空泵抽气，以排除空气形成真空，而且泵壳和进水管路必须严格密封以便形成真空。2）由于叶轮进口处不可能形成绝对真空，因此限制了离心泵的吸水高度，一般离心泵吸水高度不能超过10米，再加上水流经进水管路带来的沿程损失，实际允许安装高度（水泵轴线距吸入水面的高度）远小于10米。此外，在山区由于大气压力较低，对于同一台水泵在山区，特别是在高山区安装时，应降低安装高度。3）开机前应检查水泵转动情况、螺栓、螺钉紧固情况、水泵转向等；开机后应检查仪表工作情况、填料的松紧度、轴承温度、机组的声响和振动等。,2、轴流泵,轴流泵为单级叶轮，水沿泵轴轴线方向流动。叶轮象螺旋桨，故又称螺桨式水泵。1）分类：按泵轴的安装方向分：立式、卧式、斜式按叶轮叶片角度是否可改变分：固定叶片式半调节叶片式全调节叶片式改变叶片的安装角度可调节水泵的出水量和扬程。,2）构造,（1）叶轮,（2）吸入管,小型立式轴流泵的吸入管常用铸铁制造，并做成流线型喇叭口，以改善进水条件减少水力损失，提高汽蚀性能。大中型泵则需设专用的钢筋混凝土进水流道。,（3）导叶体,导叶体为轴流泵的压水室，包括导叶、导叶毂和外壳，,3）轴流泵的工作原理,利用叶轮旋转时，叶轮叶片对水所产生的推升力来抽水的。轴流泵叶轮的叶片浸没在水源里，当叶轮旋高速旋转时，水流相对叶片就产生急速的绕流。这样叶片对水就产生升力作用，连续不断地把水往上推送，水流得到叶轮的推力就增加了能量，通过导水叶和出水弯管送到高处。叶轮不断地旋转，水被连续地压送到高处。,4）轴流泵的特点,1)水在轴流泵的流经方向是沿叶轮的轴向吸入、轴向流出，因此称轴流泵。2)扬程低（113米）、流量大、效率高，适于平原、湖区、河网区排灌。3）起动前不需灌水，操作简单。,3、混流泵,构造工作原理特点,特点,水沿混流泵的流经方向与叶轮轴成一定角度吸入和流出，又叫斜流泵。混流泵的流量和扬程介于离心泵和轴流泵之间，与离心泵相比，扬程较低，流量较大，与轴流泵相比，扬程较高，流量较低。混流泵结构简单，重量轻，体积小，运行和操作简单，维护和检修方便，适合于农村排灌。,（三）水泵的参数及性能,1、水泵的性能参数：流量、扬程、转速、功率、效率、气蚀余量比转数。,（1）流量：指单位时间内排出液体的数量,体积流量（Q）：水泵出口断面在单位时间内排出的液体体积。m3/s质量流量（q）水泵出口断面在单位时间内排出的液体质量：kg/s，通常用体积流量计算。,（2）扬程：水泵能够扬水的高度,吸水扬程出水扬程总扬程,（3）转速：额定值，rpm,额定转速不能随意提高或降低，否则影响水泵的其它参数。如泵运转超过额定转速10%，不但会引起动力机超载或转不动，也容易损坏水泵零部件；转速降低不能低于50%，否则泵的效率就会降低，影响水泵的正常工作。,（4）功率,A）有效功率：水泵传给水流的净功率。有效功率计算：N效=YQH/102（Kw）式中：Y水流的容重(kg/m3)Q水泵的流量（m3/s），H水泵的扬程（m）。,B）轴功率,轴功率：动力机传给水泵轴上的功率，因此称为轴功率或输入功率。轴功率计算：N轴=N效/式中：水泵的效率，60%80%。N效水泵的有效功率,C）配套功率,配套功率：水泵应选配的动力机的功率。式中：传动效率（%）联轴器直接传动时，取0.99。皮带传动时，开口式传动取0.98，交叉传动取0.9，半交叉传动取0.920.94；三角带传动取0.96。k功率备用系数,(5)允许吸上真空高度与汽蚀余量,汽蚀现象又称空蚀现象，汽蚀的最终结果是破坏水泵流道金属表面。允许吸上真空高度与汽蚀余量：衡量水泵汽蚀性能好坏的重要指标。水泵不产生汽蚀时的吸水性能。允许吸上真空高度：保证水泵能安全运行，不发生汽蚀而规定的水泵的最大吸入高度。离心泵和混流泵用允许吸上真空高度轴流泵则用汽蚀余量其单位均以米计,水泵吸入口断面的真空度称为吸上真空高度，为保证水泵不发生气蚀，需要控制水泵的吸上真空高度低于某个限制值，这个限制值即为离心式水泵生产厂家给定的允许吸上真空高度；而气蚀余量则是水泵吸入口的总水头距离泵内压力最低点发生汽化尚剩余的水头（即实际气蚀余量），为保证不发生气蚀，此剩余水头必须大于规定的必须气蚀余量（吸入口至压力最低点的压力损失加上一定的安全余量）。可见，允许吸上真空高度和必须气蚀余量是从不同的角度来控制水泵不发生气蚀的条件。,(5)允许吸上真空高度与汽蚀余量,（6）比转速,在消耗功率为0.735千瓦（1马力）、扬程为1米、流量为0.075m3/s时所具有的转数。比转数高的泵，流量大，扬程低，如轴流泵。比转数低的泵流量小扬程高，如离心泵。比转数可以划分水泵的类型,2水泵的性能曲线,在分析水泵性能时，我们通常把水泵运行在额定转速下通过实验测得水泵与的流量与扬程、轴功率、效率、允许吸上真空高度等参数之间关系的变化规律，绘成几条曲线来表示，这种曲线就叫做水泵性能曲线。水泵性能表与性能曲线都是正确合理地选购和使用水泵的依据。,（1）离心泵特性曲线,流量扬程曲线(QH)流量功率曲线(QN)流量效率曲线（Q）流量允许吸上真空高度曲线(QHs),（2）轴流泵特性曲线,流量扬程曲线(QH)流量功率曲线(QN)流量效率曲线（Q）,三、节水灌溉技术,（一）节水灌溉技术体系,激光平地技术激光平地设备由，激光发射与接收装置，自动控制装置，平地铲，3部分组成。该设备把固定的激光平面作为平地控制面，根据地面起伏自动调节平地铲升降，平地精度可达到Sd2cm，而且操作简便。激光平地技术是目前世界上最先进的平地技术，在欧美、日本等国已得到广泛应用，我国正在开展引进设备的试验示范，推广前景广阔。,（二）施水播种技术,（三）喷灌技术,喷灌是一种先进的灌溉技术，是通过机械设备将压力水喷射到低空，形成水滴状态，均匀降落到作物和地表的一种灌溉方式。,1、喷灌的特点,优点：节水：比传统灌溉节水30%50%，增产：增产10%30%。省工：生产效率高省地：提高耕地利用率7%15%。应用范围广：各种土壤、作物、田间条件。,1、喷灌的特点,缺点：设备投资较高：平均每亩投资约200元易受风力的影响：喷灌均匀性降低蒸发损失大：水滴降落在地面之前会蒸发掉10%以上。地表湿润而土壤深层湿润不足。,2、喷灌系统的分类,按系统的设备组成分：管道式喷灌系统机组式喷灌系统管道式喷灌系统：固定管道式喷灌系统、半固定管道式喷灌系统移动管道式喷灌系统。机组式喷灌系统：定喷机组式喷灌系统行喷机组式喷灌系统。,3、喷灌系统的组成,（1）固定管道式喷灌系统该系统除喷头外，包括管道在内的系统各组成部分都固定不动，动力机与水泵组成固定的泵站，干管和支管多埋入地下，喷头固定或轮流安装在固定于支管的竖管上，称为固定管道式喷灌系统。,（2）半固定管道式喷灌系统,半固定管道式喷灌系统除支管和喷头可以移动外一般泵站和干管固定不动。,（3）移动式喷灌系统,时针式喷灌机平移式喷灌机绞盘式喷灌机移动软管式喷灌机组,时针式喷灌机,平移式喷灌机,绞盘式喷灌机,移动软管式喷灌机组,移动式,（四）微灌技术,微灌技术是利用低压管道系统，将低压水流通过地下或地面管道，从安装在其上的滴头以细小水流和水滴形式，缓慢、均匀而又定量地滴落在作物根系最发达的区域，使作物主要根系活动区的土壤始终保持在最优含水状态的一种灌溉技术，是一种精确控制水量的局部灌溉方法。微灌不破坏表土的结构，不会产生地表经流，可以大大地减少棵间蒸发量，是一种最节水灌溉技术，一般比地面灌省水30%50%，比喷灌省水15%25%。常用在果园、苗圃、温室内灌溉。微灌技术具有喷灌所具备的优点。同喷灌一样，微灌也分为固定式、半固定式和移动式三种类型，其系统组成与喷灌的三种类型基本上是一样的。,（四）微灌技术,膜下滴灌,温室滴灌,棉花滴灌,旋转式微喷,折射式微喷,地下滴灌（渗灌管）,微灌系统包括水源、控制首部、输配水管网、灌水器,灌溉机械录像,喷灌机械,喷头,对比各种节水灌溉方法的特点（主要存在的问题），阐述我国今后应采取哪种灌溉方式，？,第三节中耕除草机械,一概述1、作业项目：除草松土间苗培土,2、中耕作用,除草：消除杂草，减少土壤中养分和水分的消耗，改善作物通风透光条件，减少病虫害。松土：疏松表土，切断土壤毛管水，促进土壤内空气流通，加速肥料分解，提高地温，减少水分蒸发，并有利于蓄水保墒。间苗：剔除多余的作物植株，保证合理密度。培土：有利于作物根系的生长，防止倒伏。,为作物生长发育创造良好的条件。,3、中耕农艺要求,适时中耕除草：不伤害作物植株和根系松土：有良好松碎作用，土壤位移要少培土：作业应不压压倒作物间苗：应保持株距一致，不伤苗且不松动邻近植株,二、中耕机械类型与构造,三、中耕机械工作部件,1、除草铲,双翼铲,双翼通用铲,单翼铲,90-,翼张角的确定,受力：P草根受土壤作用力分力T使草根向后滑移分力N对刃口正压力草根沿铲刃向后滑移的条件：,2、松土铲,3、培土铲,根部培土起垄，也用来开灌溉或排水沟,1铲柱2由培土壁3右调节臂4左调节臂5左培土壁6铲尖7铲胸双壁式曲面培土器,1.三角犁铲2分土板3铲柄4调节板5固定销6培土板平面铧式培土器,4、仿形机构,为使工作部件能适应地面的起伏，保证作业深度的稳定性，要求工作部件具有仿形性能。尤其是中耕机工作幅宽较宽，机身较长，各工作部件所能遇到的地表起伏都不，因此对整机和单体都要求有较高的仿形性能。旱作中耕机一般将几种工作部件配置成单体，每一单体在行间作业。各单体通过一个能随地面起伏而上下运动的仿形机构与机架横梁相连，以保持工作深度一致。,4、仿形机构,工作部件通过拉杆与机架单点铰连，工作部件在辅助弹簧的压力和自重作用下入土，这种机构可以适应地面起伏。因工作部件在起伏过程中绕铰接点转动，故其入土角将发生变化，最后引起工作深度的变化。此种仿形机构的优点是结构简单。,单杆单点铰连式仿形机构,4、仿形机构,这种仿形机构，无论在土壤阻力变化时或随地表起伏仿形时，都很难保证稳定的耕深。且在仿形过程中，由于工作部件入土角等参数的变化，对入土性能，沟底形状及耕作质量都有一定的影响，满足不了农业技术要求，现代中耕机已很少用,4、仿形机构,特点：1.耕深和工作部件的入土角较稳定平行四杆仿形机构：用平行四杆将中耕单体与机架铰接，当仿形轮随地面起伏而升降时，平行四杆机构带动整个单体各部分均做上下移动，单体各部分不产生任何相对运动，不改变各部分工作状态，保证工作部件入土角不变。,特点：1.耕深和工作部件的入土角较稳定2.仿形过敏在仿形运动中工作部件和仿形轮作相同的平面平行运动，因此仿形轮如遇到局部地表起伏时，将引起工作部件的跳动，导致耕深不稳定，沟底不平整3.仿形滞后为使工作部件耕起的土壤与仿形轮不干涉，仿形轮一般配置在工作部件前方一定距离处，这样，工作部件的仿形运动要落后于仿形轮的仿形，出现仿形滞后现象。设计时尽量使仿形轮与工作部件靠近,牵引力的方向P平行于拉杆，拉杆在仿形运动中绕铰接点转动，因此牵引力的大小和方向随之变化，使仿形轮支反力变化较大，故在土质粘重、地表起伏大等条件下工作时，作业质量还不够理想。平行四杆仿形机构由于结构简单，且在地表起伏不大的田地上工作能得到满意的仿形性能，故国内外应用较广。,四、中耕机械录像,第四节施肥机械,一、概述1、施肥方法施基肥作物播种前施肥施种肥作物播种时施肥施追肥作物生长过程中施肥,“合理施肥”主要包括两个问题：,其一是注意保持土壤中养分的平衡，避免因偏施某种无素的肥料导致养分严重不平衡，反而使土壤肥力降低。,植物的健康生长需要吸收十几种不同的元素（其中最主要的是氮、磷、钾三种）。如果缺乏某一种元素，即使其他养分供应充足，作物的生长也不会良好。例如我国土壤普遍缺氮，因而施入氮肥后作物产量会增加较多。但如长期偏施氮肥，土壤中的磷和钾就会耗尽，致使土壤肥力降低。解决这个总是的途径是根据土壤化验、作物种类和产量指标，合理配比氮、磷、钾以及其他微量元素进行科学的配方施肥。长期大量使用公肥会使土壤结构破坏，最好与有机肥配合使用。,其二是要提高化肥施用后的利用率。,目前国内外的化肥施后利用率都不高。我国氮肥的利用率只有30左右，磷肥只有20左右，而生产化肥需要消耗大量的能源。西德的研究资料表明：在种植一公顷小麦所需投入的能源中，制造氮肥约占50，制造磷肥占8，钾肥占7，合计为65；而耕作土壤所耗用的能源只占12。据国内研究资料，1979年与1980年我国每亩耕地的能源投入中，制造化肥与农药所耗约占5158，农业机械化作业耗用能源（包括油、电与折旧）约占4549。可见提高肥效对节约农用能源具有重要意义。,氮肥无论是固态或液态都必须深施在土表以下610厘米，并要覆盖严实才能减少氨的挥发损失。国内的研究表明：碳酸氢铵深施，其肥效可以较表施提高50以上；尿素深施可以较表施提高肥效约30。但是氮肥深施如果由人工开沟、覆埋，困难很大，只有借助于性能优良的施肥机具，才能付诸实现。,侧深施肥免耕播种机,2、肥料的种类与特性,按形态分：固态肥液态肥按化学特性分：有机肥：厩肥，作物秸秆无机肥：化肥按营养成分分：氮肥磷肥钾肥微量元素肥料,化肥的特性特性：,。流动性：反映流动能力。无机肥料常为晶粒状或粉末状。其干燥的化肥颗粒间只有摩擦力的结合。将松散的化肥自然堆放成一个圆锥体时，锥体休止角的大小即可代表该化肥的松散性程度。下表是几种常用化肥的自然休止角,化肥的特性特性：,吸湿性：从空气中吸收水分的特性（大多数化肥具有吸湿性）架空性：化肥吸湿后水分增加到一定程度，产生架空现象（将肥料放在平面上，从其下部取出一部分，形成洞穴而上部的肥料并不松塌，这种现象称为架空性。化肥吸湿后架空性增强）粘结性：粘结成块状的特性,3、施肥机械的类型,按施用肥料类型分：固态化肥施肥机液态化肥施肥机厩肥撒施机厩液施洒机按施肥方式分：撒施机械犁底施肥机械施肥播种机械施追肥机械,二、施肥机械的构造与工作原理,（一）固态化肥施肥机1撒施机械撒施机械主要用在耕翻土壤前将化肥均匀撒布于地表，然后在进行耕翻作业。这种施肥方式容易使化肥与土壤相混，以至烧伤种子。但这种机械工作幅宽大，效率高。,1）离心圆盘式撒施机,1.振动板2.排肥活门3.排肥板4.撒肥盘,导肥管,2）气力式撒施机,1.肥箱2.风机3.传动箱4.反射盘,3）摆管式撒施机,2、犁底施肥机械,2、犁底施肥机械,犁底施肥机械,3施肥播种机械,组合式开沟器a-双圆盘式b-靴式1-开沟器2-导肥管3-导种管4-镇压轮,用于侧深施肥的机器是将化肥施在种子的侧方5cm、下方35cm处。一般是在播种机上采用单独的输肥管与施肥开沟器，这样就使播种机，特别是谷物条播机的结构变得相当复杂。因而，目前国外的谷物条播机采用侧深施肥的尚不多。但是，侧深施肥是种肥的合理施用方法。据国外多年的试验研究，侧深施肥可以使小麦产量较离心式撒肥机在耕整地之前撒施提高410，而且种肥用量小，肥效高。,图4-8侧深施肥部位,种肥侧位深施（回土+播种开沟器作用覆盖）、镇压轮压沟：沟播施肥，提高肥效、增加土壤含水量、减轻冻害和盐碱化，干旱、半干旱、中低产田区增产,4追肥机械,追肥的合理施用方法是将化肥施在作物根系的侧深部位，通常是在通用中耕机上装设排肥器与施肥开沟器（图49）。欧美等国还常采用顶施与侧方表施等方法，所用的机械如图410所示。,图4-9中耕追肥机,图4-10侧方表施追肥,4追肥机械,（二）液态化肥施肥机,（三）厩肥施用机械,装肥：撒肥器位于下方，将肥料上抛，挡板导入肥箱内，输肥链反转，肥料前运撒肥：油缸升起，撒肥器靠近肥箱，更换传动轴接头，输肥链向后输送,输肥链将厩肥后移，撒肥滚筒击碎肥料，并喂送给撒布螺旋，撒布螺旋高速旋转将肥料向后和左右两侧抛撒,三、化肥排肥器,录像10参看P80-82,第五节植保机械,一、概述植物在生长发育过程中，经常遭受病虫草害而影响最终的产量和质量。因此，做好病虫草害的及时防治是确保农业丰产丰收的重要措施。为了经济有效地进行植物保护，应该防重于治，及时有效地把病虫草害消灭在危害之前，以保证稳产高产。植物保护是农业生产过程中的重要组成部分，是作物生长过程中必不可少的环节。,1、农作物病虫害的防治方法,农业技术防治：利用品种、耕作制度生物防治：利用害虫的天敌物理防治：诱杀、人工捕杀等植物检疫防治：通过检疫制度，预防化学药剂防治：农药喷洒杀虫。,被松突圆蚧“袭击”过的松林,林间放害虫天敌,2、化学药剂的喷施方法,农药形态：液剂粉剂液剂施用方法：喷雾法弥雾法超低量喷雾法静电喷雾法喷烟法粉剂施用方法：喷粉法,3、施用化学农药技术要求,1）喷洒均匀。2）覆盖到作物的各个部位。3）减少环境污染（漂移、流矢）。4）不伤作物。5）注意安全：作业人员懂知识；机械不能跑冒滴漏；标志明显；工作时不吃喝，消毒；农药残留；故障检修停机，减压；作业时注意风向等。,4、植保机械的分类,按动力分：人力式：手持式、背负式、肩挂式机动式：自走式、牵引式，悬挂式按施用方法分：喷雾机弥雾机超低量喷雾机静电喷雾机喷粉机喷烟机,切向离心式涡流芯式,喷雾,弥雾,旋转齿盘式（超低量喷头）,手持电动离心式喷头,超低量喷雾,静电式喷头的工作原理,通过充电装置使雾滴携带一极性电荷，同时，根据静电感应原理，地面上的目标物将引发出和喷嘴极性相反的电荷，并在两者之间形成静电场。带电雾滴受喷嘴同性电荷的排斥，而受到目标物异性电荷的吸引，使雾滴迅速飞向目标，减少漂移量，节省农药，保护环境。,静电喷雾喷头1高压空气入口2高压液体入口3喷头座4壳休5雾滴形成区6雾流7环形电极8调节器9高电压直流电源10.12V伏直流电源,工作原理是应用高压静电。在喷头与作物之间形成一个高压静电场，当药液经过喷头时产生了高压静电，从喷头喷出后变成带有静电荷的雾滴。在静电场的作用下，