文 献 综 述

一、研究意义

现如今，科技发展、社会进步，人们的生活条件越来越好，对生活品质与生活环境的要求也越来越高。南京作为六朝古都，城市对草坪的需求益发迫切，对草坪的季节性维护也提出了新要求。许多新开发的楼盘，新建设的广场、公园甚至工业园区，都有大量的草坪需要维护。但面对如此大面积的草坪维护工作，人们不再满足于使用直接人工劳动力的现状，而是想发明出更加先进、高效的机器来代替人工。所以，在草坪施肥这一领域内，就出现了一种新型的电动草坪施肥机的概念，因此，设计高效实用的草坪施肥机，是有使用价值的。

所谓电动草坪施肥机，就是指使用这种机器，依然能够满足当地人工施肥的要求，将化肥用撒播、条播、穴施等不同的方式，施入草坪种植场地，以供园林植物或花卉苗木在生长期或结果期对化肥的需求。^[1]电动草坪施肥机对于中国绿化发展有着极为重要的意义。中国在植物精密施肥方面缺乏现代化的设备，如何用最小的投资使绿化种植高效运行，获取最大的成果、较好的品质以及最大的经济效益，已经成为绿化管理者关注的焦点。同时这也促使研究者们对草坪施肥机进行进一步的开发。

二、施肥系统的原理及施肥机的利弊

中国在施肥机方面的研究相对比较薄弱,目前部分厂家仿照国外技术进行了简易的文丘里式施肥器、压差式施肥罐的生产,但该种产品的施肥精度不高,难以进行精确的施肥。也有一些单位引进国外比例式注肥器,可根据不同种植需要进行注肥比例的调节,最大比例为2.5%,使用中发现该注肥器容易堵塞。北京市农业机械研究所正是适应这一形式进行植物精密施肥系统的研发,利用传感器技术、信息采集与处理技术,结合作物专家系统,在栽培上进一步弄清各种不同作物、不同生育阶段对养分的需求,开发出植物精密施肥系统,保证植物正常生长。该系统工作原理为:系统通过高精度的EC、pH传感器采集到栽培植物的土壤或机质中肥料成分的资料,通过数据线输入到主控制器(CPU)中,根据不同的作物要求的EC、pH控制设定值,通过控制器进行灌溉施肥程序的设定,将采集来的数据与设定值相比较,从而自动调节肥料泵的施肥速率,实现水肥一体化。控制器为灌溉施肥的核心部件,研究者采用西门子PLC控制器,具有性能稳定、可扩展性强、处理运行速度快等优点。^[2]

电动草坪施肥机，顾名思义就是用机器代替人工对草坪施肥。当然，使用电动草坪施肥机有利也有弊，利处在于使用机械施肥既可减轻劳动强度，又可提高功效，促进园林植物生长，而且由于是机器分配，施肥的密度也会更加的均匀精确,^[3]同时也减少了因人工失误而造成的肥料浪费^[4]；而使用电动草坪施肥机的弊端体现在因为是机器运作，所以需要对其进行保养除尘，避免机器因生锈而遭到损坏，而机器一旦损坏，维修也是一件麻烦的事，并且机器终究没有人工灵活，在遇到阻碍的情况下不能适时的变通。所以，电动草坪施肥机在这一领域还是有待改善的，它还需要经过进一步的研究改良以达到更加智能、更加完美的状态，这也是我选择这个课题的目的。

三、国内外发展现状

随着科学技术的进步和应用范围的扩大，对草坪电动施肥机械的要求也越来越高，施肥机械装备研究工作步入一个新时代，先进的新型设备不断涌现。国外很早就开始进行了对施肥机的研究，很多设施农业发达的国家如美国、日本、荷兰、以色列等国在植物精密施肥及营养检测系统方面技术水平较高。这些国家所用的自动施肥的主要方式有泵注方式、文丘里式、压差式、水驱动混合注入式等,其中水驱动混合注入式应用越来越广泛。在美国,营养液供给系统是按照每一种化合物单独装在一个营养罐内,用计算机统一控制,按照不同比例溶在水中,再输送到作物种植床上。

中国的设施水平与国外农业发达国家相比,还存在很大差距。2005年前后,中国大部分温室内都没有使用施肥器,即使有使用的,一般也是压差式注肥器,施肥量很不均匀。虽然当时国内也有厂家生产了文丘里式、射流式注肥器,但性能都不是很好。尤其是在具有较高技术含量的精量施肥灌溉设备方面,基本上是空白,这极大地降低了温室大棚的实际生产效能,不能使温室生产达到最大化和最佳化。^[5]随着草坪、果园等栽植的标准化、规模化程度越来越高，实现草坪机械化施肥的条件已经成熟。近些年来，我国国内施肥机械也得到了快速发展，出现了一些较为先进的自动施肥机械装置，如：自动施肥小车^[6]-[9]，大棚滴灌系统自动施肥装置等等^[10],[11]。在机械化生产条件下，根据我国土壤条件^[12],[13]，结合发达国家的先进经验，各地均陆续研制成功多种小型撒肥机。例如：北京国营农场管理局生产处研制的2FL-10离心式撒肥机，这种机型功效高，撒肥均匀，机械撤肥的效率是人工作业的50多倍。在东北垄作地区，有的联合整地机上加载了施肥箱，实现了灭茬、旋耕、施肥、起垄、镇压一体化，基肥在起垄时，条施于垄的正下方。在很多情况下，种肥与播种是通过播种机一同完成，这种施肥方式能一次性完成播种、基肥和种肥，效率很高；存在的问题主要包括施肥机械性能不稳定，施肥的位置达不到要求。近年来，我国也研制成功了小型免耕播种施肥一体机，吉林四平生产的康达2BMZF系列免耕播种机能够在有全部秸秆覆盖的情况下作业，一次进地完成侧深施肥，清理种床秸秆，整理种床，单粒播种，覆土、重镇压等工序；其施肥器也采用了国际先进的圆盘式开沟技术，基肥施肥深度8-12cm，距离播种行7cm左右，施肥准确度得到很大提高，受到人们欢迎。^[14]