[发明专利]一种气力式农业物料变量播撒系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及农业机械中的物料播撒技术领域，特别涉及一种气力式农业物料变量播撒系统及方法。

背景技术

农业物料（包括种子、肥料、除草剂、农药及生物调节剂等）的精准管理和使用是保证作物优质高产和保护农业生态环境的重要手段之一。例如：目前在我国农村大部地区，由于缺乏对作物营养状态信息的科学了解，不能做到按需施肥，导致氮肥与磷肥的当季利用率分别只有30%～35%和15%～20%左右，而发达国家氮肥利用率可达50%～60%，欧盟国家的氮肥利用率高达70%～80%。据统计，我国耕地施用化肥用量已达到397.5kg/hm²(26.5公斤/亩)，而世界平均水平和美国平均施用化肥量都小于150kg/hm²(10公斤/亩)，相比之下，我国亩化肥施用量高出1.6倍。我国现在的化肥施用量居世界首位，全世界生产化肥的27.5%被我国施用。近10年来，我国化肥施用量增长了2.6倍，肥料的报酬率由1980年的1：16，下降到1：2以下，氮素损失45%，相当于年损失尿素2000万吨，是50个大型的尿素化肥厂的年生产量，折合人民币380亿元。化肥利用率不高不仅造成了经济上的巨大损失，而且带来了严重的地下水污染。因此，在作物生产中，进行农业物料的精准施用，提高农业物料的资源利用率以及作业效率，意义重大。

精准农业是20世纪90年代初发展起来的一门新兴的跨学科综合技术，它能以最节省的投入达到同等或更高的效益，并改善环境，高效利用农业资源，取得较高的经济效益、社会效益和生态效益，已引起全世界的广泛关注。目前，精准农业在发达国家发展十分迅速，是农业可持续发展的重要途径之一。但在开展精准农业实践的过程中，仍有许多瓶颈性的关键技术问题尚未解决。精准农业的本质是基于农田小区内作物生长环境和产量差异性进行变量管理，要实现这种变量管理，进行按需用种、按需施肥、按需喷药、按需灌水，一靠及时准确地掌握作物-农田环境系统的时空变异信息，二靠先进适用的高效精准作业机械。

由于缺乏先进适用的高效精准作业机械，影响了精准农业技术思想的大规模推广和普及。目前，适用于颗粒状农业物料高效精准施用的农业机械主要包括两种形式：（1）在作物播种作业阶段，主要通过外槽轮、型孔轮或勺式等分施机构进行物料施用量的控制，物料依靠重力自由落体播撒进入农田作业目标区域，但该方式受分施机构的限制，单次作业幅宽有限，若要提高作业幅宽，则机组的尺寸将大幅增加，此外，机器制造时各分施机构间的间距固定，用户在使用中很难灵活调整；（2）在作物生长中期田间管理阶段，几乎所有的变量撒施机械都是采用圆盘离心式抛撒机构，该方式的显著特点是工作效率高，但在抛撒过程中均匀性较难控制，而且只能在沿机组前进方向上实现变量控制，控制难度大，价格高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种撒播量可精确控制、效率高的气力式农业物料变量播撒系统。

本发明的另一目的在于提供一种通过上述系统实现的气力式农业物料变量播撒方法。

本发明的技术方案为：一种气力式农业物料变量播撒系统，包括机架、物料盛放箱、物料变量控制模块、气力输送模块、播撒承载桁架和播撒器，机架与动力底盘相连接，物料盛放箱设于机架上，物料盛放箱与物料变量控制模块相连接，物料变量控制模块通过气力输送模块与安装于播撒承载桁架上的播撒器连接。待播撒的农业物料从物料盛放箱进入播撒系统，然后通过物料变量控制模块对其流量进行控制，再送入气力输送模块，采用气力输送的方式将物料输送至安装于播撒承载桁架上的各播撒器，物料通过播撒器的播撒作用进入农田目标作业区域。

所述物料盛放箱顶部设有至少一个方形斗，方形斗底部的出口处设有开关控制板，开关控制板下方设有物料导流板。根据播撒作业的实际需要，各个方形斗带有独立的盛放空间，使各个方形斗可分别盛放不同类型的物料。其中，开关控制板用于初步控制物料的总流量，物料导流板可使物料按照设定的路径被导入物料变量控制模块中。