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水稻是我国的主要粮食作物,施肥是水稻生长过程中不可或缺的环节。精量施肥可以减少化肥施用量,降低生产成本,提高水稻生产质量,同时可以有效降低过量施肥对环境的污染。本文在综述和分析国内外施肥机械的发展现状以及存在问题的基础上,针对沿淮地区水稻生长对不同品种肥料的施肥要求,以沿淮地区使用较为广泛、销量较大的三个肥料品种的物理力学特性为依据,研制了一种集窝眼型孔充肥、毛刷清肥、导肥带导肥和穴施肥为一体的可调窝眼轮式精量排肥器,根据水稻精量施肥的农艺要求,采用理论分析-离散元仿真-台架验证-田间试验相结合的方法,对可调窝眼轮式精量排肥器进行了排肥性能研究与试验。(1)肥料物理力学特性参数测定以中盐安徽红四方股份有限公司生产的缓释尿素(聚氨脂4.0%)、安庆石化有限公司生产的加硫尿素(S≥10%,N≥30%)和安徽莱姆佳肥业有限公司生产的生物有机肥(C≥30%,N+P2O5+K2O≥5%)为研究对象,通过物理力学特性测试,获得三种肥料颗粒的等效直径、球形率、千粒重、密度、含水率、孔隙率,以及与不同材料间的静摩擦系数、滑动摩擦系数、休止角,为排肥器的结构设计和性能仿真分析提供参数依据。(2)可调窝眼轮式精量排肥器结构设计根据水稻精量施肥的农艺要求,对排肥器排肥轮、窝眼型孔和调节板等关键零部件以及导肥带、隔离环、调节盘、排肥器壳体等辅助部件进行设计与分析。(3)排肥器排肥性能离散元仿真分析通过Solid Works和EDEM软件分别建立排肥器和肥料颗粒模型,仿真模拟排肥器的工作过程,以排肥量均值和排肥量变异系数作为试验指标,对排肥轮转速、调节板开度和型孔深度为试验因素,对其进行单因素试验和3因素3水平二次回归正交试验设计,通过Design-Expert 8.0.6软件进行数据处理,得出3个因素对评价指标的回归方程,并对仿真结果进行优化,得出最优参数组合。(4)排肥器台架性能试验和田间试验以仿真试验中得到的最优参数组合进行排肥器台架试验,验证仿真的可靠性。对三种肥料开展排肥器田间试验,试验结果表明:可调窝眼轮式精量排肥器对选取的三种肥料具有良好的适应性,其试验结果满足水稻田间精量穴施肥农艺要求。