摘要：根据水稻根系的生长特点，设计了一种在水稻播种的同时，以环形阶梯式施肥方式，将肥料定点、定量地施于稻种周围，充分满足水田机械穴播后，水稻根系发育、生长和对其他养分的吸收，从而达到提高化肥利用率、减少肥料用量及施肥次数、降低生产成本、提高水稻产量、减少环境污染的效果。

    0 引言
    水稻根系是吸收养分和水分的重要器官，其生长情况与活力会直接影响整个水稻的生长发育、营养状况和产量水平。水稻根系的形态是由冠根及分枝的侧根构成的，任何一生育时期稻根干重和体积都随分布土层的加深而递减，以0～5 cm土层的根量最大（占43％～47%）、5～10 cm的根量次之（占30％～31%），根系按其特定的规律有序阶梯式地向下分布在各层土壤中。如能按水稻生育期根系生长特征，将肥料供应在种苗周围不同土层，更有利于水稻根系发育、生长和其对养分的吸收，从而达到提高化肥利用率、减少肥料用量及施肥次数、降低生产成本、提高水稻产量、减少环境污染的效果。
    而在实际生产中，仍然普遍采用传统的施肥方式。一是条施肥，即将肥料以沿苗行条施在种子或植株侧部，此农艺方法简单易行，但肥料利用率低；二是穴施肥，即将肥料以穴播状态排施在种子或植株侧部，相对于条施肥方式，该方法提高了肥料利用率，减少了肥料损失。但上述两种施肥方式均是将肥料施入在种子或植株的一侧，不能科学合理地满足水稻根系发育的生物特性需要，其施肥方法需要改进。
    针对上述现有技术存在的问题，结合水稻生产作业的实际需要，研发一种水稻穴播机多环形深浅阶梯状施肥方法及装置，达到在水稻穴播机进行播种作业的同时，将肥料以环形深浅阶梯状施肥方式播施在稻种周围土壤中，以满足水稻在生长期内对肥料需求的目的。

    1 技术原理
    环形深浅阶梯状施肥方式是指：根据水稻种子生长发育不同时期根系的特性，将肥料定点、定量、分层次地施入到所播稻种的周围，每层肥料均位于以农艺要求的距离为半径的环形内；从上到下，该环形的半径随着施肥深度的增加而加大，呈现环形阶梯状几何分布形态（如图1所示）。

    2 结构与工作原理
    2.1整体结构
    整机由机架、从动链轮、主动链轮、肥箱、排肥器总成、高压气体运送管总成、排种器轴、高压气泵、船板、排肥管、排种管、下固定板、种箱、排种器总成等组成（如图2所示）。

    2.2工作原理
    多根排肥管及排种管下侧部与下固定板固装，且多根排肥管均匀分布在以排种管为中心、不同半径尺寸的圆周部位处，呈多环形配置；排肥管的上端口与排肥器总成的肥料分配漏斗连接；高压气泵通过高压气体输送管路总成分别与多个排肥管连通。
    作业时，种箱内的稻种由排种器总成经排种管穴播在土壤中，与此同步，排肥器总成工作，将肥箱内的肥料送入各个排肥管内；高压气泵产生的高压气体经过高压气体输送管路总成进入排肥管内。在压力气体配合下将排肥管内的肥料强力喷施在土壤内，且成环形的位于稻种周围，完成作业。通过调节输送管路内的气体力，即可实现施肥深度的调节，控制压力高、施肥深度大、控制压力低，施肥深度浅。在进行深浅阶梯状施肥时，其外侧环形部位的排肥管施肥深度大，即气压高，内侧环形部位的排肥管施肥深度浅，即气压低，以形成深浅阶梯状立体施肥，最大程度地适应水稻根系生长发育特性。

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