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针对现代果园生产过程中容易出现的化肥施用不当、浪费资源、污染环境等问题,提出果园缓释肥施肥方法。缓释肥料因为肥力释放速率、方式和持续时间已知并可控制而被推广,发展潜力大,但目前果园缓释肥施肥以手工施肥为主,劳动强度大、作业效率低,限制了果园缓释肥的推广。为解决这些问题,实现机械化施缓释肥,本文提出能够实现施饼状缓释肥的施肥机。该饼状缓释肥施肥机由拖拉机牵引前进、液压系统控制钻头转动,土壤收集桶可以辅助完成覆土作业。能够解放劳动力,降低劳动成本,同时对于缓释肥的推广具有重要的现实意义。主要研究工作如下:(1)确定果园饼状缓释肥施肥机总体设计方案。果园饼状缓释肥施肥机主要由动力系统、液压系统、机架和钻头覆土装置组成。缓释肥施肥机是由拖拉机牵引前进,动力来自于拖拉机后端动力输出,随着拖拉机前进过程中移动作业,提高了缓释肥施肥机的机动性、前进灵活性和整机的实用性,能够完成缓释肥施肥作业。(2)研制果园饼状缓释肥施肥机动力系统。动力系统是施肥机的动力来源,包括拖拉机、万向节、皮带轮、轴承座及传动轴等部件,对动力系统的各零部件进行理论分析与计算,为搭建动力系统,确定选用A型三角带,通过计算确定皮带轮的尺寸、以及皮带轮之间的中心距、皮带的根数等参数。动力系统是整机运行的关键部件。(3)设计果园饼状缓释肥施肥机液压系统。液压系统是主要作业部件,根据饼状缓释肥的施肥要求,设计合适的液压油路,通过理论分析结合计算选择各零部件的型号。液压系统包括液压油路总成,CBN-E325液压齿轮油泵、24V液压电磁换向阀、安全溢流阀、节流阀、单向阀、BMM—20液压马达以及合适的液压辅助配件。并设计40/50×25-450伸缩式液压油缸。该液压系统能够实现控制钻头正反转、升降的功能。(4)设计果园饼状缓释肥施肥机的施肥系统,主要包括机架以及施肥装置。在SolidWorks软件中进行各零部件之间的装配、仿真,对各部件装配的干涉检查与间隙验证,保证机架的紧凑、安全可靠。施肥装置由钻头和土壤收集桶组成,能够完成缓释肥施肥过程中的钻孔、覆土作业,并利用EDEM软件对施肥装置的覆土作业过程进行仿真,检验覆土作业的可行性。在田间进行钻孔覆土试验,对液压系统进行调试,进行钻孔覆土作业试验。选取400个作业过程进行测量,测量果园饼状缓释肥施肥机所钻孔的直径、钻孔深度、覆土深度、时间等关键参数。对实验数据进行分析验证,钻孔直径稳定系数为98.9%,验证了施肥机设计的合理性。缓释肥施肥作业的试验表明研制的果园饼状缓释肥施肥机能够实现果园饼状缓释肥的施肥作业,覆土作业时钻头转速250r/min时,覆土半径直径范围200mm,施肥孔平均高度180mm,钻孔时间4s,覆土时间2s,能够实现果园饼状缓释肥的快速施肥,减少劳动强度,实现钻孔、覆土作业要求。