Diseño y experimentos con una máquina de excavación y fertilización de profundidad fija de una sola espiral.

Jul 20, 2023

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 7798 (2023) Citar este artículo

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Para abordar los problemas de baja eficiencia de fertilización, principalmente la operación del proceso y la profundidad de fertilización inconsistente de las máquinas fertilizantes domésticas para jardines de té, se diseña apropiadamente una máquina fertilizante y de excavación de profundidad fija de una sola espiral. Esta máquina es capaz de realizar la operación integrada de excavación, fertilización y cobertura del suelo al mismo tiempo a través del modo de operación de excavación y fertilización de una sola espiral. Se realiza adecuadamente el análisis teórico y diseño de la estructura de los componentes principales. La profundidad de fertilización se puede ajustar a través del sistema de control de profundidad establecido. La prueba de rendimiento revela que la máquina de excavación y fertilización de una sola espiral presenta un coeficiente de estabilidad máximo de 96,17% y un mínimo de 94,29% en términos de profundidad de zanjado y un máximo de 94,23% y un mínimo de 93,58% en términos de uniformidad de fertilización. satisfacer las necesidades de producción de las plantaciones de té.

La aplicación de fertilizantes es uno de los aspectos cruciales de la producción de cultivos, la calidad de la aplicación de fertilizantes influye directamente en el crecimiento de los cultivos y la aplicación razonable de fertilizantes se considera comúnmente como una de las medidas importantes para garantizar una alta calidad y un alto rendimiento de los cultivos1,2,3 ,4. El principal método de excavación y fertilización en China es construir una zanja con una cultivadora rotativa, luego utilizar un esparcidor de fertilizante o esparcir el fertilizante manualmente y, finalmente, labrar el suelo a mano5,6,7. Este enfoque de fertilización tiende a tener una eficiencia de uso de fertilizantes relativamente baja y restos de fertilizantes que quedan en la superficie, lo que fácilmente podría contaminar el medio ambiente8,9. Una situación de fertilización adecuada es capaz de mejorar el ratio de utilización de fertilizantes10,11. Una posición de fertilización demasiado alejada de las raíces podría fácilmente provocar una mala absorción del cultivo y una baja proporción de fertilizante, y una posición de fertilización demasiado cerca de las raíces podría fácilmente provocar problemas de quema de raíces. La investigación realizada por agrónomos ha revelado que una posición de fertilización razonable garantiza la máxima absorción de fertilizante por las raíces de los cultivos, mejora la tasa de utilización de fertilizantes y es crucial para reducir la dosis de fertilizante11,12,13,14.

Los países extranjeros desarrollados han comenzado tempranamente la investigación sobre máquinas fertilizantes, y el desarrollo de sus máquinas de zanjeo ha llevado al rápido desarrollo de dispositivos de zanjeo y fertilización, experimentando varias etapas de arados de reja, zanjadoras rotativas y zanjadoras de cadena15,16,17. El inicio de las máquinas de zanjeo y fertilización fue relativamente tardío en el país, utilizándose principalmente máquinas de fertilización por surcos rotativos18. Xiao et al.19 desarrollaron una máquina de fertilización y zanja de doble espiral para jardines, que se utiliza junto con un tractor para aplicar fertilizante de manera uniforme y puede satisfacer las necesidades agronómicas de la fertilización de jardines. Gaomi Yifeng Machinery Co., Ltd. produjo un dispositivo de fertilización multipropósito autónomo, que pasa a través de un distribuidor de fertilizante de tornillo para ajustar la cantidad de fertilizante plantado y un chasis de orugas con buen rendimiento de paso. Shen Congju et al.20 desarrollaron un dispositivo autopropulsado de fertilización por aflojamiento profundo a gas para jardines, que resolvió los problemas técnicos de perforación y dosificación de fertilizantes en terrenos duros, y una base teórica y soporte técnico para el desarrollo de un dispositivo de fertilización por aflojamiento profundo por explosión de gas. máquina para huerto21.

De los resultados de las investigaciones realizadas dentro y fuera del país se desprende claramente que las máquinas domésticas de fertilidad son principalmente operaciones de un solo proceso y carecen de dispositivos automáticos de ajuste de profundidad. Las máquinas extranjeras para zanjar y fertilizar son más avanzadas, pero son caras y no satisfacen las necesidades operativas de nuestro país. En el presente artículo, se diseña una máquina de fertilización y zanjeo en espiral de profundidad fija, que podría realizar adecuadamente la operación integrada de zanjeo, fertilización y cobertura del suelo, y puede ajustar automáticamente la profundidad de fertilización para lograr una fertilización en profundidad constante, con el fin de mejorar la eficiencia operativa y el efecto de fertilización de la máquina de fertilización y zanjeo. Este artículo se divide en cuatro partes, donde la primera parte ofrece una introducción al estado actual de la investigación sobre máquinas fertilizantes. La segunda parte tiene como objetivo diseñar la estructura mecánica y el sistema de control de la máquina fertilizante. La tercera parte trata sobre la prueba de zanja, la prueba de fertilización y la prueba de campo. La cuarta parte resume todo el artículo y los principales resultados obtenidos.

Para mejorar la eficiencia de la fertilización, junto con las necesidades agrícolas de la plantación de té, se diseña apropiadamente una máquina fertilizante y de excavación de profundidad fija de una sola espiral, cuya estructura completa correspondiente se ilustra esquemáticamente en la Fig. 1. Básicamente consiste en un tractor. , mecanismo de transmisión, marco de la caja de fertilizante, distribuidor de fertilizante de tornillo, caja de fertilizante, tubo de entrega de fertilizante, rueda de tierra de profundidad fija, raspador de césped, mecanismo de fertilización y excavación de zanjas, cuchilla espiral, etc. Los principales parámetros técnicos también se presentan en la Tabla 1.

Representación esquemática de la construcción del fertilizante, cuyas partes principales se detallan a continuación: 1. Tractor, 2. Mecanismo de transmisión, 3. Bastidor de la caja de fertilizante, 4. Tornillo distribuidor de fertilizante, 5. Caja de fertilizante, 6. Tubo de entrega de fertilizante, 7. Fijo rueda de suelo de profundidad, 8. Rascador de césped, 9. Mecanismo de zanjeo y fertilización, y 10. Hoja en espiral.

La profundidad del zanjeo está predeterminada de acuerdo con los requisitos agronómicos de la fertilización antes de que funcione la máquina de zanjeo y fertilización. Durante el zanjeo y la fertilización, el tractor tira del dispositivo de zanjeo y fertilización hacia adelante, la máquina de zanjeo y fertilización corta el suelo, el fertilizante se descarga a través del distribuidor de fertilizante de tornillo y se transporta al mecanismo de zanjeo y fertilización a través del tubo de entrega de fertilizante, y finalmente cae en el surco cortado por el mecanismo de zanjeo y fertilización. Al mismo tiempo, el suelo vuelve a caer para completar la cobertura del suelo, realizando la acción integrada de zanjar, fertilizar y cubrir el suelo.

El aparato de fertilización adopta el distribuidor de fertilizante de tornillo, que consiste esencialmente en una caja de fertilizante, una salida de fertilizante, una entrada de fertilizante, un eje giratorio y una paleta espiral de fertilizante, como se muestra en la Fig. 2.

Representación esquemática del distribuidor de fertilizante de tornillo, cuyos principales constituyentes son los siguientes: 1. Caja de fertilizante, 2. Salida de fertilizante, 3. Entrada de fertilizante, 4. Eje giratorio y 5. Aspa espiral de fertilizante.

El diámetro del distribuidor de fertilizante de tornillo es uno de los factores cruciales de los distribuidores de fertilizante de tornillo, que afecta directamente la cantidad de fertilizante plantado por el distribuidor de fertilizante de tornillo y el coeficiente de variación uniforme de la distribución de fertilizante22. Dado que no se tienen en cuenta la cantidad y velocidad de siembra del fertilizante, la fórmula para evaluar la siembra-fertilizante monoanillo toma la siguiente forma:

donde D representa el diámetro exterior del tornillo distribuidor de fertilizante (mm), d indica el diámetro interior del tornillo distribuidor de fertilizante (mm), s es el paso del tornillo distribuidor de fertilizante (mm), b significa el espesor promedio del tornillo diente del distribuidor de fertilizante de tornillo (mm), h representa la profundidad del diente de tornillo del distribuidor de fertilizante de tornillo (mm), L es la longitud promedio del diente de tornillo del distribuidor de fertilizante de tornillo (mm), ρ denota el volumen de fertilizante peso (g/mm3), y φ representa el coeficiente de llenado del distribuidor de fertilizante de tornillo.

En virtud de la Ec. (1), se puede ver que la cantidad de siembra de fertilizante de anillo único (q) depende de varios factores, incluidos D, d, S, ρ y φ. La cantidad de siembra de fertilizante de anillo único (q) cambia al alterar los valores de D, d y S. La relación entre el diámetro exterior del distribuidor de fertilizante de tornillo y la cantidad de siembra de fertilizante en toda la operación de siembra de fertilizante viene dada por:

donde Q representa la cantidad de siembra de fertilizante del distribuidor de fertilizante de tornillo (t/h), A es el coeficiente característico integral del material, K denota el coeficiente integral del material, c es el coeficiente proporcional de paso al diámetro, λ representa la masa de la unidad de material volumen (t/m3), y ε denota el coeficiente de transferencia.

Cuando la máquina está en funcionamiento continuo, la dosis de fertilizante se puede expresar mediante:

donde Qs representa la tasa de fertilizante (t/h), g es la tasa de fertilizante para recorrer una distancia (t) y s representa la distancia recorrida (m).

Según los requisitos agronómicos para la fertilización de las plantaciones de té, se prevé que la cantidad de fertilización necesaria para una planta de té sea de 1,8 kg. Entonces, una hilera de árboles de té necesita una cantidad de fertilizante de 0,9 kg, y la distancia entre plantas de los árboles de té es generalmente de 1,5 a 1,8 m. Al elegir una velocidad promedio de 1100 m/h para la velocidad de desplazamiento de la máquina fertilizante, la dosis de fertilizante (Qs) se puede obtener como 0,6 t/h y también se predice que la cantidad de siembra de fertilizante (Q) será 0,6 t/h. sobre la base de la ecuación. (6). Junto con los parámetros del material fertilizante, se puede determinar que el coeficiente de llenado del fertilizante (φ) es 0,25, el coeficiente característico integral del fertilizante (A) es 28, la masa unitaria del material del fertilizante es 1,2 T/m3, el coeficiente proporcional del paso al diámetro es 0,9 y el coeficiente de transporte es 0,9, los cuales se sustituyen en las Ecs. (4) y (5). Otros cálculos revelan que el diámetro exterior del tornillo distribuidor de fertilizante sería de 91 mm. Dado que dicho factor debería diseñarse como una serie estándar, su valor también se puede tomar como 88 mm.

El paso del distribuidor de fertilizante de tornillo determina el ángulo de ascenso del tornillo y la velocidad de avance del fertilizante, lo que tiene un impacto crucial en la cantidad y uniformidad del fertilizante del distribuidor de fertilizante de tornillo23, y se evalúa el paso del distribuidor de fertilizante de tornillo por la siguiente relación:

donde K1 significa el coeficiente proporcional del paso y el diámetro, generalmente en el rango de 0,8 a 1,0, que se relaciona principalmente con la capacidad de flujo del fertilizante.

Según la experiencia de diseño existente, el análisis integral tomó K1=0,8, por lo que el paso es de 70,4 mm, redondeado a 70 mm.

Para maximizar la uniformidad de la fertilización y al mismo tiempo cumplir con los requisitos de fertilizante, la velocidad de rotación adecuada del eje giratorio puede garantizar la estabilidad de la dosis de fertilizante. Cabe señalar que la velocidad de rotación del distribuidor de fertilizante de tornillo se puede determinar en función de la dosis de fertilizante, el diámetro del distribuidor de fertilizante de tornillo y los parámetros relevantes del material del fertilizante para determinar la mejor velocidad de rotación24. Cuando la velocidad de rotación es demasiado alta, el fertilizante se adherirá a la pared interior del distribuidor de fertilizante de tornillo bajo la acción de la fuerza centrífuga; por lo tanto, la fuerza centrífuga del fertilizante y la gravedad deben satisfacer los siguientes requisitos:

Considerando el efecto de varios fertilizantes,

donde A representa el coeficiente integral de fertilizante, K0 denota el coeficiente característico integral de fertilizante, nmax es la velocidad máxima del distribuidor de fertilizante de tornillo (r/min) y n representa la velocidad de rotación del distribuidor de fertilizante de equipo (r/min). La cantidad de siembra de fertilizante del distribuidor de fertilizantes Crew se puede calcular como:

Según las Ecs. (14) y (16), la velocidad de rotación del distribuidor de fertilizante de la tripulación debe cumplir la siguiente condición: n ≤ 200 (r/min).

El dispositivo de zanjeo en espiral de la máquina fertilizante y de zanjeo de una sola espiral utiliza un zanjeo en una sola espiral, como se muestra en la Fig. 3. Está compuesto principalmente por una caja de transmisión, una placa deflectora, un cortador, una cuchilla en espiral y una broca. La forma de zanjeo en espiral simple tiene una estructura simple y ajustada, de bajo consumo y la parte del borde de la cuchilla en espiral se incorpora a un aumento de la cuchilla de corte del suelo, lo que podría prevenir eficazmente el desarrollo de deformaciones adicionales.

Diagrama esquemático de la estructura del zanjeo y fertilización en espiral, cuyos componentes principales son los siguientes: 1. Caja de transmisión, 2. Placa deflectora, 3. Eje cortador, 4. Hoja en espiral y 5. Broca de herramienta.

La máquina fertilizante y de zanjas de una sola espiral se acciona en los campos de té, confiando en la cuchilla espiral para la operación de zanjas y, junto con las necesidades agrícolas relevantes, se determina que el ancho de la zanja no debe ser inferior a 250 mm. El diámetro de la hoja espiral es:

donde D1 representa el diámetro de la paleta espiral (mm) y D2 denota el ancho de la zanja de la máquina fertilizante (mm).

El diámetro de la cuchilla espiral se selecciona como 250 mm, ya que la máquina de fertilización de una sola espiral requiere una profundidad máxima de zanja de 450 mm. Además, la altura de la hoja en espiral se establece en 350 mm, y la altura de la broca de la herramienta se ajusta en 100 mm porque la hoja en espiral debe realizar la operación de corte e inclinación hacia el suelo. Al mismo tiempo, realiza la operación de zanjeo en línea recta, lo que indica la gran necesidad de alta resistencia y dureza del material; por lo tanto, se elige como material CR12MOV con un espesor de 10 mm.

La pala espiral es el principal parámetro del mecanismo de fertilización y zanjeo en espiral, y sus parámetros estructurales podrían influir directamente en la calidad y el consumo de energía del zanjeo25,26. La máquina de zanjeo y fertilización de una sola espiral emplea un mecanismo de zanjeo en espiral variable cilíndrico, y la curva en espiral de paso variable consta de numerosas tangentes (ver Fig. 4).

Representación esquemática de la curva espiral.

Considere un punto A en la generatriz a lo largo del eje z y considérelo como un movimiento hacia arriba uniformemente acelerado. Por tanto, su trayectoria forma una parábola en el plano ZOX, cuya curva espiral se puede expresar mediante la siguiente relación:

donde r representa el radio de la cuchilla de zanjeo (mm), n denota el número de vueltas de la espiral, γ significa el ángulo de la espiral (°), n1 es el número de vueltas de la espiral en B, β representa el ángulo de la espiral en C (°) , y h denota la altura del punto F (mm).

La eficiencia del mecanismo de excavación y fertilización en espiral depende de la acción de la cuchilla en espiral para completar la operación de corte y elevación del suelo. De acuerdo con las necesidades agrícolas de fertilización con té, el ancho de las zanjas se establece en el rango de 200 a 300 mm y la profundidad correspondiente se considera de 300 a 400 mm. Teniendo en cuenta el consumo de energía, así como la profundidad y el ancho de la fertilización, los principales parámetros del mecanismo de fertilización y zanjado en espiral se diseñan combinando las Ecs. (17) y (18), como se presenta en la Tabla 2.

El mecanismo de zanjeo de un solo tornillo corta hasta el fondo de la zanja y su proceso de ajuste automático se ilustra en la Fig. 5.

Representación esquemática del ajuste automático de profundidad.

Durante la operación de zanjeo, la profundidad de la zanja y la fertilización (H) se obtienen estableciendo la altura de la profundidad fija (H1) de acuerdo con el crecimiento de los árboles de té y los requisitos agronómicos de la fertilización. El eje del cortador de zanjas gira y corta el suelo cuando la rueda de tierra de profundidad fija toca el suelo. En este momento, el sensor de profundidad de la rueda de tierra de profundidad fija transmite la señal a la microcomputadora de un solo chip en tiempo real, que es responsable de controlar la expansión y contracción del cilindro hidráulico. Con este fin, el relé y la válvula solenoide se emplean principalmente para realizar el ajuste en tiempo real de la profundidad de excavación y fertilización y mantenerla constante (es decir, H=cte). El diagrama del principio de ajuste se proporciona en la Fig. 6.

Cuadro esquemático del ajuste automático de profundidad.

El sistema de control de profundidad fija es el sistema de control principal de la máquina de fertilización y zanjeo de profundidad fija en espiral, que se compone principalmente de un sistema de hardware y un sistema de software, que controla la profundidad de zanjeo y fertilización a través de retroalimentación en tiempo real de la profundidad fija. rueda de tierra y su sistema de control se demuestra en la Fig. 7. El programa del sistema de control está codificado en lenguaje C. El programa principal llama a varias subrutinas para realizar el control de toda la máquina. El sistema de control se basa en microcomputadoras de un solo chip STM32 L1 como elemento de control central y se compone esencialmente de una fuente de alimentación, un módulo regulador de voltaje y un módulo de ejecución. La fuente de alimentación proviene de una batería de litio de 24 V y 40 AH fabricada por Shenzhen Xinheng Power Technology Co., Ltd. Se utiliza para proporcionar una fuente de alimentación independiente para todo el sistema de control y, al utilizar el módulo regulador de voltaje, se proporciona una fuente de alimentación estable. para componentes electrónicos. La rueda rectificada de profundidad fija está montada en la palanca operativa de la válvula de control de perfil (es decir, una válvula de control de perfilado PMF de Danfoss con una presión operativa máxima de 28 bar), que se utiliza para detectar el levantamiento de la rueda rectificada de profundidad fija en tiempo real. -Tiempo y así controlar la profundidad de zanjeo y fertilización. El motor hidráulico es un BRM-50 de Foshan Hongpeng Hydraulic Co., Ltd. Con una velocidad de rotación de 750 rpm y un par de 89 Nm, que se emplea para controlar la velocidad de rotación del distribuidor de fertilizante de tornillo y, por tanto, la dosis de fertilizante.

Esquema estructural del sistema de control de una máquina de fertilización y zanjeo de una sola espiral.

La prueba se llevó a cabo el 19 de marzo de 2022 en una plantación de té estándar con una separación entre plantas de 300 mm y una separación entre hileras de 1500 mm en Shenhang Forest, Tea and Fruit Seed Technology Co. El clima estaba despejado, la temperatura variaba en el rango de 3 a 15°, la velocidad del viento era inferior a 3 m/s, la humedad relativa del aire se midió como 65%, el terreno de prueba era franco, el contenido de humedad absoluta era 17,3% y el terreno de prueba era plano. El fertilizante elegido para el experimento fue fertilizante orgánico granular producido por Hebei Dewaldo Fertilizer Co., Ltd. Con un contenido de humedad de aproximadamente el 1,5% y un diámetro de aproximadamente 3,3 mm, el método de prueba adopta los métodos estipulados en la Especificación Técnica de Evaluación de Calidad. para maquinaria de fertilización (NY/T 1003-2006) y los métodos de medición para condiciones de prueba de maquinaria agrícola: reglas generales (GB/T 5262-2008).

Para la prueba de zanjeo, la máquina de zanjeo y fertilización de una sola espiral se operó a una velocidad uniforme de 1,5 m/s para realizar tres recorridos operativos, cada uno de 80 m de largo, quedando como área reservada 10 m antes y después de las dos secciones del recorrido. , y probar 5 puntos por igual entre 20 y 70 m. La profundidad promedio de zanjeo y el coeficiente de estabilidad de cada golpe se evalúan por separado y los resultados de las pruebas se dan en la Tabla 3.

Los resultados del ensayo de zanjeo indican que la diferencia máxima de profundidad es de 17 mm sometido a varios golpes y el valor mínimo del coeficiente de estabilidad de la profundidad de zanjeo en el caso de tres golpes es del 94,81%, lo cual está de acuerdo con el índice de evaluación para el funcionamiento de la máquina de amaraje.

En el jardín de té de prueba, la máquina fertilizadora y excavadora de una sola espiral realizó seis golpes de operación de fertilización. Para ello, se fijó la longitud de cada carrera operativa y la longitud de la zona protegida antes y después igual a la del ensayo de amerizaje, desde una carrera de 10 m hasta una carrera de 40 m. En este intervalo, partiendo de considerar cada 10 cm como intervalo de prueba, cada brazada se dividió en 30 intervalos de prueba, dando como resultado un total de 180 mediciones. Durante la prueba, la máquina de fertilización y excavación de una sola espiral se movió a una velocidad uniforme, y en la etapa de preparación, el mecanismo de fertilización y excavación en espiral se elevó y viajó a través del área de prueba a una velocidad constante. Luego se recogió por separado la fertilización de cada zona y se evaluó su peso mediante una báscula electrónica. Después de completar la operación de viaje individual, se calculó a su vez su uniformidad de fertilización y los resultados de las pruebas correspondientes se proporcionan en la Tabla 4.

Los resultados de la prueba de fertilización revelan que la uniformidad de fertilización para cada golpe individual es superior al 93,15%, lo que cumple con los requisitos operativos del índice de evaluación de la máquina fertilizante.

Sitio de prueba: la prueba se realizó en abril de 2022 en el jardín de té de la fábrica de té Pingshan en el distrito de Liuhe, Nanjing, China, y la prueba de campo se ilustra en la Fig. 8.

Prueba de campo de la máquina fertilizante y de zanjeo de una sola espiral.

Condiciones de prueba: clima soleado, temperatura de 4 a 22 °C, brisa, distancia entre plantas de 290 mm y entre hileras de 1600 mm en el jardín de té, terreno llano en el jardín de té de prueba, suelo franco arenoso y contenido de humedad del suelo de 13,2%.

Materiales de prueba: Fertilizante orgánico granular producido por Hebei Dewaldo Fertilizer Company.

Se realizaron pruebas repetidas con tres golpes y los resultados de las pruebas se presentan en la Tabla 5. Los datos observados experimentalmente revelaron que el coeficiente de profundidad de zanjeo de la máquina de zanjeo y fertilización de una sola espiral estaba en un máximo de 96,17% y un mínimo de 94,29. %. El nivel máximo de uniformidad de fertilización se reportó como 94,23% y el mínimo se obtuvo como 93,58%. Estos resultados cumplen con los requisitos operativos del índice de evaluación de la máquina fertilizante.

En la investigación actual, se diseña una máquina de fertilización y zanjeo de profundidad fija de una sola espiral, que puede realizar la operación integrada de zanjeo, fertilización y cobertura del suelo, y puede ajustar automáticamente la profundidad de fertilización para lograr una profundidad de fertilización constante. A través del análisis teórico, se diseñan el distribuidor de fertilizante de tornillo, el mecanismo de fertilización y excavación en espiral y el sistema de control correspondiente, y el sistema de control de profundidad fijo ajusta automáticamente la profundidad de excavación, de modo que la eficiencia de operación y el efecto de fertilización de la excavación y la máquina fertilizante fueron mejoradas apropiadamente.

La máquina fertilizante diseñada en este documento puede resolver eficazmente el problema de que la posición de fertilización de la máquina fertilizante tradicional no es razonable, lo que fácilmente hace que la eficiencia del uso del fertilizante sea relativamente baja y el fertilizante residual en la superficie puede contaminar fácilmente el medio ambiente. La fertilización de profundidad fija se puede realizar a través del sistema de control de profundidad constante, para garantizar la posición razonable de la fertilización, lo que mejora la tasa de utilización del fertilizante. La máquina fertilizante diseñada es capaz de resolver eficazmente el problema de la posición de fertilización irrazonable, mejora la tasa de utilización del fertilizante y presenta impactos significativos para reducir la tasa de fertilizante.

Los resultados de las pruebas de campo revelaron que el coeficiente de estabilidad de la profundidad de la zanja de la máquina fertilizadora y zanjadora de una sola espiral estaba en un máximo de 96,17% y en un mínimo de 94,29%. También se informó que el valor máximo de uniformidad de fertilización fue del 23,94% y del 93,58% como mínimo, cumpliendo con los requisitos de la producción de las plantaciones de té.

Los conjuntos de datos utilizados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente previa solicitud razonable.

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Esta investigación fue financiada por el proyecto de gastos comerciales de investigación científica básica a nivel de instituto de la Academia China de Ciencias Agrícolas (Subvención No.S202206), el Sistema de Investigación Agrícola de China del MOF y MARA (Subvención NO. CARS-19), la Ciencia y Tecnología Agrícolas. Proyecto de Innovación de los Chinos (Subvención No. CAAS-ASTIP-2022-NIAM), Proyecto Especial Clave de I+D de la Provincia de Yunnan (Subvención No. 202102AE090038), Proyecto de Fondos Especiales Financieros Locales del Centro de Ciencia y Tecnología Agrícola de Chengdu "Investigación, Desarrollo y Demostración de Tecnologías Mecanizadas Operation Equipment for Hilly Orchards"(Subvención No. NASC2020AR03), Programa de I+D "Pioneer" y "Leading Goose" de Zhejiang (Subvención No. 2022C02010), Proyectos de ciencia y tecnología en la provincia de Jiangsu (Subvención No. BE2020315).

Ministerio de Agricultura y Asuntos Rurales, Instituto de Mecanización Agrícola de Nanjing, Nanjing, 210014, China

Caixue Zhan, Wenqin Ding, Yu Han, Qinghai Jiang, Ying Zhao y Zhiyu Song

Facultad de Ingeniería Mecatrónica, Universidad Forestal de Nanjing, Nanjing, 210037, China

Liang Zhao

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Conceptualización, CZ y WD; metodología, CZ, WD y YH; software, YH e YZ; validación, ZS, QJ y LZ; análisis formal,CZ y WD; investigación, CZ, WD, QJ y YH; recursos, CZ y WD; curación de datos, CZ y WD; redacción: preparación del borrador original, CZ, WD y QJ; redacción: revisión y edición, CZ, WD y QJ; visualización, CZ, QJ y WD; supervisión, YH y ZS; administración de proyectos, República Checa; adquisición de financiación, ZS Todos los autores han leído y aceptado la versión publicada del manuscrito.

Correspondencia a Zhiyu Song.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Zhan, C., Ding, W., Han, Y. et al. Diseño y experimentos con una máquina fertilizadora y excavadora de profundidad fija de una sola espiral. Representante científico 13, 7798 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-34464-6

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Recibido: 16 de enero de 2023

Aceptado: 30 de abril de 2023

Publicado: 13 de mayo de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-34464-6

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