移动式土壤旋耕蒸汽消毒机的研制

第 34 卷 第 2 期 农 业 工 程 学 报 Vol.34 No.2 18 2018 年 1 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Jan. 2018 移动式土壤旋耕蒸汽消毒机的研制汪小旵1,2，李成光1，杨振杰1，孙国祥1,2，施印炎1，赵 博1（1. 南京农业大学工学院，南京 210031； 2. 江苏省现代设施技术与装备工程实验室，南京 210031） 摘 要： 为解决土壤连作障碍等引起的蔬菜种植问题，设计了一种可在旋耕作业的同时进行土壤蒸汽消毒的机具。机具主要由旋耕装置、蒸汽发生器、补水装置、蒸汽输送系统、消毒罩、可拆卸消毒毛管等组成。通过热量平衡分析得出，在土壤宽 120 cm、深 15 cm 时，土壤消毒到 60 时所需蒸汽功率为 87.78 kW，而当土壤蒸汽消毒机蒸汽发生器出口压强为 0.6 MPa，温度为 158.86 时，能提供的蒸汽功率为 97.35 kW，系统损耗为 0.61 kW，可满足土壤消毒的热量需求。田间试验表明：当蒸汽发生器出口蒸汽压强为 0.6 MPa，温度为 158.86 ，机具旋耕行走速度为 0.035 m/s，消毒毛管管径 15 mm，间距为 180 mm 时，深度 15 cm 土壤消毒后温度在 58.970.6 之间，可满足土壤旋耕消毒的温度要求。 关键词：土壤；农业机械；设计；连作障碍；移动式；旋耕；蒸汽消毒 doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.02.003 中图分类号：S225.92 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2018) -02-0018-07 汪小旵，李成光，杨振杰，孙国祥，施印炎，赵 博. 移动式土壤旋耕蒸汽消毒机的研制J. 农业工程学报，2018，34(2)：1824. doi ：10.11975/j.issn.1002 -6819.2018.02.003 http:/www.tcsae.org Wang Xiaochan, Li Chengguang, Yang Zhenjie, Sun Guoxiang, Shi Yinyan, Zhao Bo. Development of mobile soil rotary steam disinfection machineJ. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(2): 1824. (in Chinese with English abstract) doi ：10.11975/j.issn.1002 -6819.2018.02.003 http:/www.tcsae.org 0 引 言蔬菜种植由于复种指数高，再加上肥料的大量使用，极易导致土壤连作障碍、理化性能失衡和土壤板结等问题1-4。优质土壤是蔬菜种植的重要保障，土壤消毒是防止土壤连作障碍等问题的有效办法5-9，其中土壤蒸汽消毒是将高温水蒸汽通入土壤中，将土壤中的细菌以及大部分杂草高温灭杀10-16。蒸汽消毒的同时，在水蒸汽的疏通下土壤孔隙也随之增大，并通过土壤孔隙将残留的氮磷盐带到有效耕作层下方。因此，土壤蒸汽消毒不仅无药害残留、不会产生有害生物抗药性问题，还增加了土壤的通透性与排水性，有利于改善土壤板结17-24。 土壤蒸汽消毒法首先由德国人 Frank于 1888年发明，1893 年由美国人 Rudd 首次商业化使用25。蒸汽消毒一般有以下几种方法：地表覆膜蒸汽消毒法（汤姆斯法）26，即在地表铺设一层帆布或者抗热塑料膜，在开口处通入蒸汽以达到消毒目的，其蒸汽利用效率较低；侯德森（Hodeson）管道法27，即在地下 40 cm 深处铺设一层管道网，并在管网上每间隔一段距离开设一个蒸汽出口，其蒸汽利用效率较高，消毒比较彻底，但管道铺设成本较大，且不利于后期田间的耕作；负压蒸汽消毒法28，即在地下埋设多孔的聚丙烯管道，用风机产生负压将地表的蒸汽吸入地下，该法使得土壤深层中的温度比地表覆膜高，蒸汽利用消毒效率较好，但工艺流程较为复杂；金属罩注射式消毒方法29，该方法通过安装在拖拉机后面的蒸汽注入管注入土壤蒸汽，逐块面积分次作业，作收稿日期：2017-09-04 修订日期：2017-11-15 基金项目：江苏省农业科技自主创新资金项目 CX(16)1002 作者简介：汪小旵，男，教授，博士生导师，主要从事农业机械自动控制方向的研究。Email ：wangxiaochannjau.edu.cn 业效率相对较低。 为提高工作效率，在牵引式锅炉30设计的基础上，结合蔬菜整地旋耕复式作业，本文设计了一种移动式土壤旋耕蒸汽消毒机。该机将旋耕装置和蒸汽消毒装置有机结合，在土壤旋耕的同时完成消毒作业，以期为土壤蒸汽消毒提供一种新模式。 1 蒸汽消毒机的总体结构和工作原理 1.1 结构组成 根据相应的技术设计要求，确定整机的主要技术参数如表 1 所示。消毒机的整体结构如图 1 所示，主要由燃油蒸汽发生器、旋耕装置、补水装置、蒸汽输送系统、末端执行机构组成。其中 A 为蒸汽发生器的蒸汽出口， B为消毒机箱的蒸汽入口， A、 B 通过耐高温高压的钢丝软管连接构成蒸汽输送系统。 1.燃烧器 2. 控制箱 3. 水位计 4.蒸汽锅炉 5. 前托架 6. 拖拉机 7.前滚轮 8. 旋耕轴 9. 旋耕机 10. 消毒毛管 11. 限位轮 12. 消毒罩 13. 消毒支管 14. 液压杆 15. 悬挂架 16. 外置水箱 1.Burner 2.Control box 3.Water level gauge 4.Steam boiler 5.Front bracket 6.Tractor 7.Front idler wheel 8.Rotary shaft 9.Rotary machine 10.Disinfection capillary 11.Limit wheel 12.Disinfection slip-over 13.Disinfection branch 14.Hydraulic bar 15.Hanger 16.External water tank 图 1 移动式土壤旋耕蒸汽消毒机结构简图 Fig.1 Structural sketch of mobile soil rotary steam disinfection machine 第 2 期 汪小旵等：移动式土壤旋耕蒸汽消毒机的研制 19 1.2 工作原理 当拖拉机牵引机具向前消毒作业时，旋耕机通过三点悬挂机构与配套拖拉机联接，拖拉机输出轴动力通过万向节与中央变速箱传动轴联接，并将动力传递给旋耕机。中央变速箱将动力传递给侧边传动箱从而带动旋耕刀轴旋转，刀轴上的刀片旋切土壤和杂草，被旋切的土壤与杂草沿着旋耕刀的切线方向向后上方抛洒，与挡泥罩碰撞后落入正下方土壤上。 表 1 蒸汽消毒机主要技术参数 Table 1 Main technical parameters of steam disinfection machine 参数 Parameter 数值 Value 整机尺寸( 长 宽 高) Machine size (lengthwidthheight)/ (cmcmcm) 14012050 蒸汽发生器尺寸( 长 宽 高) Steam generator size (lengthwidthheight)/ (cmcmcm) 110110180 配套动力 Supporting power/kW 47.8 挂接方式 Articulated way 三点后悬挂 整机质量 Machine quality/kg 600 消毒幅宽 Disinfection width/cm 120 消毒速度 Disinfection speed/(ms-1) 0.0320.085 消毒深度 Disinfection depth/mm 150250 消毒罩通过液压缸及两侧固定机构与旋耕机相连，当拖拉机牵引旋耕机进行旋耕作业时，同时调节液压控制系统将消毒罩放下，使得末端消毒毛管插入旋耕后的土壤，打开蒸汽阀门进行移动式消毒作业。消毒深度由液压杆伸缩进行调节，限位轮控制调节深度上限。 1.3 供需热量计算 蒸汽发生器采用 LSS0.12-0.7Y/Q 蒸汽锅炉，理论产汽量为 0.12 t/h，其产生的饱和水蒸汽的放热分为潜热放热与显热放热。 fqxQQQ （1 ） 以 0.6 MPa 下的饱和水蒸汽为参照，查表可知0.6 MPa 下的饱和水蒸汽温度为 158.86 ，比焓为2 756.72 kJ/kg，故其降到 60 时潜热放热量为 (158.86) (60.07)( ) 83.51 kJ/sqgmg g wQhqh h u （ 2） 显热放热量为 1060.07158.86dd13.84kJ/sTxww wwTQCuT CuT （ 3） 02 d2twtdwut （4 ） 式中 Qf为总放热量， Qq为潜热放热量， Qx为显热放热量，kJ/s； T 为饱和水蒸汽温度，； hg为水蒸汽焓值， kJ/kg；Cw为水的比热容， kJ/(kg) ； 为水蒸汽密度， kg/m3；uw为水蒸汽流速，m/s 。已知产汽量 w 为 0.12 t/h，蒸汽软管直径 d 为 25 mm，则由式（ 4）可得饱和水蒸汽的流速 uw为 16.47 m/s。 故理论总放热量为 83.51 kJ/s 13.84 kJ/s97.35 kJ/sfqxQQQ （ 5） 旋耕消毒作业机作业幅宽为 120 cm，作业速度按照0.032 m/s 计算，每根消毒管的消毒辐射范围为 5 cm，消毒深度为 15 cm，以 10 根消毒毛管计算单位时间土壤加热到 60 所需热量计算，则所需要热量为 106025ddTss sTQCmTCmT（ 6） 10 10113.048 kgis iiimm V （ 7） 式中 Qs为土壤达到预期温度所吸收需要的热量， kJ/s；Cs为土壤的比热容， kJ/(kg) ； s为土壤密度 1 270 kg/m3，vi为每根消毒毛管消毒所辐射到的土壤体积， m3； m 为单位时间内所需消毒土壤的总质量， kg。结合式（ 6）、式（7 ）可知土壤所需蒸汽功率为 87.78 kW。 蒸汽管道热损失有很多因素和条件，如果详细计算需要很多数据，忽略其他传热与热损耗，采用管道在空气中热损失 （ 3%/100 mh） 来计算，即总流量等于管损来估算31。 则蒸汽在管道中的热损失为 01 02()/(ln(/)/2/()1.3tpeQT-TDD D （8 ） 式中 Qt为单位长度的热损失， W/m，Tp为管内维持温度158.86 ， Te为环境温度 25 ， D0为保温层外径 35 mm，D1为保温层内径 25 mm， 为保温材料的导热系数，查表可知为 0.033 W/(m )参考 民用建筑热工设计规范(GB 50176-1993)， 为保温层外表面向大气的传热系数，查表可知为 6.69 W/(m2) 。通过计算得出蒸汽在管道中的热损失为 61.1 W/m。则 10 m 蒸汽管道内的热损失为0.61 kW。总发热量减去管道热损失，可知高温水蒸汽提供的热功率为 96.74 kW 。则土壤获得热功率为96.7487.78 kW。饱和水蒸汽提供的热量能够满足土壤消毒加热到 60 所需热量。 2 关键部件设计 2.1 旋耕机装置设计 消毒机整体采用三点悬挂方式和拖拉机相连，消毒机的旋耕装置的轴连接前置传动箱的动力，拖拉机动力传递至变速箱动力输入轴，再由传动分配箱分配至旋耕刀辊。输出轴旋耕刀轴的传动形式采用的是侧边传动。侧边传动可更加便利的拆装传动装置，并且侧传动箱的制作工艺简单，相对于中间传动时搭载笨重的铸件传动箱能够大幅减轻整机的重量，另外侧边传动可以将待消毒区域充分旋耕以保护后方消毒支管。图 2 为旋耕消毒机的传动系统示意图，其中中央传动为一级变速，侧边传动为二级变速。拖拉机动力输出轴经过十字万向节传递给中央变速箱中的圆锥齿轮减速并改变方向后，传递给侧边传动箱中的齿轮，再由侧传动箱中的刀轴齿轮带动刀轴旋转。作业时旋耕刀辊携带切削的深层土壤、残留根茬、粉碎刀辊抛掷的混合物等越过刀辊上方并向后方抛掷，经滚轮平整形成上细下粗的待消毒层。 机具配套动力采用的是黄海金马 654 拖拉机，其动力输出轴转速为 540720 r/min 所设计的旋耕刀轴转速为 220 300 r/min 左右。各级齿轮数： Z1为 13， Z2为 19，Z3为 15， Z4为 13， Z5为 10，Z6为 25。旋耕机构的各级传动比见式（ 9）、式（ 10）。 农业工程学报（http:/www.tcsae.org ） 2018 年 201.中央变速箱 2. 万向节 3. 圆锥齿轮 4.侧边传动箱 5.侧边传动齿轮 6.旋耕刀 7. 旋耕刀轴 1.Central gearbox 2.Universal joint 3.Bevel gear 4.Side gearbox 5.Side drive gear 6.Rotary knife 7.Rotary knife axis 图 2 传动系统示意图 Fig.2 Structural sketch of transmission system 中央传动为单级圆锥传动，其中一级传动比为 1212211913nzinz （ 9） 侧边传动齿轮传动比为 36443646 432515nznzinn zz （ 10） 故拖拉机传动轴与旋耕机传动轴之间的传动比为 19 252.43613 15i （ 11） 由于配套黄海金马 654拖拉机的输出轴转速为 540720 r/min，结合式 (11)可以计算出旋耕刀轴的转速为 12540 720221 r/min, 296 r/minnnii （ 12） 2.2 可升降消毒罩设计 消毒罩及其中的末端消毒毛管整体机构通过液压伸缩杆与前部旋耕装置相联接，通过拖拉机上的液压开关控制消毒机构的收放，控制消毒毛管在土壤中的消毒深度。消毒作业时上方消毒罩可封住蒸汽，减少热量散失。消毒罩整体机构如图 3 所示。 1.传动轴 2. 液压杆 3. 四边形支架 4. 消毒罩 5. 消毒毛管 6.滚轴 7.三脚架 8.上支架 1.Drive shaft 2.Hydraulic rod 3.Quadrilateral bracket 4.Disinfection slip-over 5.Disinfection capillary tube 6.Roller 7.Tripod bracket 8.Upper bracket 图 3 可升降消毒罩示意图 Fig.3 Structural sketch of lifting disinfection slip-over 消毒罩的升降主要由中部的液压杆和四边形支架两侧的丝杆螺母进行调节。两边的丝杆螺母在固定消毒罩两侧的同时还可以调节消毒罩与地面的法线角度，确保消毒罩在作业时末端与土壤保持垂直工作状态。 2.3 消毒毛管设计 为减少消毒毛管在土壤中移动消毒作业时的阻力，在前排毛管的作业方向的加装了一排犁形破土装置如图 4所示，破土犁之间的间距根据消毒毛管的布置间距来对应调整，通过机构上端的固定螺母与上梁固定。其中犁长 40 cm，厚度 1 cm，末端是一个边长 5 cm 的等边倒三角犁。在消毒作业时该装置通过下方犁形面将前方土层破开，形成一排阻力较小的宽松通道便于后方的消毒毛管在土壤中移动。该机构既减少了毛管的前进阻力，也可防止土壤层中杂草对消毒支管的缠绕，同时还能有效地减少蒸汽喷口处土壤的堵塞和堆积。消毒罩的下方装有 2 个限位轮，确保消毒深度不超过 25 cm，从而可以有效地保护消毒毛管不被深层硬质土块刮变形。 1.支架 2. 毛管 3. 犁形破土装置 1.Bracket 2.Capillary tube 3.Plow shape ground breaking device 图 4 犁形破土装置示意图 Fig.4 Structural sketch of plow shape ground breaking device 消毒环形支管通过支管上部的螺纹接口与蒸汽软管相连，并将软管输送的高温蒸汽传输到各个消毒毛管。消毒支管由 2 根长 120 cm、直径 25 mm 金属管环形联通，在支管下方每间隔 60 mm 处设有内螺纹结构的接口，用以装配不同管径的消毒毛管，并且可以调整毛管之间的间距以便后期试验确定较优组合方案。通过与环形支管连接的消毒毛管一共设计 4 种直径类型，分别为 5、 10、15、 20 mm（参照标准 SLDI 233A12-98)。消毒毛管管壁厚度选为 2 mm（参照标准 GB/T 20801.1-2006），每根消毒毛管的长度为 400 mm，在距消毒毛管末端 2 cm 处以层间距 5 cm 分布 3 层孔径为 3 mm 消毒孔，每层 3 个消毒孔呈 120向后方分布 (图 5)。相邻毛管之间的间距也分别设有 180、 240、 300 mm 的 3 种分布方式，毛管通过过渡接头与环形支管相连。 1.环形支管 2. 支管接口 3. 过渡接口 4. 消毒毛管 1.Circinate branch tube 2.Branch tube connection 3.Transition joints 4.Disinfection capillary tube 图 5 消毒毛管示意图 Fig.5 Structure diagram of disinfection capillary tube 第 2 期 汪小旵等：移动式土壤旋耕蒸汽消毒机的研制 21 3 田间试验 3.1 试验条件与材料 2017 年 6 月在江苏省盐城市试验田（ 1201440E，332312N）内进行了移动式土壤旋耕消毒机作业性能试验。试验动力采用黄海金马 654 拖拉机，标定功率为47.8 kW，作业机具行走速度为 0.032 0.085 m/s。该试验田土壤为沙壤土，其容重为 1.27 g/cm3，砂粒质量分数为86.7%，含水率为 22.9%，孔隙率为 34%。 3.2 试验设计和方法 选取 10 块长度为 10 m 的区域作为试验区域，作业幅宽以 120 cm 为基准，在试验区域内随机选取120 cm120 cm 正方形区域进行 5 点采样， 即确定方形区域上对角线的中点作为中心采样点，再在对角线上选择 4个与中心样点距离相等的点作为采样点，采样深度为15 cm，每组试验重复 3 次，结果为 3 次试验的平均值。 试验选取水蒸汽的压力、机具行走速度、消毒毛管直径以及管间距 4 个性能参数对进行田间试验验证（图 6）。整机调试发现，当蒸汽压力达到 0.2 MPa 时，消毒毛管才有较为充足的消毒蒸汽产生，故试验蒸汽压力选取 0.2、 0.3、 0.4、 0.5 和 0.6 MPa 共 5 个水平，其中每个压力水平下对应的饱和水蒸汽温度分别为 120.24、133.56、 143.64、 151.87 和 158.86 ； 行走速度选取 0.032、0.035、 0.041 和 0.062 m/s 共 4 个水平；消毒毛管直径选取了 5、 10、 15 和 20 mm 共 4 个水平；管间距则采用了180、 240 和 300 mm 共 3 个水平。试验通过对比单因素在不同水平下消毒温度效果以选出最优组合。其中单因素试验一共选取 3 组来进行对比分析。第 1 组为管径15 mm，管间距 180 mm，行走速度选取 0.032、 0.035、0.041 和 0.062 m/s 共 4 个水平，蒸汽压强选取 0.2、 0.3、0.4、 0.5 和 0.6 MPa 共 5 个水平进行分析试验；第 2 组选行走速度为 0.035 m/s，管间距为 180 mm，消毒毛管直径选取 5、 10、 15 和 20 mm 共 4 个水平，蒸汽压力选取 0.2、0.3、 0.4、 0.5 和 0.6 MPa 共 5 个水平进行分析试验；第 3组为管径 15 mm，行走速度 0.035 m/s，管间距则采用 180、240 和 300 mm 共 3 个水平，蒸汽压强选取 0.2、 0.3、 0.4、0.5 和 0.6 MPa 共 5 个水平进行分析试验。通过 3 组组合分析试验选出每个因素中的最优值。 a. 消毒作业 a. Disinfection operation b. 温度采集 b. Temperature collection 图 6 移动式土壤旋耕蒸汽消毒机田间试验 Fig6 Plot experiment of mobile soil rotary steam disinfection machine 3.3 结果与分析 第 1 组试验数据如表 2 所示。可以看出在管径与管距不变的情况下，消毒温度随着作业速度的增加而明显降低。作业速度为 0.032 和 0.035 m/s，蒸汽压力为 0.6 MPa时，土壤温度分别为 69.4 和 58.9 ，可满足土壤消毒的温度要求32-33。 表 2 不同机具行走速度及蒸汽压强下的土壤温度 Table 2 Soil temperature under different walking speed and steam pressure 序号No. 蒸汽压强 Steam pressure/MPa 行走速度 Walking speed/(ms-1) 0.032 0.035 0.041 0.062 1 0.2 31.6 30.7 30.5 29.7 2 0.3 34.1 32.2 29.8 28.9 3 0.4 42.6 39.2 33.7 30.7 4 0.5 62.4 46.4 35.9 33.1 5 0.6 69.4 58.9 40.2 35.6 注：管径 15 mm，管距 180 mm。 Note: Tube diameter is 15 mm, and tube distance is 180 mm. 但在试验中发现当作业行走速度为 0.032 m/s 时，旋耕机工作时旋耕转速过低，严重影响旋耕作业性能，因此在第 2 组和第 3 组试验中机具作业行走速度选取为0.035 m/s。 表 3 不同管径及蒸汽压强下的土壤温度 Table 3 Soil temperature under different tube diameter and steam pressure 序号No. 蒸汽压强 Steam pressure/MPa管径 Tube diameter/mm 5 10 15 20 1 0.2 31.6 30.7 30.5 29.7 2 0.3 34.1 32.2 29.8 28.9 3 0.4 42.6 39.2 33.7 30.7 4 0.5 62.4 46.4 35.9 33.1 5 0.6 51.3 63.2 70.6 61.1 注：机具行走速度 0.035 ms-1，管距 180 mm。 Note: Walking speed is 0.035 ms-1, and tube distance is 180 mm. 第 2 组试验数据如表 3 所示。试验发现 5 mm 管径的消毒毛管由于韧性较低，在消毒作业时易被土壤折弯，而 20 mm 管径在消毒时蒸汽液化比较严重，在消毒作业时从消毒毛管中出来的水蒸气会迅速液化，而液化的水会将与其接触的土壤间隙填满而不利于热量的传递，对消毒效果影响较大。从表 3中可以看出管径为 10和 15 mm下的消毒温度较高， 其中管径为 15 mm 时消毒温度最高，温度达到 70.6 。 0.6 MPa 压力下，管径为 15 mm 的消毒温度不仅比 10 mm 下的温度高出了 11.71%，也比20 mm 下的温度高出了 15.55%，因此，为保证消毒温度最高， 15 mm 管径是最优选择。 第 3 组试验数据如表 4 所示。可以看出当作业速度和管径不变的情况下，消毒温度随着管距的增大而减小。当管距为 180 mm，蒸汽压力为 0.6 MPa 时，消毒温度达到最高。 农业工程学报（http:/www.tcsae.org ） 2018 年 22表 4 不同管距及蒸汽压强下的土壤温度 Table 4 Soil temperature under different tube distance and steam pressure 序号 No. 蒸汽压强 Steam pressure/ MPa 管距 Tube distance/mm 180 240 300 1 0.2 31.6 30.7 30.5 2 0.3 34.1 32.2 29.8 3 0.4 42.6 39.2 33.7 4 0.5 62.4 46.4 35.9 5 0.6 68.7 54.3 44.1 注：机具行走速度 0.035 ms-1，管径为 15 mm。 Note: Walking speed is 0.035 ms-1, and tube diameter is 15 mm. 综合表 2、表 3、表 4 的试验数据可以发现管径为15 mm 消毒后温度最高；管间距越小消毒温度越高；在保证旋耕质量的前提下，机具作业行走速度为 0.035 m/s时，旋耕消毒整机作业性能较好且相对较为稳定。当作业速度再次提高时，蒸汽与待消毒土壤的接触时间变短，消毒机的消毒效果大大减弱，温度达不到预期要求的60 。并且在过高的作业速度下，后方消毒的末端执行机构收到的阻力较大易于发生形变或脱落，同时旋耕机前侧堆土较多，因此最优组合为机具作业行走速度0.035 m/s； 管径 15 mm；管间距 180 mm；蒸汽压 0.6 MPa，蒸汽出口温度 158.86 。 4 结 论 本文将土壤旋耕作业与土壤蒸汽消毒技术有机结合，研制了移动式土壤旋耕蒸汽消毒机，确定了主要机构与工作参数，设计了关键部件，并对机具的作业性能进行了理论分析，对作业效果进行了试验验证。 1）通过热量平衡分析得出，在土壤幅宽 120 cm，深度 15 cm时，土壤消毒到 60 时所需蒸汽功率为 87.78 kW，而当土壤蒸汽消毒机蒸汽发生器出口压强为 0.6 MPa，温度为 158.86 时，能提供蒸汽功率为 97.35 kW，系统损耗为 0.61 kW，满足土壤消毒的热量需求。 2）通过田间试验确认了最优组合，即当蒸汽发生器出口蒸汽压强为 0.6 MPa，温度为 158.86 ，机具旋耕行走速度为 0.035 m/s，消毒毛管管径 15 mm，间距为 180 mm时，深度 15 cm 土壤消毒后温度在 58.9 70.6 之间，可满足土壤旋耕消毒的温度要求。 参 考 文 献 1 郭军，顾闽峰，祖艳侠，等. 设施栽培蔬菜连作障碍成因分析及其防治措施J. 江西农业学报， 2009， 21(11)： 5154. Guo Jun, Gu Minfeng, Zu Yanxia, et al. Causes and control measures of continuous cropping obstacle in facility vegetable cultivationJ. Acta Agriculturae Jiangxi, 2009, 21(11): 5154. (in Chinese with English abstract) 2 孙光闻，陈日远，刘厚诚. 设施蔬菜连作障碍原因及防治措施J. 农业工程学报，2005，21(增刊 2)：184188. Sun Guangwen, Chen Riyuan, Liu Houcheng. Causes and control measures for continuous cropping obstacles in protected vegetable cultivationJ. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2005, 21(Supp.2): 184188. (in Chinese with English abstract) 3 余海英，李廷轩，周健民 . 设施栽培中逆境对园艺作物生长发育及其病害的影响J. 土壤通报， 2006，37(5) ： 10271032. Yu Haiying, Li Tingxuan, Zhou Jianmin. Effects of adversities on the development and diseases of horticultural crops in greenhouse cropping systemsJ. Acta Pedologica Sinica, 2006, 37(5): 10271032. (in Chinese with English abstract) 4 葛晓颖，孙志刚，李涛，等. 设施番茄连作障碍与土壤芽孢杆菌和假单胞菌及微生物群落的关系分析 J. 农业环境科学学报，2016，35(3)：514523. Ge Xiaoying, Sun Zhigang, Li Tao, et al. Soil pseudomonas spp., bacillus spp., and microbial communities under tomato continuous cropping in greenhouse productionJ. Journal of Agro-Environment Science, 2016, 35(3): 514 523. (in Chinese with English abstract) 5 陈云林. 盐城市盐都区草莓连作障碍原因调查及防治技术D. 南京：南京农业大学， 2015. Chen Yunlin. The Causes Investigation and Corresponding Prevention 2.Jiangsu Province Engineering Laboratory for Modern Facilities Agricultural Technology and Equipment, Nanjing 210031, China) Abstract: China has been a great producer and consumer of vegetables all the time, and with the continuous development of vegetable cultivation, a series of problems have appeared, which have caused the tremendous pressure on the soil. For example, a tremendous use of fertilizer has led to many terrible results, like soil nutrient imbalance, soil continuous cropping barriers, imbalance of soil physical and chemical properties, soil consolidation, and so on. Every issue would cause serious damages to vegetable growth, yield and quality. In order to deal with the problem of vegetable planting caused by soil continuous cropping obstacle, a kind of steam disinfection machine was designed. This machine combined the rotary tillage device with the steam sterilizer effectively, and made it possible to complete the disinfection work while doing the soil rotary tillage. It was mainly composed of 6 parts: the rotary tiller, the steam generator, the water supply device, the steam delivery system, the disinfection cover and the detachable disinfection capillary. Compared with chemical disinfection, soil steam disinfestation was an ecological technique used in intensive agriculture to reduce soil pests before planting crops, which had the advantages of safe operation. Soil steam disinfection made high temperature water vapor into the soil, and could kill most bacterias and weeds in the soil so as to achieve the effect of disinfection. Also, high temperature steam sent the residual nitrogen and phosphorus under the effective tillage layer through the pore of the soil; at this time, the pore of the soil would also be heated by the high temperature water va