西北旱地全膜雙壟溝播技術(shù)配套播種機具的現(xiàn)狀與發(fā)展?

楊 正，趙武云，戴 飛，李星瑞

（甘肅農(nóng)業(yè)大學工學院，甘肅蘭州 730070）

西北旱地全膜雙壟溝播技術(shù)配套播種機具的現(xiàn)狀與發(fā)展?

楊 正，趙武云，戴 飛，李星瑞

（甘肅農(nóng)業(yè)大學工學院，甘肅蘭州 730070）

通過對西北旱地全膜雙壟溝播技術(shù)配套播種機具的現(xiàn)狀進行調(diào)研綜述，指出了傳統(tǒng)膜上播種機具存在的問題與作業(yè)弊端。結(jié)合近年來新型全膜雙壟溝播技術(shù)配套播種機具的研發(fā)，明確了全膜雙壟溝播技術(shù)配套新型播種機具今后的發(fā)展方向，為相關(guān)播種機具的研發(fā)提供了設(shè)計依據(jù)與參考。

全膜雙壟溝；溝播技術(shù)；播種機具；綜述

1 引 言

為解決西北旱區(qū)旱作農(nóng)業(yè)存在的突出問題，甘肅省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站等單位從20世紀90年代中期開始，緊繞提高農(nóng)田降水保蓄率、利用率和水分利用效率等核心問題，結(jié)合各期旱作農(nóng)業(yè)項目的實施，進行了大量的研究與探索，創(chuàng)新提出和大面積推廣應用了“玉米全膜雙壟溝播技術(shù)”及其配套技術(shù)體系，大幅提高了農(nóng)田降水利用率和水分利用效率［1－3］。

目前，針對西北旱地全膜雙壟溝播技術(shù)的配套播種機具處于研發(fā)階段，大都采用傳統(tǒng)膜上播種機具，由于技術(shù)和效率等問題，嚴重制約了全膜雙壟溝播栽培技術(shù)的快速發(fā)展。所以實現(xiàn)機械化播種是大面積推廣全膜雙壟溝播栽植技術(shù)的重要載體和必然選擇。

2 全膜雙壟溝播技術(shù)傳統(tǒng)播種機的現(xiàn)狀

2.1 玉米種子點播槍

圖1為手持式玉米種子點播槍，作為最普通常用的一種膜上播種機具，在西北旱區(qū)全膜雙壟溝播技術(shù)中配套使用較多，作業(yè)時利用人工對點播槍向下的作用力，按照播種農(nóng)藝要求，將下端的成穴器插入覆膜的壟溝內(nèi)。排種時，用手拉壓播種操作手柄，此時鴨嘴型成穴器的固定嘴不動，活動嘴張開，將玉米種子準確的播至種床上。

圖1 手持式玉米種子點播槍

2.2 滾輪式鴨嘴穴播器

如圖2所示，手推滾輪式玉米穴播機是目前膜上播種常有的又一傳統(tǒng)機具。但當覆膜土壤比較松軟時，彈簧壓板會因擠壓力度不夠或是殘余泥土堵塞，致使成穴器開啟機構(gòu)失效，易造成空穴，影響播種質(zhì)量；當轉(zhuǎn)速較高時，易造成膜孔錯位時需要人工放苗，耗工耗時［4］。

2.3 舵輪式穴播器

針對滾輪式鴨嘴穴播器出現(xiàn)的成穴器開啟機構(gòu)的失效問題，山東理工大學設(shè)計的舵輪式穴播器，如圖3所示［5］。機具作業(yè)時，入土成穴器的鴨嘴為常閉狀態(tài)，構(gòu)成囊種腔，當入土成穴器插入覆膜種溝到達預定深度時，在凸輪的作用下鴨嘴被強制打開，種子進入穴內(nèi)；在土壤中，成穴器自打開時一直保持最大開度，當入土成穴器離開土壤一定距離后，滑塊在彈簧作用下沿凸輪下滑，帶動導桿回縮，鴨嘴自動關(guān)閉。

圖2 手推滾輪式玉米穴播機

圖3 舵輪式穴播機

2.4 勺匙式強適應穴播機

在參考舵輪式穴播機的研制與國外相關(guān)機具的基礎(chǔ)上，甘肅農(nóng)業(yè)大學孫偉等人為便于實現(xiàn)精確取種、排種，將凸輪強制開啟機構(gòu)與種箱分離，設(shè)計了勺匙式強適應穴播機，采用勺匙式取種器實現(xiàn)了膜上的精密播種，如圖4所示［6］。此穴播機能夠滿足播輪的反向逆行，不產(chǎn)生因反轉(zhuǎn)所帶來的成穴器撕膜、挑膜的現(xiàn)象。

圖4 勺匙式強適應穴播機

3 傳統(tǒng)膜上播種機具存在問題

由全膜雙壟溝播技術(shù)傳統(tǒng)播種機具的現(xiàn)狀調(diào)研可以看出：①對于玉米種子點播槍進行作業(yè)，成穴器的插入、排種直至點播槍出土均屬純?nèi)斯ぷ鳂I(yè)，播種強度高、作業(yè)效率低，費工費時；②對于輪式穴播器而言，后續(xù)研發(fā)的舵輪式、勺匙式雖改善了傳統(tǒng)滾輪式穴播機的作業(yè)弊端，但輪式穴播機的一個共同特點就是在膜上播種作業(yè)時，成穴器鴨嘴的運動軌跡為余擺線，穴播器播種時始終存在撕膜、挑膜和膜孔錯位的現(xiàn)象，無法很好適應全膜雙壟溝播技術(shù)的農(nóng)藝要求。

4 新型全膜雙壟溝播技術(shù)配套播種機具研發(fā)

近年來，隨著西北旱地全膜雙壟溝播技術(shù)的不斷推廣與種植面積的增加，實現(xiàn)全膜雙壟溝播技術(shù)播種全程機械化作業(yè)已迫在眉睫。通過對已有文獻參閱與調(diào)研，關(guān)于新型全膜雙壟溝播技術(shù)配套播種機具的報道并不多見。

甘肅農(nóng)業(yè)大學王芬娥教授針對全膜雙壟溝播播種時撕膜及穴孔與膜孔錯位等問題，設(shè)計了槽輪驅(qū)動垂直插入式穴播機，如圖5所示［7］。將槽輪機構(gòu)的間歇運動和曲柄滑塊機構(gòu)的直線往復運動有機結(jié)合，成穴器垂直入土和出土，并在入土最低端強制開啟，實現(xiàn)零速投種，種孔位置精確，解決了傳統(tǒng)穴播機空穴率高及出苗率低的問題，田間試驗結(jié)果表明，該穴播機滿足全膜雙壟溝播玉米播種的農(nóng)藝要求。

甘肅農(nóng)業(yè)大學趙武云教授在對全膜覆蓋雙壟溝播機具工作過程和工作原理進行研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計全膜覆蓋直插式玉米播種裝置，如圖6所示［8］。該機采用凸輪和曲柄組合機構(gòu)控制成穴器，曲柄連桿機構(gòu)帶動成穴器作入土、出入的上、下往復運動。實現(xiàn)播種時間段成穴器水平絕對速度為0。以解決空穴率高、鴨嘴開啟不可靠、撕膜等問題，提高播種質(zhì)量。

圖5 槽輪驅(qū)動垂直插入式穴播機

圖6 全膜覆蓋直插式 玉米播種機

5 新型全膜雙壟溝播技術(shù)配套播種機具的發(fā)展方向

隨著西北旱地全膜雙壟溝播技術(shù)的不斷推廣與完善，新型全膜雙壟溝播技術(shù)配套播種機具主要是滿足全膜覆蓋雙壟溝播玉米栽培技術(shù)及大株距穴播作物栽培技術(shù)的需求。在未來的設(shè)計中要求該類機具有普通穴播機的功能外，還要解決穴播機作業(yè)時，行走輪對大、小壟及壟溝上的已鋪地膜的損傷，以及防止行走在小壟溝時劃破小壟壟面的地膜等問題。

為解決成穴器撕膜、挑膜和穴孔與幼苗錯位等問題，采用成穴器垂直入土、出土的作業(yè)方式將成為今后全膜雙壟溝播技術(shù)配套播種機作業(yè)的主導播種方式，應進一步完善相關(guān)機構(gòu)的設(shè)計與機械原理分析。此外，還需解決的問題跟傳統(tǒng)普通的穴播機的問題相一致，主要有作業(yè)機精量排種、成穴器強制開啟以及播種株距可調(diào)等問題。

6 結(jié) 語

隨著全膜雙壟溝播技術(shù)的快速推廣與發(fā)展，實現(xiàn)機械化播種是大面積推廣全膜雙壟溝播技術(shù)的重要載體和必然選擇。但就目前已有的全膜雙壟溝播技術(shù)配套播種機具來看還存在諸多問題，需進一步進行研究與探索；因此，應加強對符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及全膜雙壟溝播農(nóng)藝技術(shù)要求相配套播種機具的設(shè)計研究，更好的滿足西北旱地全膜雙壟溝播的全程播種機械化的發(fā)展需求。

［1］ 李來祥，劉廣才，楊祁峰，等.甘肅省旱地全膜雙壟溝播技術(shù)研究與應用進展［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2009，27（1）：114－118.

［2］ 劉廣才，楊祁峰，李來祥，等.旱地玉米全膜雙壟溝播技術(shù)增產(chǎn)效果研究［J］.農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2009，30（6）：739－743.

［3］ 楊祁峰，劉廣才，熊春蓉，等.旱地玉米全膜雙壟溝播技術(shù)的水分高效利用機理研究［J］.農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2010，31（1）：113－116.

［4］ 馬成林，李成華，于海業(yè).打穴播種機研究的發(fā)展與現(xiàn)狀［J］.農(nóng)業(yè)機械學報，1999，30（1）：101－105.

［5］ 刁培松，杜瑞成.集成式舵輪槽輪穴播器的研制［J］.農(nóng)機化研究，2009（10）：82－84.

［6］ 孫 偉，吳建民，黃曉鵬，等.勺匙式玉米精量取種器的設(shè)計與試驗［J］.農(nóng)業(yè)工程學報，2011，27（10）：17－21.

［7］ 馬軍民，王芬娥.槽輪驅(qū)動垂直插入式穴播機的設(shè)計［J］.甘肅農(nóng)業(yè)大學學報，2010，45（5）：134－137，142.

［8］ 趙建托，趙武云，任顏華，等.玉米全膜覆蓋雙壟溝播機直插式播種裝置設(shè)計與仿真［J］.農(nóng)業(yè)機械學報，2010，41（10）：40－43.

Development Situation of Ancillary Seeding Machine with Whole Plastic－film Mulching on Double Ridges and Planting in Catchment Furrows of Dry－land Maize

YANG Zheng，ZHAO Wu－yun，DAI Fei，LI Xing－rui

（Institute of Engineering，Gansu Agricultural University，Lanzhou Gansu 730070，China）

Through researching the present situation on the northwest dry－land membrane double ditch planting technology of sowing machine，the performance disadvantage and others problems existing in the traditional film seeding machine are pointed out.Combining with the new dual ditch planting technology of sowing machine which have researched and development in re?cent years，the development direction of new type sowing machines in the future have been clear and definite，the design basis and reference is provide d for related planting machines.

whole plastic－film mulching on double ridges；trench planting technology；seeding machine；summary

S233.23

A

1007－4414（2013）04－0191－02

2013－06－15

國家科技支撐項目（2012BAD14B10）、國家科技支撐項目（2013BAD08B01）

楊正（1984－），男，甘肅環(huán)縣人，碩士，主要從事農(nóng)業(yè)工程技術(shù)與裝備研究。

趙武云（1966－），男，甘肅蘭州人，教授，博士，主要從事農(nóng)業(yè)工程技術(shù)與裝備、種子機械科研及教學工作。