淺談馬鈴薯播種機(jī)械研究現(xiàn)狀

李智勇　蒙賀偉　李亞萍

（1新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)機(jī)技術(shù)推廣總站，石河子832000；2石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院，石河子832003）

淺談馬鈴薯播種機(jī)械研究現(xiàn)狀

李智勇1蒙賀偉2李亞萍2

（1新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)機(jī)技術(shù)推廣總站，石河子832000；2石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院，石河子832003）

馬鈴薯主糧化已成為我國發(fā)展戰(zhàn)略，馬鈴薯將成為老百姓餐桌的主糧。預(yù)計(jì)2020年50%以上的馬鈴薯將作為主糧消費(fèi)。到時(shí)，我國馬鈴薯種植面積將擴(kuò)大到1億畝以上。目前馬鈴薯種植環(huán)節(jié)仍存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低現(xiàn)象，本文介紹了馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化意義和必要性，指出了馬鈴薯播種機(jī)械研究當(dāng)前存在問題，并提出了意見建議。

馬鈴薯；播種；機(jī)械；現(xiàn)狀

為保障國家糧食安全，我國將馬鈴薯作為重點(diǎn)農(nóng)作物，成為老百姓餐桌上的又一主糧，對國民經(jīng)濟(jì)及“三農(nóng)”穩(wěn)定發(fā)展具有重要意義。同時(shí)，因其高營養(yǎng)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，近年來發(fā)展較快，種植面積和總產(chǎn)量不斷提高?！笆濉逼陂g，我國馬鈴薯種植業(yè)平穩(wěn)發(fā)展，種植面積和總產(chǎn)量逐年增長。2014年，全國馬鈴薯種植面積已超過8500萬畝，總產(chǎn)量超過1億噸，基本滿足了我國居民食用消費(fèi)和馬鈴薯加工業(yè)原料供應(yīng)需求，預(yù)計(jì)到2020年，中國和印度對全球的馬鈴薯產(chǎn)量貢獻(xiàn)率將達(dá)到60%。在我國發(fā)布的《國家糧食安全中長期發(fā)展規(guī)劃綱要（2008-2020年）》中，明確了馬鈴薯為我國保障糧食安全的重要作物，具有重要的戰(zhàn)略地位，在“十三五”期間，我國馬鈴薯種植面積預(yù)計(jì)將達(dá)到1億畝以上，同時(shí)提高畝產(chǎn)，總產(chǎn)量達(dá)到1.3億噸以上。

1　馬鈴薯播種實(shí)現(xiàn)機(jī)械化意義和必要性

馬鈴薯種植從整地到收獲包含眾多環(huán)節(jié)，其中種植和收獲環(huán)節(jié)勞動(dòng)強(qiáng)度最大，基本都由人工完成，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大而且還造成了資源的浪費(fèi)。較人工種植，實(shí)現(xiàn)馬鈴薯種植全程機(jī)械化，能夠體現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)節(jié)本增效的優(yōu)勢，可降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，改善在生產(chǎn)中的作業(yè)環(huán)境和勞動(dòng)條件，大幅提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和種植生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)試驗(yàn)測試數(shù)據(jù)顯示：馬鈴薯機(jī)械化種植較人工種植每hm2平均增產(chǎn)6960kg，按照市場售價(jià)0.60元/kg，即可增收278.40元。同時(shí)馬鈴薯機(jī)械化種植較人工種植，每hm2可節(jié)省優(yōu)質(zhì)種薯195kg，按照優(yōu)質(zhì)種薯價(jià)格1.20元/kg，即可節(jié)省種薯234元。為此，提高馬鈴薯機(jī)械化種植水平不僅可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本，而且還能提高產(chǎn)量和農(nóng)戶收入。

目前，馬鈴薯種植模式主要有單壟單行和寬壟雙行2種，前者在耕地面積較大的地塊中會(huì)存在作業(yè)效率低、土地利用率差等問題，為此，其僅適用在小面積地塊的播種作業(yè)。而針對新疆作物土地面積較大特點(diǎn)，寬壟雙行的馬鈴薯種植模式正逐漸被農(nóng)戶所接受。在播種過程中，將壟中的種薯排布成三角形分布，有助于提高馬鈴薯的產(chǎn)量和土地利用率。針對大田中這種特殊的寬壟雙行馬鈴薯種植模式下的馬鈴薯機(jī)械化播種，項(xiàng)目組設(shè)計(jì)一種集開溝、施肥、播種、鋪膜鋪管及覆土等為一體的寬壟雙行高效多功能雙行馬鈴薯種植機(jī)，其具有播種效率高、漏種及重種率低等特點(diǎn)。

2　國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.1國外研究現(xiàn)狀20世紀(jì)50年代以后，歐美的許多發(fā)達(dá)國家先后完成了由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的過渡和轉(zhuǎn)化［1］，馬鈴薯播種機(jī)經(jīng)過幾十年的發(fā)展和應(yīng)用，其技術(shù)水平已達(dá)到相當(dāng)完善的程度。

德國GRIMME公司研制生產(chǎn)的VL19E馬鈴薯播種機(jī)，其主要結(jié)構(gòu)由芯鏵式開溝器、帶勺式排種器、鏈條式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、覆土起壟圓盤橡膠充氣地輪和箱體等部分組成，該機(jī)具有牽引阻力小、性能可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)和作業(yè)質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。意大利的F. LLISPEDO公司為意大利最大的收獲機(jī)械和薯類作物種植機(jī)械制造廠，F(xiàn).LLISPEDO公司具有齊全的產(chǎn)品種類，其公司產(chǎn)品既有半自動(dòng)單壟作業(yè)機(jī)械，能夠?qū)崿F(xiàn)與手扶拖拉機(jī)配套使用，又有自動(dòng)單壟和多壟機(jī)械，能夠與中小型四輪拖拉機(jī)配套，適用于不同用戶。

2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀馬鈴薯作為我國重要的農(nóng)作物，其種植面積和產(chǎn)量位于世界前列，但機(jī)械化水平低，對馬鈴薯播種機(jī)的研究起步晚，伊始于20世紀(jì)60年代，馬鈴薯總體生產(chǎn)機(jī)械化水平一直不高。近年來，因新技術(shù)、新工藝的出現(xiàn)和應(yīng)用，為馬鈴薯播種機(jī)械提供了較好的發(fā)展平臺(tái)。20世紀(jì)80年代以來，馬鈴薯播種機(jī)械化得到快速發(fā)展，國內(nèi)陸續(xù)有十多家科研院所和生產(chǎn)企業(yè)自發(fā)研制馬鈴薯播種機(jī)，取得突破性進(jìn)展。

哈爾濱市農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所研制的2CM-4馬鈴薯播種施肥聯(lián)合作業(yè)機(jī)主要由播種裝置、施肥裝置、覆土鏵及鎮(zhèn)壓輪等組成，在施肥裝置中配有螺旋攪拌器，防止肥料架空堵塞。采用掛輪式株距進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方便，能夠適應(yīng)不同地區(qū)種植模式的農(nóng)藝要求，該機(jī)性能良好、作業(yè)效率高，并且具有操作簡單等特點(diǎn)。內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的2BSL-2型馬鈴薯起壟播種機(jī)采用芯鏵式開溝器，其優(yōu)點(diǎn)是入土性好，結(jié)構(gòu)簡單，對播種的前整地要求不高，性能穩(wěn)定可靠。青海省互助縣農(nóng)機(jī)站研制的側(cè)置式馬鈴薯播種機(jī)主要由開溝器、播種離合器、排種導(dǎo)向槽及種箱等部件構(gòu)成，該機(jī)具有排種均勻、勞動(dòng)生產(chǎn)率較高，且能夠?qū)崿F(xiàn)合理密植的優(yōu)點(diǎn)，加之其能與手扶拖拉機(jī)配套，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。

劉小娟等［2］對2CMFL-2型馬鈴薯播種機(jī)械的參數(shù)選擇、排種器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及機(jī)具的合理配置進(jìn)行了研究介紹。采用了節(jié)距30mm的鉤形鏈勺式排種機(jī)構(gòu)，解決了傳統(tǒng)種肥箱存在的問題，該排種機(jī)構(gòu)具有造價(jià)低、株距調(diào)節(jié)方便、維護(hù)簡便和可靠性高等特點(diǎn)。李建東等［3］針對我國懸掛式馬鈴薯種植機(jī)械性能指標(biāo)不理想、株距不均、作業(yè)效率低、存在重播漏播等問題，設(shè)計(jì)了2CM4B型牽引式馬鈴薯種植機(jī)。采用了交叉取種技術(shù)，配以振動(dòng)排種部件，實(shí)現(xiàn)了精量播種。該播種裝置采用了上驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式，使皮帶打滑率偏高問題得到有效降低。采用鏈耙施肥結(jié)構(gòu)，加大了排肥量的調(diào)節(jié)范圍，有效解決了堵肥問題。唐海軍等［4］根據(jù)馬鈴薯播種時(shí)的農(nóng)業(yè)要求和種植模式，改進(jìn)設(shè)計(jì)了一種補(bǔ)償式馬鈴薯播種機(jī)，主要由起壟裝置、覆膜裝置、排種裝置、排肥裝置及補(bǔ)償播種裝置等部件構(gòu)成。在原有馬鈴薯播種機(jī)上添加補(bǔ)償播種裝置，采用激光對射傳感器和步進(jìn)電機(jī)，能有效地實(shí)現(xiàn)馬鈴薯的自動(dòng)補(bǔ)償播種，降低了漏播率，增加了產(chǎn)量。田艷清等［5］針對現(xiàn)有馬鈴薯播種機(jī)械漏播和重播等問題，研究設(shè)計(jì)出一種馬鈴薯播種施肥聯(lián)合作業(yè)機(jī)，可一次性完成開溝、施肥、播種、覆土、起壟、覆膜等作業(yè)。該機(jī)采用獨(dú)特的手指狀取種播種機(jī)構(gòu)，使漏播率和重播率降低。使用旋耕起壟裝置，在實(shí)現(xiàn)種溝均勻覆土的同時(shí)能夠完成起壟作業(yè)，大大提高了作業(yè)質(zhì)量和效率。通過田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)，該馬鈴薯播種機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)合作業(yè)，其平均漏播率為0.91%，平均株距偏移率為7.28%，平均重播率為1.17%。

此外，通用的馬鈴薯播種機(jī)的類型還有2CML-2型馬鈴薯播種機(jī)，該機(jī)能夠一次性實(shí)現(xiàn)開溝、施肥、播種、覆土等環(huán)節(jié)作業(yè)，為與小型拖拉機(jī)配套使用的全自動(dòng)機(jī)械化作業(yè)機(jī)具，但該型播種機(jī)的鏈勺與鏈條之間有脫落現(xiàn)象。2BSMX-2型雙行馬鈴薯播種機(jī)，對排種器進(jìn)行了改造，主要采用升運(yùn)薯杯形，同時(shí)采用外槽輪式排肥器，其主要優(yōu)點(diǎn)為質(zhì)量輕、體積小和有利于在小地塊實(shí)施作業(yè)，同時(shí)可與功率為13.7～17.7kW的小四輪拖拉機(jī)配套，可以一次性完成播種、施肥、鋪膜等馬鈴薯播種機(jī)械化作業(yè)［1］。

3　存在問題

3.1部分馬鈴薯播種機(jī)播種性能不高通過使用情況看，部分馬鈴薯播種機(jī)存在著漏播率和重播率高、種子損傷嚴(yán)重的問題，對馬鈴薯種植生產(chǎn)正常開展造成了一定的影響。

3.2部分機(jī)具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴目前馬鈴薯生產(chǎn)不乏性能可靠產(chǎn)品，但其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)對操作維護(hù)提出了較高要求，同時(shí)整機(jī)價(jià)格昂貴，已超出種植農(nóng)民接受范圍。

3.3部分機(jī)具適應(yīng)性還需提高當(dāng)前馬鈴薯種植地區(qū)的氣候、環(huán)境、土地條件以及種植模式等不盡相同，部分播種機(jī)出現(xiàn)播種質(zhì)量差、故障率高、作業(yè)效率下降的現(xiàn)象。

4　意見建議

4.1完善關(guān)鍵技術(shù)，不斷提升馬鈴薯播種機(jī)可靠性

針對現(xiàn)有馬鈴薯播種機(jī)存在的播種性能不高問題，需進(jìn)一步加強(qiáng)馬鈴薯播種機(jī)開溝、取種、投種等播種關(guān)鍵技術(shù)的研究，以實(shí)現(xiàn)裝備的高效低耗精量馬鈴薯播種，并通過繼續(xù)加大對機(jī)具的研究力度，積極探索新工藝，使用新材料，完善產(chǎn)品性能，不斷提升產(chǎn)品技術(shù)含量和質(zhì)量水平。

4.2開展裝備作業(yè)質(zhì)量在線監(jiān)測技術(shù)研究，提高技術(shù)裝備智能化水平針對馬鈴薯種植技術(shù)裝備自動(dòng)化水平低等問題，利用現(xiàn)代檢測傳感技術(shù)，加強(qiáng)對播種過程中的重播、漏播等作業(yè)質(zhì)量的在線監(jiān)測技術(shù)研究，以提升馬鈴薯種植的作業(yè)質(zhì)量，為高性能、高可靠性馬鈴薯種植機(jī)械的研究奠定基礎(chǔ)，從而從整體上提升我國馬鈴薯種植機(jī)械智能化水平。

4.3加強(qiáng)馬鈴薯種植模式的研究，增強(qiáng)馬鈴薯種植機(jī)械的通用性和適應(yīng)性針對我國馬鈴薯種植區(qū)域大、種植模式不統(tǒng)一等現(xiàn)象，積極開展不同區(qū)域馬鈴薯種植模式的研究，以解決適于不同種植模式、不同區(qū)域作業(yè)要求的馬鈴薯種植機(jī)械裝備的研究，如針對新疆鋪膜鋪管作業(yè)以及現(xiàn)有一壟雙行種植模式，開展能夠?qū)崿F(xiàn)一壟雙行種植模式下鋪膜鋪管作業(yè)的馬鈴薯種植機(jī)械。

4.5加強(qiáng)生產(chǎn)工藝的研究，不斷降低馬鈴薯播種機(jī)械的制造成本針對生產(chǎn)和應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題，對產(chǎn)品、工藝及工裝進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，確保產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)能力穩(wěn)定；優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，積極探索馬鈴薯收獲機(jī)械零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，從而達(dá)到提升產(chǎn)品質(zhì)量、便于維修保養(yǎng)、降低生產(chǎn)成本的目的［6］。

4.6把好產(chǎn)品檢驗(yàn)測試關(guān)，確保產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高零部件的加工精度及合格率，加強(qiáng)整機(jī)制造裝配工藝的研究，并針對各關(guān)鍵裝置主要零部件的失效形式及成因，制定各檢測點(diǎn)的試驗(yàn)及檢測標(biāo)準(zhǔn)，建立各零部件

與整機(jī)質(zhì)量評價(jià)檢測體系與規(guī)范，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。

［1］劉全威，吳建民，王蒂，等. 馬鈴薯播種機(jī)的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展. 農(nóng)機(jī)化研究，2013（6）：238-241

［2］劉小娟，張書.2CMFL-2型馬鈴薯種植機(jī)排種器的設(shè)計(jì)研究.農(nóng)業(yè)機(jī)械，2008（9）：48-49

［3］李建東，趙金英，薛方期，等.2CM4B型牽引式馬鈴薯種植機(jī)的研制.農(nóng)機(jī)化研究，2011（6）：45-48

［4］唐海軍，呂釗欽，劉樹峰. 新型馬鈴薯播種機(jī)的設(shè)計(jì). 農(nóng)機(jī)化研究，2015（12）：148-151

［5］田艷清，蔣金琳，周申，等.小型馬鈴薯播種施肥聯(lián)合作業(yè)機(jī)的設(shè)計(jì).農(nóng)機(jī)化研究，2014（12）：158-160，164

［6］李智勇，蒙賀偉，李亞萍. 馬鈴薯收獲機(jī)械研究現(xiàn)狀及存在問題.新疆農(nóng)機(jī)化，2016（2）：19-22，25

2016-07-06）