馬鈴薯播種機(jī)具研究進(jìn)展

劉文政，何　進(jìn)，李學(xué)強(qiáng)，魏忠彩，章志強(qiáng)，鄭　侃，趙宏波，張宇帆

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院，北京　100083；2.山東省馬鈴薯生產(chǎn)裝備智能化工程技術(shù)研究中心，山東 德州　253600；3.山東希成農(nóng)業(yè)機(jī)械科技有限公司，山東 德州　253600)

0　引言

馬鈴薯是一種產(chǎn)量高、營(yíng)養(yǎng)豐富、加工用途廣且生長(zhǎng)期短的糧食作物，在世界范圍內(nèi)種植廣泛，是世界四大主要糧食作物之一，對(duì)保障世界糧食安全具有重要意義[1]。我國(guó)馬鈴薯種植已有300年多的歷史，具有種植面積大、分布范圍廣等特點(diǎn)，目前已成為世界第一大馬鈴薯生產(chǎn)國(guó)。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)，2014年我國(guó)馬鈴薯總產(chǎn)量和種植面積分別占世界的19%和29%[2]。2015年初，國(guó)家提出馬鈴薯主糧化發(fā)展戰(zhàn)略，將其列為繼小麥、水稻、玉米之后的第四大主糧作物[3]。2016年2月，農(nóng)業(yè)部正式發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)開發(fā)的指導(dǎo)意見》，意味著我國(guó)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入快車道[4]，而發(fā)展馬鈴薯種植機(jī)械化對(duì)于促進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。

播種是馬鈴薯生產(chǎn)過(guò)程中關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，播種質(zhì)量直接影響馬鈴薯收獲、產(chǎn)量和品質(zhì)[5-6]。我國(guó)雖然是馬鈴薯生產(chǎn)大國(guó)，但迄今為止國(guó)內(nèi)很多地區(qū)依然采用人工或半機(jī)械化播種作業(yè)，勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低、作業(yè)質(zhì)量差、生產(chǎn)成本高，嚴(yán)重制約著國(guó)內(nèi)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。20世紀(jì)初，歐美一些國(guó)家開始對(duì)馬鈴薯播種技術(shù)與機(jī)具展開相關(guān)研究；20世紀(jì)40-60年代，美國(guó)、加拿大等發(fā)達(dá)國(guó)家已基本實(shí)現(xiàn)馬鈴薯播種機(jī)械化；20世紀(jì)50年代末至60年代初，國(guó)內(nèi)開始對(duì)馬鈴薯播種機(jī)械開始研究[7-8]，但同國(guó)外先進(jìn)機(jī)具相比，在機(jī)具性能穩(wěn)定性、作業(yè)質(zhì)量和播種精度等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家尚存在一定差距[9]。因此，了解和掌握馬鈴薯播種機(jī)及其關(guān)鍵部件主要類型和特點(diǎn)，探討存在的主要問(wèn)題，對(duì)于我國(guó)馬鈴薯機(jī)械化播種機(jī)具的研究和推廣具有重要意義。

1　馬鈴薯機(jī)械化種植面積分析

圖1為2008-2014年我國(guó)馬鈴薯種植面積變化圖[10]。由圖1可以看出：2008-2014年全國(guó)馬鈴薯播種面積、馬鈴薯機(jī)耕面積及機(jī)播面積均呈逐年增加的趨勢(shì)，2014年馬鈴薯播種面積為5 573.30khm2，比2008年增長(zhǎng)了19.51%，年平均增長(zhǎng)率在3%以上。其中，2008-2009年播種面積增長(zhǎng)率達(dá)到8.95%，增長(zhǎng)幅度較大。馬鈴薯機(jī)耕面積方面：2014年為3 039.55khm2，比2008年增長(zhǎng)了77.39%，年平均增長(zhǎng)率10.02%，增長(zhǎng)速度較快。其中，2008-2011年年均增長(zhǎng)速度接近15%。馬鈴薯機(jī)播方面：2014年為1 320.09khm2，較2008年增長(zhǎng)了17.66%，增長(zhǎng)速度很快。其中，2008-2009年及2010-2011年機(jī)械播種面積增長(zhǎng)率均在32%以上。整體來(lái)看，隨著馬鈴薯耕作及播種機(jī)械化水平的提升，馬鈴薯播種面積呈逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)，但國(guó)內(nèi)馬鈴薯種植機(jī)械化水平依然很低。其中，機(jī)械化耕作面積不足馬鈴薯播種面積的1/2，機(jī)械化播種面積不足馬鈴薯播種面積的1/5。馬鈴薯種植大部分靠人工進(jìn)行作業(yè)，對(duì)我國(guó)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到制約作用，推進(jìn)馬鈴薯播種機(jī)械化勢(shì)在必行。

圖1　2008～2014年全國(guó)馬鈴薯種植面積變化圖

2　馬鈴薯播種機(jī)主要結(jié)構(gòu)類型

馬鈴薯播種機(jī)的核心部件是排種器，由工作原理可分為勺式、氣力式、帶式、轉(zhuǎn)盤式和刺針式等類型。

2.1勺式馬鈴薯播種機(jī)

勺式馬鈴薯播種機(jī)是目前使用最為普遍的一類播種機(jī)具，根據(jù)播種機(jī)自動(dòng)化程度的高低將其分為全自動(dòng)化和半自動(dòng)化。勺式排種裝置是此類播種機(jī)的核心部件，根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式的不同，可分為帶勺式和鏈勺式兩種。其工作原理為：種薯受重力作用流動(dòng)到種箱底部充種區(qū)，破拱裝置貼著種箱壁小幅振動(dòng)，攪動(dòng)種薯以免結(jié)拱；主動(dòng)輪從播種機(jī)地輪獲得動(dòng)力帶動(dòng)排種器運(yùn)轉(zhuǎn)，充種區(qū)一側(cè)的排種鏈(帶)向上運(yùn)動(dòng)，鏈(帶)上的種勺依次舀取種薯；待種勺運(yùn)動(dòng)至清種區(qū)，由振動(dòng)式清種裝置清除種勺內(nèi)多余種薯，被清除的多余種薯回落至種箱；種勺到達(dá)最高點(diǎn)后，種薯下落至前一種勺的勺背上，種勺勺背與導(dǎo)種管配合拖住種薯，防止種薯自由下落；種勺攜帶種薯運(yùn)動(dòng)至投種點(diǎn)，種薯由于失去支持力，下落至開溝器開好的種溝內(nèi)，完成排種[5,11]。帶勺式排種裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，易于增設(shè)振動(dòng)裝置，并且能夠更好地協(xié)調(diào)排種器與拖拉機(jī)之間的速度關(guān)系；但其容易打滑，致使傳動(dòng)可靠性降低，難以保證株距均勻性；鏈勺式排種裝置具有較好的傳動(dòng)性能，但往往會(huì)出現(xiàn)破壞薯種幼芽、影響發(fā)芽率的現(xiàn)象，進(jìn)而影響馬鈴薯的產(chǎn)量[12]。

2.1.1全自動(dòng)勺式馬鈴薯播種機(jī)

全自動(dòng)勺式馬鈴薯播種機(jī)主要由勺式排種裝置、施肥裝置、機(jī)架、開溝器、地輪也及起壟覆土裝置等幾部分組成，一次進(jìn)地可完成開溝、施肥、播種、起壟覆土等多項(xiàng)作業(yè)[13]。根據(jù)與拖拉機(jī)配套形式的不同，全自動(dòng)勺式馬鈴薯播種機(jī)又可分為懸掛式和牽引式兩種。拖拉機(jī)牽引或懸掛播種機(jī)進(jìn)行田間作業(yè)時(shí)，開溝器開溝，地輪隨拖拉機(jī)前進(jìn)并通過(guò)鏈輪和鏈條為播種和施肥裝置提供動(dòng)力，肥料通過(guò)施肥器進(jìn)入施肥管，經(jīng)開溝器施入土壤；勺式排種裝置將種薯播至溝床，其后的起壟覆土裝置進(jìn)行起壟覆土，完成馬鈴薯播種全過(guò)程。

現(xiàn)有典型機(jī)具如中機(jī)美諾科技股份有限公司生產(chǎn)的1240A型4行馬鈴薯播種機(jī)，如圖2所示[14]。

圖2　1240A型馬鈴薯播種機(jī)

該機(jī)與拖拉機(jī)配套形式為牽引式，采用帶勺式排種裝置，通過(guò)異形種杯皮帶產(chǎn)生的振動(dòng)進(jìn)行清種；開溝器采用雙圓盤機(jī)構(gòu)，施肥單元運(yùn)用雙側(cè)深施肥技術(shù)，所需配套動(dòng)力74.5kW以上。由樂(lè)陵市天成工程機(jī)械有限公司與山東理工大學(xué)、山東省農(nóng)業(yè)機(jī)械科學(xué)院共同研制的2CMX-4B型4行馬鈴薯播種機(jī)[15]，采用三點(diǎn)懸掛式結(jié)構(gòu)，機(jī)具前端的開溝器為雙面犁尖式，排種器為鏈勺式且外設(shè)護(hù)罩，地輪為主動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可根據(jù)不同的速比調(diào)整株距；機(jī)具后端的起壟覆土裝置為弧形圓盤式扶土盤，加有噴藥系統(tǒng)。該機(jī)播種行距90cm，適應(yīng)株距14.5～47cm，需配套動(dòng)力92kW以上。德國(guó)Grimme公司生產(chǎn)的GL32F型雙行馬鈴薯播種機(jī)[16-17]如圖3所示。該機(jī)采用三點(diǎn)式懸掛結(jié)構(gòu)，機(jī)具前端為螺旋推進(jìn)式施肥系統(tǒng)，設(shè)置傾斜圓盤覆土裝置，可實(shí)現(xiàn)在種薯兩側(cè)進(jìn)行顆粒施肥，施肥量200～1 500kg/hm2；播種單元采用帶勺式排種裝置，適應(yīng)行距75～90cm，配有平行四邊形結(jié)構(gòu)的犁鏵開溝器，以保證種薯深度的精確性；機(jī)具后端除標(biāo)準(zhǔn)配置的圓盤式覆土器，還配置有后懸掛支架系統(tǒng)，為用戶提供豐富的選裝部件，如做壟型、鎮(zhèn)壓等，同時(shí)配有機(jī)器監(jiān)控視頻系統(tǒng)，需動(dòng)力50kW以上。英國(guó)Standen公司生產(chǎn)的SP400型4行馬鈴薯播種機(jī)[18]，與拖拉機(jī)配套形式為三點(diǎn)懸掛式，排種器采用鏈勺式排種裝置，開溝器為不銹鋼材料，機(jī)身配備重型底盤，起壟覆土裝置采用起壟犁體機(jī)構(gòu)，同時(shí)可配備有自動(dòng)限深裝置及液壓轉(zhuǎn)向裝置等。該機(jī)播種株距13～45cm，需配套動(dòng)力95.6kW以上。

圖3　Grimme 32F型馬鈴薯播種機(jī)

2.1.2半自動(dòng)勺式馬鈴薯播種機(jī)

半自動(dòng)勺式馬鈴薯播種機(jī)主要由勺式排種裝置、施肥裝置、機(jī)架、開溝器、地輪、補(bǔ)種座及起壟覆土裝置等幾部分組成，一次進(jìn)地可完成開溝、施肥、播種、起壟覆土等多項(xiàng)作業(yè)。有些機(jī)型根據(jù)農(nóng)藝需要，設(shè)有鋪膜系統(tǒng)。該類播種機(jī)為小機(jī)型，一般采用鏈勺式排種機(jī)構(gòu)，為保證較高單種取種率、降低漏播率，增設(shè)人工補(bǔ)種這一環(huán)節(jié)，從而增加了人工勞動(dòng)強(qiáng)度。

現(xiàn)有較典型機(jī)具，如青島洪珠農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司生產(chǎn)的2CM-1/2型大壟雙行覆膜馬鈴薯播種機(jī)[19]。該機(jī)采用三點(diǎn)懸掛機(jī)構(gòu)，采用鏈勺式排種裝置，中部設(shè)有補(bǔ)種座供工作人員補(bǔ)種時(shí)使用，后部除標(biāo)準(zhǔn)配置的起壟覆土裝置外，還設(shè)有鋪膜、鋪設(shè)滴灌管等裝置。

該機(jī)工作深度8～15cm，播種行距24～28cm，株距20～35cm，施肥量0～6000kg/hm2，且這些參數(shù)均可調(diào)，提升了機(jī)具的作業(yè)適應(yīng)性，需配套動(dòng)力22kW以上。青島璞盛機(jī)械有限公司生產(chǎn)的2CM-2A型單壟雙行馬鈴薯播種機(jī)[20]，排種器采用鏈勺式排種裝置，種箱加裝電子振動(dòng)播種裝置，肥箱加裝特制的雙向絞龍葉片等自動(dòng)攪拌裝置，開溝器為雙面犁尖式，地輪為外跨式承載輪，且機(jī)具后端采用起壟刀式扶壟器。該機(jī)播種株距28/31/34cm可調(diào)，行距22～28cm，與拖拉機(jī)配套型式為三點(diǎn)懸掛式，需動(dòng)力29.4～36.8kW。

勺式馬鈴薯播種機(jī)性能對(duì)比如表1所示。由表1可知：全自動(dòng)馬鈴薯播種機(jī)配套動(dòng)力均在50kW以上，所需功率較大，播種行數(shù)多，作業(yè)效率高，一般為中大型機(jī)型；而半自動(dòng)馬鈴薯播種機(jī)一般為國(guó)產(chǎn)小型機(jī)，機(jī)動(dòng)靈活，適應(yīng)性較強(qiáng)，適用于小地塊作業(yè)，但需要人工補(bǔ)種，增加了人工勞動(dòng)強(qiáng)度。在全自動(dòng)馬鈴薯播種機(jī)中，1240A型與2CMX-4B型為國(guó)產(chǎn)機(jī)，GL32F型與SP400型為國(guó)外機(jī)型。從其自動(dòng)化程度進(jìn)行對(duì)比，國(guó)外機(jī)型采用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)并配備有電子或視頻監(jiān)控系統(tǒng)，自動(dòng)化程度要高于國(guó)內(nèi)同類機(jī)型；同時(shí)1240A型與GL32F型馬鈴薯播種機(jī)的排種器均為帶勺式，排肥方式均采用雙側(cè)施肥技術(shù)，可有效避免燒種、燒苗。勺式馬鈴薯播種機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，是目前使用最為普遍一類機(jī)型。

表1　勺式馬鈴薯播種機(jī)性能對(duì)比

續(xù)表1

2.2氣力式馬鈴薯播種機(jī)

氣力式馬鈴薯播種機(jī)主要由氣力式排種裝置、施肥裝置、機(jī)架、開溝器、地輪和覆土裝置等幾部分組成。氣力式排種裝置是氣力式馬鈴薯播種機(jī)的核心部件，其借助氣流作用進(jìn)行充種、清種或攜種，主要分為氣吸式、氣吹式、氣壓式和中央集排式等幾種類型。相比于機(jī)械式排種器，氣力式排種器具有以下優(yōu)點(diǎn)：①對(duì)種子的外形尺寸要求不高，不需要對(duì)種薯進(jìn)行分級(jí)處理；②株距調(diào)節(jié)方便，只需改變排種器的工作轉(zhuǎn)速；③具有更好的通用性及更高的作業(yè)速度；④重播率、漏播率、種子破損率低；⑤更利于實(shí)現(xiàn)單粒精量播種[21-23]。

美國(guó)Crary公司生產(chǎn)的Lockwood600系列氣吸式馬鈴薯播種機(jī)[24-25]，包括Lockwood604、606、608等3種型號(hào)，如圖4所示。該機(jī)采用負(fù)壓吸種方式，可對(duì)整薯或切塊薯進(jìn)行播種，與拖拉機(jī)配套形式為牽引式，其播種行數(shù)為4/6/8行；種薯箱采用大料斗設(shè)計(jì)，配有靴式開溝器。該系列播種機(jī)采用雷達(dá)控制的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，并在機(jī)具輪軸上配備GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，氣吸式排種單元中配氣閥配置有不銹鋼材料的吸種臂且吸種臂端口安裝有柔性聚氨酯材料的種薯杯，能夠在較高的播種速度下保證投種位置的準(zhǔn)確性，同時(shí)利用電子監(jiān)控系統(tǒng)控制種子播量；除此之外，還配備有清洗及噴藥系統(tǒng)。該機(jī)播種行距81.3～101.6cm，株距15.2～45.7cm，最大作業(yè)速度可達(dá)10.5km/h，所需動(dòng)力103.0/132.4/165.5kW以上。目前，氣力式馬鈴薯播種機(jī)在我國(guó)還未進(jìn)行大面積推廣使用，但對(duì)于氣力式馬鈴薯排種技術(shù)與裝備已開展相關(guān)研究。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)呂金慶等研制開發(fā)了2CMQ2型氣吸式馬鈴薯排種器[26]，該排種器主要由吸種箱、種箱、配氣閥、吸管接口、吹管接口和調(diào)節(jié)螺桿等部分組成。其工作原理為：當(dāng)吸種臂與負(fù)壓氣室連通時(shí)，吸種臂在負(fù)壓作用下從種箱中吸取種薯，并攜帶種薯隨排種器同步轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)吸種臂旋轉(zhuǎn)至與正壓氣室連通位置時(shí)，吸種負(fù)壓消失，種薯在正壓及自身重力作用下落至開溝器開好的種溝內(nèi)，實(shí)現(xiàn)排種作業(yè)。

2.3帶式馬鈴薯播種機(jī)

帶式馬鈴薯播種機(jī)主要由帶式排種裝置、施肥裝置、機(jī)架、開溝器、地輪和起壟覆土裝置等幾部分組成。工作原理：種薯輸送帶和種植帶以不同速度相向運(yùn)動(dòng)，以保證種薯不會(huì)從側(cè)面漏出，種薯則從種植帶上落入種溝[27]，該裝置具有對(duì)薯種外形體積要求不高的優(yōu)點(diǎn)。帶式馬鈴薯播種機(jī)是近年來(lái)國(guó)外研制的一種新型播種機(jī)，目前我國(guó)還沒(méi)有大面積推廣使用。

圖5為德國(guó)Grimme公司制造的GB330型3行帶式馬鈴薯播種機(jī)[17,28]。該機(jī)采用牽引式掛接機(jī)構(gòu)，取種方式采用水平差速傳送帶可實(shí)現(xiàn)高速取種，3個(gè)播種單元采用分段控制并通過(guò)液壓進(jìn)行單行驅(qū)動(dòng)，且?guī)в衅碌卣{(diào)平裝置；機(jī)具配備的施肥系統(tǒng)在種薯兩側(cè)進(jìn)行顆粒施肥，犁鏵式開溝器和壟成形裝置均采用液壓控制。該機(jī)型全部操作采用VC50操作終端進(jìn)行控制，播種行距42cm，傾斜料斗容量3 000kg，作業(yè)速度最高可達(dá)12km/h，需配套動(dòng)力60kW以上。荷蘭Miedema公司生產(chǎn)的2000L型2行帶式馬鈴薯播種機(jī)[29]，與拖拉機(jī)配套形式為三點(diǎn)懸掛式，整機(jī)采用液壓驅(qū)動(dòng)，且通過(guò)拖拉機(jī)上的電磁控制系統(tǒng)和人機(jī)操作界面系統(tǒng)進(jìn)行控制，該機(jī)播種行距75～91cm，株距3.8～50cm，整機(jī)質(zhì)量2 000kg，需動(dòng)力73.5kW以上。

2.4轉(zhuǎn)盤式馬鈴薯播種機(jī)

轉(zhuǎn)盤式馬鈴薯播種機(jī)主要由轉(zhuǎn)盤式排種裝置、施肥裝置、機(jī)架、開溝器、地輪及起壟覆土裝置等部分組成，其排種器采用圓形狀轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤上設(shè)有隔板，且隔板呈放射狀分布，將轉(zhuǎn)盤分成若干小格。工作時(shí)，地輪通過(guò)鏈條帶動(dòng)取種轉(zhuǎn)盤下方的橫軸而驅(qū)使排種器運(yùn)行，取種轉(zhuǎn)盤由錐齒輪連接的橫軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，取種轉(zhuǎn)盤位于立軸上端；種薯由薯箱下端的開口處滑出，由人工將種薯從托盤處取出并放到轉(zhuǎn)盤小格中，取種轉(zhuǎn)盤下方的機(jī)架設(shè)有擋板和透過(guò)擋板的排種管；當(dāng)帶有種薯的轉(zhuǎn)盤小格轉(zhuǎn)到排種管口位置時(shí)，薯種由取種轉(zhuǎn)盤撥入排種管，然后播種至開溝器開出的溝槽中。取種轉(zhuǎn)盤式馬鈴薯播種機(jī)具有對(duì)種薯大小和形狀沒(méi)有要求，排種過(guò)程不傷薯、不卡種以及重漏播率低等優(yōu)點(diǎn)；但由于需要人工放種，人工勞動(dòng)強(qiáng)度大[23,30]。

東北農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的2CMB2型2行轉(zhuǎn)盤式馬鈴薯播種機(jī)，主要針對(duì)地塊較小、坡度較大的西南一、二季混作區(qū)和南方冬作區(qū)，一次作業(yè)可完成馬鈴薯(種薯、切塊薯、微型薯)開溝、施肥、播種、起壟覆土及鎮(zhèn)壓等多項(xiàng)作業(yè)，搶農(nóng)時(shí)，效率高，且農(nóng)機(jī)農(nóng)藝相結(jié)合適應(yīng)性強(qiáng)，保證了馬鈴薯先進(jìn)栽培技術(shù)的實(shí)施和播種質(zhì)量[17]。意大利F.LLISPEDO公司生產(chǎn)的TPA-PP2型轉(zhuǎn)盤式馬鈴薯播種機(jī)[31]，具有體積小、質(zhì)量輕、作業(yè)靈活等特點(diǎn)，采用三點(diǎn)懸掛機(jī)構(gòu)，機(jī)具前端左右兩側(cè)設(shè)有限深輪，后端兩對(duì)覆土圓盤帶有刮土板，一次進(jìn)地作業(yè)行數(shù)為2行，整機(jī)質(zhì)量192kg，需配套動(dòng)力22kW以上。

2.5針刺式馬鈴薯播種機(jī)

針刺式馬鈴薯播種機(jī)主要用于美國(guó)，在20世紀(jì)80年代得到廣泛應(yīng)用，由針刺式排種裝置、開溝器和覆土器等組成。其主要特點(diǎn)是對(duì)種薯大小和形狀沒(méi)有特定要求。工作時(shí)，開溝器開溝，針刺式排種裝置則從種箱中通過(guò)針刺扎取種薯并隨旋轉(zhuǎn)圓盤旋轉(zhuǎn)，至投種區(qū)在導(dǎo)種管和幅擋的共同作用下將種薯從針刺上拔出并落入種溝內(nèi)，覆土器覆土，完成播種作業(yè)。試驗(yàn)及田間生產(chǎn)實(shí)踐表明：薯塊大小和形狀對(duì)排種器的種植株距均勻度沒(méi)有顯著性影響，投種均勻度遠(yuǎn)比勺式播種機(jī)高；但針刺式排種裝置對(duì)種薯有損傷，薯種間容易交叉感染病菌，且刺針易變形損壞，同時(shí)工作過(guò)程中刺針容易纏繞雜草和污泥，目前該類型播種機(jī)已很少采用[30,32]。

3　各類型馬鈴薯播種機(jī)的比較分析

通過(guò)各類型馬鈴薯播種機(jī)比較(見表2)表明：勺式馬鈴薯播種機(jī)在我國(guó)占據(jù)重要位置，但其存在重漏播率高、播種質(zhì)量差及作業(yè)速度低等問(wèn)題。隨著對(duì)播種精度及作業(yè)效率要求日益提高，勺式馬鈴薯播種機(jī)需進(jìn)一步完善其機(jī)具性能，提升自動(dòng)化智能化程度。氣力式馬鈴薯播種機(jī)對(duì)種子外形尺寸要求不高，作業(yè)速度快，種子破損率低且可實(shí)現(xiàn)精量播種，是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)方向。轉(zhuǎn)盤式馬鈴薯播種機(jī)因其自身作業(yè)靈活等特點(diǎn)，可加大在我國(guó)山地丘陵等地帶進(jìn)行推廣。

表2　各類型馬鈴薯播種機(jī)比較

4　展望

4.1加大機(jī)具作業(yè)機(jī)理研究

當(dāng)前，我國(guó)馬鈴薯播種機(jī)一般采用勺式馬鈴薯播種機(jī)，普遍存在重播和漏播率高、傷薯嚴(yán)重、播種質(zhì)量差及故障率高等問(wèn)題，對(duì)機(jī)具作業(yè)機(jī)理研究顯得尤為重要[30]：①加強(qiáng)馬鈴薯播種機(jī)開溝、取種、投種、施肥、覆土等關(guān)鍵技術(shù)的研究，實(shí)現(xiàn)裝備的高效低耗精量播種，并積極探索新工藝，使用新材料，完善產(chǎn)品性能，不斷提升馬鈴薯播種機(jī)可靠性；②根據(jù)馬鈴薯機(jī)械化播種作業(yè)特點(diǎn)，對(duì)勺式馬鈴薯播種機(jī)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，并借鑒現(xiàn)有小麥、玉米播種機(jī)及國(guó)外成熟經(jīng)驗(yàn)，著力研究和開發(fā)氣力式馬鈴薯播種機(jī)，實(shí)現(xiàn)精量高速播種。

4.2走自動(dòng)化、智能化發(fā)展道路

自動(dòng)化、智能化馬鈴薯播種機(jī)是未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要方向，具有以下優(yōu)點(diǎn)[23,34-35]：①實(shí)現(xiàn)高速、精確及無(wú)損播種，同時(shí)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制自動(dòng)補(bǔ)償，降低種薯播種過(guò)程中的重播和漏播率，提升播種質(zhì)量和作業(yè)效率；②降低馬鈴薯播種勞動(dòng)強(qiáng)度，減少機(jī)械播種作業(yè)過(guò)程中的能源消耗，同時(shí)通過(guò)自動(dòng)化、智能化施肥播種系統(tǒng)對(duì)肥料、種薯的施用量進(jìn)行精準(zhǔn)控制，降低生產(chǎn)成本；③可以有效降低馬鈴薯播種機(jī)的操作難度，進(jìn)而降低對(duì)操作人員的文化程度及勞動(dòng)能力的要求。

4.3農(nóng)機(jī)農(nóng)藝結(jié)合

我國(guó)馬鈴薯種植區(qū)域分布廣，區(qū)域差異較大，種植模式與種植制度多樣，嚴(yán)重阻礙了馬鈴薯播種機(jī)械化的發(fā)展。農(nóng)機(jī)農(nóng)藝相結(jié)合是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵，應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手[24,36]：①研究不同地區(qū)、不同種植模式下的機(jī)械化適應(yīng)性，并研究借鑒國(guó)外的機(jī)械化作業(yè)模式和作業(yè)路線，整合不同種植模式，大力推廣高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的適合機(jī)械化作業(yè)的馬鈴薯種植模式；②針對(duì)不同的地形、地塊的差異研究不同類型的馬鈴薯播種機(jī)，既要生產(chǎn)出適應(yīng)小地塊的機(jī)動(dòng)靈活的小型機(jī)，又有針對(duì)大面積作業(yè)的大型機(jī)，從而提高作業(yè)效率，降低功率消耗；③加大馬鈴薯微型薯原種播種機(jī)的研發(fā)力度，為推廣品質(zhì)好的脫毒馬鈴薯種植提供基礎(chǔ)條件，從而提高馬鈴薯增產(chǎn)幅度，增加糧食產(chǎn)量。

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