基于蔬菜小粒種播種機(jī)的應(yīng)用探索

DOI：10.16627/j.cnki.cn22-1215/s.2024.03.174

摘 要：設(shè)施蔬菜生產(chǎn)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要組成部分，但小粒蔬菜種子精量播種是其關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)難題。傳統(tǒng)人工播種存在效率低、精度差等問題，現(xiàn)有播種機(jī)械也難以滿足要求，亟需研制專用高精度播種裝備。本文在分析小粒蔬菜種子播種機(jī)設(shè)計(jì)要點(diǎn)的基礎(chǔ)上，研究了小粒種播種機(jī)在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用效果，以期為我國(guó)設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：小粒蔬菜播種機(jī)；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；技術(shù)支持

引言：小粒蔬菜種子播種機(jī)是一種高精度播種設(shè)備，適用于多種蔬菜作物。該播種機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)，集成了先進(jìn)功能部件，可實(shí)現(xiàn)精量播種，提高出苗質(zhì)量。研究表明，采用該播種機(jī)可提高作物成活率和生長(zhǎng)狀況，作業(yè)效率是人工播種的15～20倍。但仍需進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高適應(yīng)性和可靠性，加強(qiáng)與其他農(nóng)機(jī)具配套，促進(jìn)設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

1 小粒蔬菜播種機(jī)的研制

1.1 小粒蔬菜種子播種機(jī)播種適用范圍

小粒蔬菜種子播種機(jī)是一種專門針對(duì)小粒蔬菜種子設(shè)計(jì)的高精度播種設(shè)備。它主要適用于辣椒、茄子、番茄、黃瓜、絲瓜等常見蔬菜的精密播種作業(yè)[1]。這些蔬菜種子雖然都屬于小粒種子，但它們?cè)谕庑巍⒋笮『筒馁|(zhì)上都存在較大差異。例如，辣椒種子細(xì)長(zhǎng)而扁平，番茄種子近圓形且表面粗糙，黃瓜種子橢圓形較光滑，絲瓜種子不規(guī)則且上有棱角。這些差異對(duì)于播種器的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。

1.2 小粒蔬菜種子播種機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

小粒蔬菜種子播種機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、播種系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、移動(dòng)系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成。機(jī)架系統(tǒng)采用矩形鋼管焊接結(jié)構(gòu)，表面噴塑，重量輕、強(qiáng)度高。傳動(dòng)系統(tǒng)包含大扭矩低速電機(jī)、蝸桿減速器、鏈條等，傳遞穩(wěn)定的動(dòng)力，通過聯(lián)軸器與播種系統(tǒng)連接，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠[2]。播種系統(tǒng)包含精密輸送機(jī)構(gòu)、振動(dòng)盤分選器、光電計(jì)數(shù)器等實(shí)現(xiàn)種子分選計(jì)量，采用滾子拋送機(jī)構(gòu)將種子準(zhǔn)確播下?？刂葡到y(tǒng)采用工控機(jī)、觸摸屏實(shí)現(xiàn)參數(shù)檢測(cè)、調(diào)節(jié)和完全自動(dòng)化控制。移動(dòng)系統(tǒng)含兩驅(qū)動(dòng)輪、兩萬向輪等，操作靈活。整機(jī)結(jié)構(gòu)合理緊湊，滿足作業(yè)需要。

1.3 主要工作部件的設(shè)計(jì)

小粒蔬菜種子播種機(jī)的主要功能部件包含傳動(dòng)系統(tǒng)、分選系統(tǒng)、計(jì)量系統(tǒng)、播種系統(tǒng)等。傳動(dòng)系統(tǒng)選用45鋼材質(zhì)大扭矩減速電機(jī)，輸出軸兩端帶聯(lián)軸器；分選系統(tǒng)含振動(dòng)盤分選機(jī)構(gòu)，不銹鋼激光切割，堅(jiān)固耐用；計(jì)量系統(tǒng)采用光電式精準(zhǔn)計(jì)數(shù)，控制精度±2%；播種系統(tǒng)含圖形化控制元件，自動(dòng)調(diào)節(jié)播種速度、深度等參數(shù)[3]。這些關(guān)鍵部件材料選擇304不銹鋼或進(jìn)口聚碳酸酯，工藝采用精密數(shù)控加工，確保尺寸公差在0.02mm以內(nèi)，運(yùn)動(dòng)精度高、連接可靠[3]。部件間標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，采用模塊化快速拆裝結(jié)構(gòu)，使用維護(hù)方便。配套自動(dòng)控制系統(tǒng)，可根據(jù)不同蔬菜品種預(yù)設(shè)參數(shù)，通過簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)帶動(dòng)變速機(jī)構(gòu)、更換分選部件等實(shí)現(xiàn)快速切換，大幅提升適應(yīng)性。精密控制算法確保種子精準(zhǔn)分選、計(jì)量和均勻播種。

2 小粒蔬菜播種機(jī)的安裝、調(diào)試與維護(hù)

2.1 小粒蔬菜播種機(jī)在設(shè)施栽培中的安裝要點(diǎn)

設(shè)施蔬菜生產(chǎn)以日光溫室、塑料大棚等設(shè)施為主，土地集約利用程度高，對(duì)播種精度和自動(dòng)化要求更高。安裝小粒蔬菜播種機(jī)時(shí)，首先要根據(jù)設(shè)施空間、作物品種、播種規(guī)格等因素，合理選擇機(jī)型規(guī)格。其次要對(duì)溫室大棚內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行必要的整治，包括清理地面雜物、夯實(shí)播種區(qū)域土壤、鋪設(shè)供電線路等[4]。例如，可使用清掃工具將地面的枯枝落葉、塑料薄膜等雜物全部清理干凈；然后用壓路機(jī)或者人工踩實(shí)的方式將播種區(qū)域的土壤壓實(shí)，以保證播種機(jī)行走平穩(wěn)、播種深度一致；再根據(jù)播種機(jī)的用電需求，選擇合適規(guī)格的電纜，沿大棚內(nèi)部鋪設(shè)供電線路，并用線卡、尼龍?jiān)鷰У冗M(jìn)行可靠固定，確保安全。播種機(jī)需要安裝在堅(jiān)實(shí)平整的水泥地面上，用膨脹螺栓固定。安裝時(shí)要調(diào)平機(jī)身，保證播種單元與地面垂直。播種機(jī)各部件之間要連接牢固，管線布置要合理。安裝完成后，要進(jìn)行空載試運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查傳動(dòng)、播種、控制等系統(tǒng)工作是否正常。

2.2 小粒蔬菜播種機(jī)在設(shè)施栽培中的調(diào)試要點(diǎn)

小粒蔬菜播種機(jī)安裝完成后，需要進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，以適應(yīng)不同蔬菜品種的精量播種要求。首先要設(shè)定播種參數(shù)，包括播種行數(shù)、株距、穴播粒數(shù)、播種深度等。這需要根據(jù)設(shè)施內(nèi)部環(huán)境條件、蔬菜品種特性、栽培模式等因素來確定。播種機(jī)附帶的觸摸屏控制系統(tǒng)可以方便地輸入和修改這些參數(shù)[5]。然后要對(duì)分選系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，確保種子能夠精確分選。通過更換不同規(guī)格的振動(dòng)篩網(wǎng)，調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率和幅度，可適應(yīng)不同大小、形狀的種子。接著要校準(zhǔn)計(jì)量系統(tǒng)，保證每個(gè)播種穴的下種粒數(shù)符合設(shè)定值。最后進(jìn)行實(shí)際播種測(cè)試，觀察種子下落軌跡、入土情況，統(tǒng)計(jì)不同播種穴的實(shí)際粒數(shù)，計(jì)算播種精度，必要時(shí)進(jìn)一步微調(diào)相關(guān)參數(shù)，直至滿足精量播種要求。例如，在設(shè)施番茄生產(chǎn)中，采用穴盤育苗移栽模式，要求株距30厘米，穴播粒數(shù)1粒，播種深度1厘米。操作人員首先在播種機(jī)觸摸屏上輸入這些參數(shù)，設(shè)定播種行數(shù)與穴盤規(guī)格相匹配。然后根據(jù)番茄種子大小，選擇合適的振動(dòng)篩網(wǎng)，調(diào)節(jié)分選系統(tǒng)頻率至每秒振動(dòng)45次，幅度2mm，使種子在篩網(wǎng)上單層分布、順利落入播種器。接著用標(biāo)準(zhǔn)樣品校準(zhǔn)計(jì)量系統(tǒng)，測(cè)試多個(gè)播種穴實(shí)際下種粒數(shù)，調(diào)整計(jì)量軸轉(zhuǎn)速至98%的穴達(dá)到1粒。

2.3 小粒蔬菜播種機(jī)在設(shè)施栽培中的維護(hù)要點(diǎn)

為保證小粒蔬菜播種機(jī)在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，需要做好日常維護(hù)工作。使用前要對(duì)機(jī)器各部件進(jìn)行例行檢查，確保螺栓連接牢固、運(yùn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、管線連接可靠、傳感器工作正常[6]。播種過程中要密切觀察種子下落情況，及時(shí)清理振動(dòng)盤、下種器等處的雜質(zhì)和殘留種子，避免堵塞影響下一輪播種。播種結(jié)束后，要徹底清理種子箱、傳送管道等部位的殘留種子，避免發(fā)霉變質(zhì)。要及時(shí)補(bǔ)充潤(rùn)滑油，定期更換易損件。在播種季前后，要對(duì)整機(jī)進(jìn)行一次全面的檢修和保養(yǎng)，必要時(shí)請(qǐng)專業(yè)人員進(jìn)行維修調(diào)試。合理的維護(hù)可有效提高播種機(jī)使用壽命。

3 小粒種播種機(jī)在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用效果分析

3.1 小粒種播種機(jī)對(duì)設(shè)施蔬菜播種質(zhì)量的改善

傳統(tǒng)人工播種存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、播種精度低、效率不高等問題，尤其是對(duì)于小粒蔬菜種子，更容易出現(xiàn)漏播、重播、露籽等現(xiàn)象，不利于苗期管理和高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培。采用小粒種播種機(jī)，可顯著提升蔬菜播種質(zhì)量。機(jī)械化精量播種每穴粒數(shù)可控，播種深度一致，顯著提高出苗整齊度。據(jù)研究，使用該播種機(jī)生產(chǎn)黃瓜，有效減少缺苗斷壟，苗期長(zhǎng)勢(shì)整齊，定植成活率提高8%以上，干物質(zhì)積累量增加12%。番茄育苗時(shí)，植株高度差異系數(shù)降低21%，干物質(zhì)含量提高7%。辣椒、茄子等作物也取得了相似的改善效果。

3.2 小粒種播種機(jī)對(duì)設(shè)施蔬菜生產(chǎn)效率的提升

采用小粒種播種機(jī)可大幅度提高設(shè)施蔬菜生產(chǎn)播種環(huán)節(jié)的工作效率。傳統(tǒng)人工穴播，每畝地需要3～4個(gè)工日，而采用6行小粒種播種機(jī)，平均1.5小時(shí)即可完成播種作業(yè)，是人工播種效率的15～20倍。機(jī)械作業(yè)減輕農(nóng)業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度，可解放大量勞動(dòng)力。播種規(guī)格可靈活調(diào)整，實(shí)現(xiàn)隨播隨改，縮短蔬菜生產(chǎn)周期。同時(shí)播種機(jī)可與移栽機(jī)、開溝機(jī)等配套使用，實(shí)現(xiàn)播種、移栽等關(guān)鍵環(huán)節(jié)機(jī)械化，顯著提升蔬菜生產(chǎn)效率。小粒種播種機(jī)的推廣應(yīng)用，不僅可用于日光溫室、塑料大棚等設(shè)施蔬菜育苗，還可用于露地蔬菜的直播作業(yè)。

4 結(jié)語

綜上所述，小粒蔬菜種子播種機(jī)憑借其精密的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、靈活的參數(shù)調(diào)節(jié)、可靠的自動(dòng)控制等特點(diǎn)，可顯著提高設(shè)施蔬菜播種質(zhì)量和效率，推動(dòng)蔬菜生產(chǎn)全程機(jī)械化和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。但該播種機(jī)在設(shè)施環(huán)境下應(yīng)用還需進(jìn)一步完善，未來應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，優(yōu)化關(guān)鍵部件性能，加快成果轉(zhuǎn)化和推廣應(yīng)用，充分發(fā)揮先進(jìn)農(nóng)機(jī)裝備在設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中的引領(lǐng)作用，促進(jìn)設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)高質(zhì)高效發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[3]呂海杰，楊華，韓宏宇.小粒蔬菜種子排種器落種對(duì)播種質(zhì)量影響的研究[J]．農(nóng)機(jī)使用與維修，2018，（01）：3-5.

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收稿日期：2024.06.03