馬鈴薯播種單體關鍵技術的研究

竇鈺程+杜木軍+王晉+沈亮+王楠+韓喜軍

基金項目：黑龍江省青年科學基金項目（QC2012C117）

作者簡介：竇鈺程（1983-），黑龍江寶清人，工程師，主要從事經濟作物機械方面的研究，E-mail：yuchengdou@126.com。0引言

馬鈴薯是世界第四大糧食作物，是我國第五大糧食作物，又是重要的飼料和工業原料，其適應性廣、豐產性好、營養豐富、經濟效益高＼[1＼]。我國是世界最大的馬鈴薯生產國，近幾年種植面積和總產量穩居世界首位，隨著脫毒種薯繁育技術的發展，馬鈴薯的平均產量也逐年上升，逐漸縮小與歐美發達國家的差距。

目前，需要解決的關鍵問題是機械化生產，為提高馬鈴薯生產機械化水平，農業部2012年7月6日印發了《馬鈴薯機械化生產技術指導意見》，《意見》要求，各地要結合本地實際，細化技術內容，逐步規范馬鈴薯種植，探索全程機械化的合理生產模式，完善適宜本地區的馬鈴薯機械化生產技術體系和操作規范。積極扶持馬鈴薯生產專業合作組織發展，促進適度規模經營，提高社會化服務能力，推進馬鈴薯生產標準化、規模化、專業化，為實現馬鈴薯全程機械化生產創造條件。

播種是馬鈴薯機械化生產最重要的環節，播種質量直接影響馬鈴薯的生長品質和產量。國外馬鈴薯播種機發展較早，從早期的馬拉式播種機已經發展到目前大型、復式、多功能聯合作業機具，技術逐漸趨于成熟，產品質量和性能優越，廣泛應用于馬鈴薯生產過程中。近十年，國外馬鈴薯種植機不斷進入我國市場，通過實際使用發現，國外機具與我國復雜多樣的種植模式不適應，農機產品價格過高，并且存在零配件供應周期長及售后服務不及時等問題，因此，國外馬鈴薯播種機在我國廣泛推廣存在一定的難題＼[2＼]。

隨著馬鈴薯產業發展，國內一些科研機構和企業投入到馬鈴薯播種機的研發當中，近些年來，多種多樣的國產馬鈴薯播種機已經應用于馬鈴薯生產中，但是存在機具性能不穩定、作業質量差、播種精度不高等問題，這是需要迫切解決的＼[3＼]。

無論何種樣式的馬鈴薯播種機，核心機構都是播種單體，其性能直接影響馬鈴薯的播種質量＼[4＼]。本文在研究國內外馬鈴薯播種機的基礎上，結合我國實際種植情況和模式，設計一款新型的馬鈴薯播種單體，該播種單體可以應用于各種馬鈴薯播種機上，可降低重播率和漏播率，提高播種均勻度，對于促進我國馬鈴薯產業的發展具有重大意義。

1馬鈴薯播種單體結構與工作原理

1.1馬鈴薯播種單體結構

馬鈴薯播種單體主要由剔薯機構、主動輪裝配、皮帶種勺裝配、種箱、箱底防架空抖動機構、從動輪裝配、開溝器、導薯機構、電子振動機構等構成，如圖所示。

1.剔薯機構 2.主動輪裝配 3.皮帶種勺裝配 4.種箱 5.箱底防架空抖動機構 6.從動輪裝配 7.開溝器 8.導薯機構 9.電子振動機構

1.2馬鈴薯播種單體工作原理

馬鈴薯播種過程如圖中①～⑧所示，主動輪轉動①帶動從動輪轉動②，一方面，從動輪上安裝的五星橡膠輪帶動防架空抖動機構不停抖動，箱底活動板隨之擺動，種箱里的種子不斷向種箱底部下滑，保證連續提供種子③；另一方面，裝有種勺的皮帶上升，種勺從種箱內連續不斷取種④。當種勺經過一直運行電子振動機構時⑤，種勺里多余的種子被抖出勺外，落回到種箱內⑥，種勺經過主動輪最高點時，種子被拋出，拋到前一個種勺的背面⑦，進入到導薯機構，最后落入到開溝器形成的溝槽內，完成播種⑧。

2馬鈴薯播種單體關鍵技術

2.1電子振動系統

我國馬鈴薯種植方式多采用切塊方式，人工切塊不能完全保證種薯大小一致，而播種單體上種勺大小是一致的，因此，播種過程中可能會有種勺取種時出現一個勺內有兩個或者更多種子情況，這就要求播種單體上配備剔除多余種子的機構。目前，國內外機器多數采用機械式結構振動皮帶來實現剔種，其效果一般。本研究設計一種電機驅動偏心輪結構振動皮帶剔種，其特點是高頻率抖動具有更明顯的剔種效果，經過優化參數設計，該電子振動系統大大提高了種薯的剔除率。

2.2箱底防架空抖動機構

馬鈴薯播種過程中，因種箱底部架空引起供種不足導致漏播現象經常出現，因此，有必要設計一種防架空機構，本研究中，種箱底部設計成活動的連接板，利用從動輪驅動五星輪來抖動種箱底部，其抖動頻率與播種速度成正比，無需調節，結構簡單，大大減少了漏播率。

2.3導薯機構

株距的均勻性是影響馬鈴薯生長品質的一個重要因素，要實現最大限度的均勻播種，要從兩個方面保證：一是排好隊，即馬鈴薯種薯逐個按順序排隊往下落；二是落好位，即落到地面的種薯盡量定住位置，不亂彈動，排成一條直線。本研究中設計了導薯機構，保證種薯在下落過程中排隊，導薯機構底部有導薯尼龍件，可將種薯順利導入到開溝器開出V型溝的底部，最大限度保證了播種的均勻度。

3試驗與結果

3.1實驗室試驗

馬鈴薯播種單體試制完成后，為了驗證各部件性能，在實驗室環境下進行試驗，為了給播種單體提供動力，制作一個簡易實驗臺，實驗臺主要由架子和帶有減速器的電機組成，試驗時，電機接三相交流電驅動馬鈴薯播種單體轉動主動輪，通過試驗，驗證了播種單體的總體性能，優化種勺、電子振動系統、箱底防架空抖動機構、導薯機構的參數，為田間試驗奠定了基礎。

3.2田間試驗

將試制的馬鈴薯播種單體安裝在馬鈴薯播種機上，結合其他功能結構，進行馬鈴薯田間試驗，試驗地點為黑龍江省農業機械工程科學研究院試驗田和黑龍江省蘭西縣種植戶，作業面積達500畝。試驗表明：該播種單體調節方便、性能可靠、播種精度高。試驗人員對馬鈴薯播種單體重播率、漏播率、株距和播深進行了測量，結果顯示：各項性能指標均達到國家標準。

4結束語

機械化播種是馬鈴薯全程機械化的最重要環節，本文在總結國內外馬鈴薯播種機發展情況和存在問題的基礎上，針對我國馬鈴薯種植實際情況，設計了一款馬鈴薯播種單體，并且進行了試驗研究，結果表明：該播種單體作業效果良好，可應用于馬鈴薯播種機上，結合其他功能部件，完成馬鈴薯播種過程中開溝、投種、覆土和鎮壓的工作。該馬鈴薯播種單體的應用，將會更好地適應我國馬鈴薯種植模式，同時降低了成本，更容易被廣大農民接受。綜合各方面因素，該播種單體具有較大的推廣價值，可促進馬鈴薯全程機械化發展和農民增產增收，對我國經濟發展有重要意義。

參考文獻：

＼[1＼]周桂霞，張國慶，張義峰.2CM-2型馬鈴薯播種機的設計＼[J＼].黑龍江八一農墾大學學報，2004（9）：53-56.

＼[2＼]陳長海，畢春輝，金鐘玉.2CMF-4A2型牽引式馬鈴薯施肥播種聯合作業機的研制＼[J＼].農機使用與維修，2013（8）：23-24.

＼[3＼]劉全威，吳建民，王 蒂.馬鈴薯播種機的研究現狀及進展＼[J＼].農機化研究，2013（6）：238-241.

＼[4＼]王殿忠.馬鈴薯播種機排薯器設計＼[J＼].農業科技與裝備，2014（4）：31-33.endprint

基金項目：黑龍江省青年科學基金項目（QC2012C117）

作者簡介：竇鈺程（1983-），黑龍江寶清人，工程師，主要從事經濟作物機械方面的研究，E-mail：yuchengdou@126.com。0引言

馬鈴薯是世界第四大糧食作物，是我國第五大糧食作物，又是重要的飼料和工業原料，其適應性廣、豐產性好、營養豐富、經濟效益高＼[1＼]。我國是世界最大的馬鈴薯生產國，近幾年種植面積和總產量穩居世界首位，隨著脫毒種薯繁育技術的發展，馬鈴薯的平均產量也逐年上升，逐漸縮小與歐美發達國家的差距。

目前，需要解決的關鍵問題是機械化生產，為提高馬鈴薯生產機械化水平，農業部2012年7月6日印發了《馬鈴薯機械化生產技術指導意見》，《意見》要求，各地要結合本地實際，細化技術內容，逐步規范馬鈴薯種植，探索全程機械化的合理生產模式，完善適宜本地區的馬鈴薯機械化生產技術體系和操作規范。積極扶持馬鈴薯生產專業合作組織發展，促進適度規模經營，提高社會化服務能力，推進馬鈴薯生產標準化、規?；?、專業化，為實現馬鈴薯全程機械化生產創造條件。

播種是馬鈴薯機械化生產最重要的環節，播種質量直接影響馬鈴薯的生長品質和產量。國外馬鈴薯播種機發展較早，從早期的馬拉式播種機已經發展到目前大型、復式、多功能聯合作業機具，技術逐漸趨于成熟，產品質量和性能優越，廣泛應用于馬鈴薯生產過程中。近十年，國外馬鈴薯種植機不斷進入我國市場，通過實際使用發現，國外機具與我國復雜多樣的種植模式不適應，農機產品價格過高，并且存在零配件供應周期長及售后服務不及時等問題，因此，國外馬鈴薯播種機在我國廣泛推廣存在一定的難題＼[2＼]。

隨著馬鈴薯產業發展，國內一些科研機構和企業投入到馬鈴薯播種機的研發當中，近些年來，多種多樣的國產馬鈴薯播種機已經應用于馬鈴薯生產中，但是存在機具性能不穩定、作業質量差、播種精度不高等問題，這是需要迫切解決的＼[3＼]。

無論何種樣式的馬鈴薯播種機，核心機構都是播種單體，其性能直接影響馬鈴薯的播種質量＼[4＼]。本文在研究國內外馬鈴薯播種機的基礎上，結合我國實際種植情況和模式，設計一款新型的馬鈴薯播種單體，該播種單體可以應用于各種馬鈴薯播種機上，可降低重播率和漏播率，提高播種均勻度，對于促進我國馬鈴薯產業的發展具有重大意義。

1馬鈴薯播種單體結構與工作原理

1.1馬鈴薯播種單體結構

馬鈴薯播種單體主要由剔薯機構、主動輪裝配、皮帶種勺裝配、種箱、箱底防架空抖動機構、從動輪裝配、開溝器、導薯機構、電子振動機構等構成，如圖所示。

1.剔薯機構 2.主動輪裝配 3.皮帶種勺裝配 4.種箱 5.箱底防架空抖動機構 6.從動輪裝配 7.開溝器 8.導薯機構 9.電子振動機構

1.2馬鈴薯播種單體工作原理

馬鈴薯播種過程如圖中①～⑧所示，主動輪轉動①帶動從動輪轉動②，一方面，從動輪上安裝的五星橡膠輪帶動防架空抖動機構不停抖動，箱底活動板隨之擺動，種箱里的種子不斷向種箱底部下滑，保證連續提供種子③；另一方面，裝有種勺的皮帶上升，種勺從種箱內連續不斷取種④。當種勺經過一直運行電子振動機構時⑤，種勺里多余的種子被抖出勺外，落回到種箱內⑥，種勺經過主動輪最高點時，種子被拋出，拋到前一個種勺的背面⑦，進入到導薯機構，最后落入到開溝器形成的溝槽內，完成播種⑧。

2馬鈴薯播種單體關鍵技術

2.1電子振動系統

我國馬鈴薯種植方式多采用切塊方式，人工切塊不能完全保證種薯大小一致，而播種單體上種勺大小是一致的，因此，播種過程中可能會有種勺取種時出現一個勺內有兩個或者更多種子情況，這就要求播種單體上配備剔除多余種子的機構。目前，國內外機器多數采用機械式結構振動皮帶來實現剔種，其效果一般。本研究設計一種電機驅動偏心輪結構振動皮帶剔種，其特點是高頻率抖動具有更明顯的剔種效果，經過優化參數設計，該電子振動系統大大提高了種薯的剔除率。

2.2箱底防架空抖動機構

馬鈴薯播種過程中，因種箱底部架空引起供種不足導致漏播現象經常出現，因此，有必要設計一種防架空機構，本研究中，種箱底部設計成活動的連接板，利用從動輪驅動五星輪來抖動種箱底部，其抖動頻率與播種速度成正比，無需調節，結構簡單，大大減少了漏播率。

2.3導薯機構

株距的均勻性是影響馬鈴薯生長品質的一個重要因素，要實現最大限度的均勻播種，要從兩個方面保證：一是排好隊，即馬鈴薯種薯逐個按順序排隊往下落；二是落好位，即落到地面的種薯盡量定住位置，不亂彈動，排成一條直線。本研究中設計了導薯機構，保證種薯在下落過程中排隊，導薯機構底部有導薯尼龍件，可將種薯順利導入到開溝器開出V型溝的底部，最大限度保證了播種的均勻度。

3試驗與結果

3.1實驗室試驗

馬鈴薯播種單體試制完成后，為了驗證各部件性能，在實驗室環境下進行試驗，為了給播種單體提供動力，制作一個簡易實驗臺，實驗臺主要由架子和帶有減速器的電機組成，試驗時，電機接三相交流電驅動馬鈴薯播種單體轉動主動輪，通過試驗，驗證了播種單體的總體性能，優化種勺、電子振動系統、箱底防架空抖動機構、導薯機構的參數，為田間試驗奠定了基礎。

3.2田間試驗

將試制的馬鈴薯播種單體安裝在馬鈴薯播種機上，結合其他功能結構，進行馬鈴薯田間試驗，試驗地點為黑龍江省農業機械工程科學研究院試驗田和黑龍江省蘭西縣種植戶，作業面積達500畝。試驗表明：該播種單體調節方便、性能可靠、播種精度高。試驗人員對馬鈴薯播種單體重播率、漏播率、株距和播深進行了測量，結果顯示：各項性能指標均達到國家標準。

4結束語

機械化播種是馬鈴薯全程機械化的最重要環節，本文在總結國內外馬鈴薯播種機發展情況和存在問題的基礎上，針對我國馬鈴薯種植實際情況，設計了一款馬鈴薯播種單體，并且進行了試驗研究，結果表明：該播種單體作業效果良好，可應用于馬鈴薯播種機上，結合其他功能部件，完成馬鈴薯播種過程中開溝、投種、覆土和鎮壓的工作。該馬鈴薯播種單體的應用，將會更好地適應我國馬鈴薯種植模式，同時降低了成本，更容易被廣大農民接受。綜合各方面因素，該播種單體具有較大的推廣價值，可促進馬鈴薯全程機械化發展和農民增產增收，對我國經濟發展有重要意義。

參考文獻：

＼[1＼]周桂霞，張國慶，張義峰.2CM-2型馬鈴薯播種機的設計＼[J＼].黑龍江八一農墾大學學報，2004（9）：53-56.

＼[2＼]陳長海，畢春輝，金鐘玉.2CMF-4A2型牽引式馬鈴薯施肥播種聯合作業機的研制＼[J＼].農機使用與維修，2013（8）：23-24.

＼[3＼]劉全威，吳建民，王 蒂.馬鈴薯播種機的研究現狀及進展＼[J＼].農機化研究，2013（6）：238-241.

＼[4＼]王殿忠.馬鈴薯播種機排薯器設計＼[J＼].農業科技與裝備，2014（4）：31-33.endprint

基金項目：黑龍江省青年科學基金項目（QC2012C117）

作者簡介：竇鈺程（1983-），黑龍江寶清人，工程師，主要從事經濟作物機械方面的研究，E-mail：yuchengdou@126.com。0引言

馬鈴薯是世界第四大糧食作物，是我國第五大糧食作物，又是重要的飼料和工業原料，其適應性廣、豐產性好、營養豐富、經濟效益高＼[1＼]。我國是世界最大的馬鈴薯生產國，近幾年種植面積和總產量穩居世界首位，隨著脫毒種薯繁育技術的發展，馬鈴薯的平均產量也逐年上升，逐漸縮小與歐美發達國家的差距。

目前，需要解決的關鍵問題是機械化生產，為提高馬鈴薯生產機械化水平，農業部2012年7月6日印發了《馬鈴薯機械化生產技術指導意見》，《意見》要求，各地要結合本地實際，細化技術內容，逐步規范馬鈴薯種植，探索全程機械化的合理生產模式，完善適宜本地區的馬鈴薯機械化生產技術體系和操作規范。積極扶持馬鈴薯生產專業合作組織發展，促進適度規模經營，提高社會化服務能力，推進馬鈴薯生產標準化、規?；?、專業化，為實現馬鈴薯全程機械化生產創造條件。

播種是馬鈴薯機械化生產最重要的環節，播種質量直接影響馬鈴薯的生長品質和產量。國外馬鈴薯播種機發展較早，從早期的馬拉式播種機已經發展到目前大型、復式、多功能聯合作業機具，技術逐漸趨于成熟，產品質量和性能優越，廣泛應用于馬鈴薯生產過程中。近十年，國外馬鈴薯種植機不斷進入我國市場，通過實際使用發現，國外機具與我國復雜多樣的種植模式不適應，農機產品價格過高，并且存在零配件供應周期長及售后服務不及時等問題，因此，國外馬鈴薯播種機在我國廣泛推廣存在一定的難題＼[2＼]。

隨著馬鈴薯產業發展，國內一些科研機構和企業投入到馬鈴薯播種機的研發當中，近些年來，多種多樣的國產馬鈴薯播種機已經應用于馬鈴薯生產中，但是存在機具性能不穩定、作業質量差、播種精度不高等問題，這是需要迫切解決的＼[3＼]。

無論何種樣式的馬鈴薯播種機，核心機構都是播種單體，其性能直接影響馬鈴薯的播種質量＼[4＼]。本文在研究國內外馬鈴薯播種機的基礎上，結合我國實際種植情況和模式，設計一款新型的馬鈴薯播種單體，該播種單體可以應用于各種馬鈴薯播種機上，可降低重播率和漏播率，提高播種均勻度，對于促進我國馬鈴薯產業的發展具有重大意義。

1馬鈴薯播種單體結構與工作原理

1.1馬鈴薯播種單體結構

馬鈴薯播種單體主要由剔薯機構、主動輪裝配、皮帶種勺裝配、種箱、箱底防架空抖動機構、從動輪裝配、開溝器、導薯機構、電子振動機構等構成，如圖所示。

1.剔薯機構 2.主動輪裝配 3.皮帶種勺裝配 4.種箱 5.箱底防架空抖動機構 6.從動輪裝配 7.開溝器 8.導薯機構 9.電子振動機構

1.2馬鈴薯播種單體工作原理

馬鈴薯播種過程如圖中①～⑧所示，主動輪轉動①帶動從動輪轉動②，一方面，從動輪上安裝的五星橡膠輪帶動防架空抖動機構不停抖動，箱底活動板隨之擺動，種箱里的種子不斷向種箱底部下滑，保證連續提供種子③；另一方面，裝有種勺的皮帶上升，種勺從種箱內連續不斷取種④。當種勺經過一直運行電子振動機構時⑤，種勺里多余的種子被抖出勺外，落回到種箱內⑥，種勺經過主動輪最高點時，種子被拋出，拋到前一個種勺的背面⑦，進入到導薯機構，最后落入到開溝器形成的溝槽內，完成播種⑧。

2馬鈴薯播種單體關鍵技術

2.1電子振動系統

我國馬鈴薯種植方式多采用切塊方式，人工切塊不能完全保證種薯大小一致，而播種單體上種勺大小是一致的，因此，播種過程中可能會有種勺取種時出現一個勺內有兩個或者更多種子情況，這就要求播種單體上配備剔除多余種子的機構。目前，國內外機器多數采用機械式結構振動皮帶來實現剔種，其效果一般。本研究設計一種電機驅動偏心輪結構振動皮帶剔種，其特點是高頻率抖動具有更明顯的剔種效果，經過優化參數設計，該電子振動系統大大提高了種薯的剔除率。

2.2箱底防架空抖動機構

馬鈴薯播種過程中，因種箱底部架空引起供種不足導致漏播現象經常出現，因此，有必要設計一種防架空機構，本研究中，種箱底部設計成活動的連接板，利用從動輪驅動五星輪來抖動種箱底部，其抖動頻率與播種速度成正比，無需調節，結構簡單，大大減少了漏播率。

2.3導薯機構

株距的均勻性是影響馬鈴薯生長品質的一個重要因素，要實現最大限度的均勻播種，要從兩個方面保證：一是排好隊，即馬鈴薯種薯逐個按順序排隊往下落；二是落好位，即落到地面的種薯盡量定住位置，不亂彈動，排成一條直線。本研究中設計了導薯機構，保證種薯在下落過程中排隊，導薯機構底部有導薯尼龍件，可將種薯順利導入到開溝器開出V型溝的底部，最大限度保證了播種的均勻度。

3試驗與結果

3.1實驗室試驗

馬鈴薯播種單體試制完成后，為了驗證各部件性能，在實驗室環境下進行試驗，為了給播種單體提供動力，制作一個簡易實驗臺，實驗臺主要由架子和帶有減速器的電機組成，試驗時，電機接三相交流電驅動馬鈴薯播種單體轉動主動輪，通過試驗，驗證了播種單體的總體性能，優化種勺、電子振動系統、箱底防架空抖動機構、導薯機構的參數，為田間試驗奠定了基礎。

3.2田間試驗

將試制的馬鈴薯播種單體安裝在馬鈴薯播種機上，結合其他功能結構，進行馬鈴薯田間試驗，試驗地點為黑龍江省農業機械工程科學研究院試驗田和黑龍江省蘭西縣種植戶，作業面積達500畝。試驗表明：該播種單體調節方便、性能可靠、播種精度高。試驗人員對馬鈴薯播種單體重播率、漏播率、株距和播深進行了測量，結果顯示：各項性能指標均達到國家標準。

4結束語

機械化播種是馬鈴薯全程機械化的最重要環節，本文在總結國內外馬鈴薯播種機發展情況和存在問題的基礎上，針對我國馬鈴薯種植實際情況，設計了一款馬鈴薯播種單體，并且進行了試驗研究，結果表明：該播種單體作業效果良好，可應用于馬鈴薯播種機上，結合其他功能部件，完成馬鈴薯播種過程中開溝、投種、覆土和鎮壓的工作。該馬鈴薯播種單體的應用，將會更好地適應我國馬鈴薯種植模式，同時降低了成本，更容易被廣大農民接受。綜合各方面因素，該播種單體具有較大的推廣價值，可促進馬鈴薯全程機械化發展和農民增產增收，對我國經濟發展有重要意義。

參考文獻：

＼[1＼]周桂霞，張國慶，張義峰.2CM-2型馬鈴薯播種機的設計＼[J＼].黑龍江八一農墾大學學報，2004（9）：53-56.

＼[2＼]陳長海，畢春輝，金鐘玉.2CMF-4A2型牽引式馬鈴薯施肥播種聯合作業機的研制＼[J＼].農機使用與維修，2013（8）：23-24.

＼[3＼]劉全威，吳建民，王 蒂.馬鈴薯播種機的研究現狀及進展＼[J＼].農機化研究，2013（6）：238-241.

＼[4＼]王殿忠.馬鈴薯播種機排薯器設計＼[J＼].農業科技與裝備，2014（4）：31-33.endprint