滴灌小麥開溝穴播機的研制*

譚新贊，王士國，緱海嘯

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滴灌小麥開溝穴播機的研制*

譚新贊，王士國，緱海嘯

（新疆農墾科學院，新疆石河子832000）

摘要：針對小麥條播易出現各行播量不一致、斷條、播深不好控制等問題，設計了小麥開溝穴播機，通過穴播和條播機械原理，充分發揮穴播取種精確、株距均勻、播深一致的特性，并在播種的同時完成了對滴灌帶的鋪設，最終通過提高小麥播種質量，達到增產的目的。

關鍵詞：滴灌；小麥；穴播

小麥在我國種植歷史悠久，種植面積和總產量僅次于水稻，居我國糧食作物第2位，也是我國北方干旱、半干旱地區的主要糧食作物之一。常規小麥播種機一般采用外槽輪式排種裝置，通過調節槽輪的有效作業長度來控制各行的播種量，使用過程中易出現各行播量差異大，斷條較多的現象。另一方面，傳統小麥多以條播、漫灌的栽培方式為主，需要在田間開埂筑畦。小麥加壓滴灌技術是一項較為先進的種植技術，較傳統小麥種植有很多優勢，具有省地、增產、增效、緩解勞動強度等優點，特別在省地方面，較傳統開毛渠省地10%左右[1－2]。

本文介紹了一種新型滴灌小麥開溝穴播機，一管四行配置。該機采用滑刀式開溝器作為開溝部件，利用均勻分布在滾筒周圍的種勺將定量的種子舀取、輸送到對應的投種嘴內，投入開好的溝內，排種器與開溝器一體化設計，同時隨地仿形，播種質量高。經試驗證明，該滴灌小麥開溝穴播機達到了小麥播種的農藝技術要求。

1　整機結構

滴灌小麥開溝穴播機主要由主梁、四桿機構、傳動系統、種箱、排種器、開溝器、限深鎮壓輪、滴灌帶支架、滴灌帶鋪放架等組成，其結構示意如圖1所示。

圖1　滴灌小麥開溝穴播機結構示意圖

2　工作原理

作業時機具由拖拉機牽引，開溝器在地面開出一個窄溝，排種器由地輪通過傳動系統驅動旋轉，勺式取種器取種后向上轉動過程中多余的種子落回滾筒底部，定量舀取的種子被帶至排種區域時，種子可沿取種器背部的滑槽落入投種嘴內，當投種嘴與開溝器內的固定凸輪接觸時開啟，種子垂直落入開好的溝內，覆土刮板將種溝兩側的虛土刮入溝內，鎮壓輪對種行壓實，完成一次播種作業。

3　主要技術參數

工作幅寬（cm）360～480

播種行數（行）24

穴粒數（粒）5～8（可調）

穴距（cm）≥5（可調）

行距（cm）15～20

播種深度（cm）3～5

配套動力（kW）≥40

作業速度（km/h）≤6

滴灌帶根數（根）6

4　關鍵部件設計

4.1排種器

排種器性能的好壞直接決定播種機的播種質量。根據小麥種子形體特性和每穴5～8粒的農藝要求，本機借鑒新疆地區普遍使用的鴨嘴滾筒機械式穴播器取種、排種原理，對穴播器進改進，研制出小麥開溝穴播專用排種器。采用翼勺實現定量取種，作業過程中，排種器由地輪通過鏈條驅動，傳統意義的鴨嘴組合設計在滑刀開溝器內側，僅用于定時開啟將種子排入滑刀開溝器開出的種溝內，不與土壤接觸，避免了泥土堵塞。擋盤和壓蓋均采用2mm薄板沖壓成型，整體質量輕。該播種器主要由排種器殼體、取種勺、投種活門、進種口和驅動鏈輪等組成，如圖2所示。

圖2　排種器結構示意圖

鴨嘴滾筒式穴播器主要用于膜上穴播作業，排種器的直徑主要與播種株距、播種深度及成穴器個數有關。直徑過小，穴播器的滑移率就會增加，影響播種性能。由于該排種器與滑刀配合完成播種作業，株距可以通過調整傳動比來改變，播種深度取決于滑刀開出的溝深，滑移率也只需考慮地輪部分。根據生產經驗及現有翼勺式排種器研究成果，排種器轉速高，株距小，但種子來不及充入種勺，播量不足；當轉速降低時，株距增加，取種器通過種子群的時間相對延長，這就有可能使部分種子直接滑入排種口，播量增大。因此，設計時應綜合考慮株距在3～10cm范圍內，轉速能滿足翼勺最佳充種效果，排種器直徑取26cm，投種器個數為14個。

4.2開溝器

本機采用滑刀式開溝器，以刀型前刃向前滑動切開土壤，隨后由兩側壁將土壤擠開，形成種溝，溝底平坦，而且有一定寬度能保證種子和溝底土壤密切接觸，吸收水分。工作深度通過限深鎮壓輪來調節。

排種器與開溝器直接連接，投種活門置于開溝器內以降低投種高度，控制種子下落速度，避免種子彈跳。試驗證明，投種活門底部與開溝器開出的溝底距離越小，種子的成穴性越好，但為了防止卡土堵塞，設計時活門底部與開溝器下邊緣距離取1cm。開溝器寬度大，阻力增加明顯，根據小麥播種深度和投種活門的結構尺寸，經過試驗，最終選取開溝器寬度為4cm，高度為7cm，側壁長度35cm。

側板尾部呈斜向切口，下層濕土能先落入溝內覆蓋種子，以利種子發芽。滑刀下部裝有V型底托（壓溝踵），將種溝壓實呈V型，減少種子跳動。滑刀前設計了除障器，可清除雜草、殘茬、大土塊，減少堵塞。

4.3滴灌帶鋪設機構

滴灌帶的鋪設是整個滴灌系統建設中的重要一環，由于小麥播種采用條播，不鋪地膜。為了防止大風掛亂滴灌帶，減少水分蒸發，需要淺埋3～5cm。調查發現，目前生產中使用的具有滴灌帶鋪設功能的小麥播種機均是將滴灌帶支架和鋪放架等直接安裝在機架上，不能進行單組仿形，在高低不平、條件差的農田環境中作業，容易造成鋪設裝置變形，并且鋪設后的滴灌帶深淺不一致，嚴重影響作業質量和工作效率。因此，需要將淺埋開溝器設計成浮動式，可根據地勢起伏單獨仿形，淺埋開溝器應能上下調整、結構簡單并具有一定強度。改進的滴灌帶鋪設機構如圖3所示。

圖3　滴灌帶鋪設機構示意圖

5　產品特點

現有鴨嘴滾筒式穴播器直接播種小麥存在以下幾個問題：一是株距調節不便，依靠改變鴨嘴數量（即穴數）來改變株距，需要更換腰帶，且株距變化范圍有限；二是這種穴播器多用在膜上點播的作業環境，裸地直播時，鴨嘴容易卡土堵塞，導致漏播。

本產品將鴨嘴滾筒式穴播器進行改進，減小了外形體積，活動鴨嘴不需要進行破膜打孔，作業過程中只進行攜種和規律性的開啟投種，設計在開溝器內側，由于排種器不接觸土壤，避免了鴨嘴堵塞。落種點接近種溝底部，播種后種子成穴性好，排列均勻。同時穴距調節方便，可調范圍大。通過調整傳動比來改變投種鴨嘴開啟頻率，從而實現株距的變化，一個穴播排種器可以播種多個穴距。其整個過程相當于條播作業，但排種機構采用穴播原理，用種勺定量取種，每個種勺對應一個投種嘴，與槽輪式排種器相比，各行播量控制精確。單個滴灌帶開溝器可隨地仿形，鋪設深度一致，有效提高了水的利用率。每個播種單組通過四桿機構固定在主梁上，開溝深度由后面的鎮壓輪控制，深淺可調。排種器安裝在開溝器內，與開溝器一起隨地仿形，各行播深一致。

6　使用情況

該機試制成功后在天業農業園區進行了春麥播種試驗，累計作業面積3.33hm2，成穴明顯，出苗整齊。該機采用平行四桿機構單體仿形，保證了機具作業過程中各行的播種深度一致。窄滑刀開溝器對土壤攪動少，阻力小。使用過程中沒有出現機械故障，作業效率高，該機的研發成功可為小麥的單粒精量穴播提供參考。

參考文獻

[1]馬麗君.小麥精播機應用現狀及發展前景[J].農機使用與維修，2011（6）：16.

[2]張學軍，楊瑩，周嶺.滾筒式穴播器的重要參數選擇與確定[J]．農業機械學報，1998，29（Z1）：63-66．

收稿日期：2016—05—12

*基金項目：國家科技支撐計劃課題，課題編號：2014BAD06B04。