里下河小麥小區播種機功能創新研究

劉業宇　壽露露　李東升　高致富　臧淑江　王君嬋　吳旭江

摘要 介紹了里下河小麥小區播種機的各部分功能以及實現方式，并與現有科研單位使用較為普遍的溫特斯泰格、紅興隆小區播種機進行對比，為廣大科研單位在小區播種機的選擇上提供依據。

關鍵詞 小麥；小區播種機；功能比較

中圖分類號 S223.2 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）29-0194-03

Research on Function Innovation of Wheat Plot Seeder in Lixia River Compaired a New Lixiahe Plot Seeder for Wheat Breeding

LIU Yeyu，SHOU Lulu，LI Dongsheng，WU Xujiang* et al

（Institute of Agricultural Science of the Lixiahe District in Jiangsu Province， Key Laboratory of Wheat Biology and Genetics and Breeding in the Middle and Lower Reaches of the Yangtze River，Ministry of Agriculture，Yangzhou，Jiangsu 225007）

Abstract The function of each part in the wheat seeder and the realization methods were mainly introduced， and to be compaired with the other plot seeders such as Wintersteiger and Hongxinlong， provide the basis for the scientific research units in the choice of plot seeder.

Key words Wheat；Plot seeder；Function compaired

基金項目 國家現代農業產業技術體系建設專項（CARS-3-1-1，CARS-3-2-11）。

作者簡介 劉業宇（1986—），男，安徽滁州人，研究實習員，從事小麥育種專用機械研究。*通訊作者，副研究員，博士，從事小麥育種研究。

收稿日期 2017-08-11

小麥是我國重要的糧食作物，從事小麥研究工作的農業科研院所和種子公司眾多。但大多數單位還是采用傳統的人力手工播種，由于播種工作量大且集中而勞動力成本高、臨時勞動人口下降，因此各單位對小區播種機的需求十分迫切[1-2]。而目前我國小區播種機發展緩慢，無法適應我國育種事業的要求[3-4]。近幾年來，我國某些科研單位已經開始使用小麥小區播種機，其中以溫特斯泰格和紅興隆小區播種機使用最為普遍[5-7]。溫特斯泰格小區播種機為純進口機械，其價格昂貴，在國內只有少數科研經費充裕的單位使用；紅興隆小區播種機價格便宜，制作較為簡易，能夠滿足一般試驗，但對一些高要求的試驗卻無法滿足。

在目前小麥品種審定工作中，小麥品種（系）的適應性和產量性狀鑒定必須通過小區試驗來完成，其試驗結果是推薦新品種（系）參加下一階段試驗的主要依據，大量的小區試驗促使了小麥小區播種機的發展。

一個小區播種機的好壞，最終評判的依據是播種質量的高低，其直接影響試驗數據的真實性、準確性，最終會影響到一個新品種的審定，而播種質量主要體現在以下幾個方面：

①播種深淺的控制。根據不同的土壤質地、濕度和平整度，播種的深淺要求也要隨之改變，這就要求播種機在不同的試驗條件下能根據實際情況控制播種深淺，從而能夠保證出苗的整齊一致。因此一種優秀的播種機的播種深度控制要具有簡單、準確、反應快速等特點[4]。

②小區長度控制。根據不同試驗的內容，小區試驗長度也不同。這就需要播種機播種長度能夠適應不同的試驗需求[8-9]。

③播種起始點和結束點穩定一致。在規定的地點開始播種且能在規定的地點播種結束，才能保證每個小區排列整齊，試驗規范[10-11]。

④單個小區內每行種子數量的均勻一致。播種機一次播種6～10行，每行種子數量必須基本接近，否則調查取樣的試驗數據不能反映材料的真實特性，影響對材料的取舍判斷。

了解國內外小區播種機的優缺點以及在小麥小區播種機研發中遇到的問題，對加快我國小區播種機的完善和推廣具有重要意義。

1 里下河小區播種機簡介

里下河農機公司根據小麥小區試驗的農藝要求及特點，研發了里下河小區播種機（圖1）。經過里下河地區農業科學研究所小麥生物學與遺傳育種重點實驗室現場試驗表明，該機完全滿足小麥育種和各項試驗的要求，在某些方法上已經超越了國內和國外的播種機。其主要參數如下：轉向為液壓轉向；動力方式為液壓驅動；小區長度為2.5～15.0 m；播種行數6～10行；行距20.0～26.6 cm；播種深度0～80 mm。工作流程上，與目前市場上的小麥小區播種機基本一致，通過錐體格盤把種子均勻地等分，再由種子分配頭將種子均勻地分配到各個落種管中，根據試驗要求，把一定量的種子，在一定范圍的小區內完全、均勻地播下去。

2 里下河小區播種機主要性能的對比研究

2.1 播種深度控制

以溫特斯泰格、紅興隆為列，開溝圓盤直接鏈接到橫梁上，通過人為感知，操作油缸提升或下降來控制播種深度，精確把握性較差[11]。而里下河小區播種機入土深度依靠開溝圓盤和鎮壓輪的水平高低位差進行控制，其位差可以在播種前調節到需要的深度（圖2）。油缸僅施加給開溝圓盤壓力使其入土。這樣的設計拋棄了人為感知的調節方式，直接調整到需求播種深度，更加精準。另外，里下河小區播種機的開溝器系統應用了平行四連桿機構，播種深度調節完成后，單個小區內每個獨立的平行四連桿機構會根據地面高低自動變形，保證了單個小區內每行播種深度保持一致，不會出現因整地不平整、土壤松緊不一等帶來的過深難出苗、過淺露籽問題，影響試驗質量。這種設計可以做到一次播種，每行深度保持一致，在同類產品中獨樹一幟。

2.2 小區長度的調節

不同試驗要求的小區長度存在差異。溫特斯泰格和紅興隆小區播種機通過大小齒輪組合調節小區長度，得到的小區長度呈一定的百分比增加或減小。每調節1個級別，增加或減小的長度能夠達30～100 cm，留下大量的空白，如果需要的小區長度正好落在空白之間，此規格的小區長度就無法調節出來，此時育種家們只能根據機械特點來設計試驗[12]。

里下河小區播種機的小區長度調節是通過電腦控制來完成的（圖3）。在顯示屏中輸入所需的小區長度即可， 簡單快捷，且輸入的長度可以精確到厘米，中間沒有長度空白，育種家可以根據試驗要求任意設置，最大程度地滿足育種家需求。

2.3 小區播種起始點和結束點的確定

溫特斯泰格、紅興隆小區播種機的投種方式依靠人工手動投種[11]。通過肉眼觀察到達指定位置，手動按壓提升桿的方式來實現供種。操作者肉眼觀察存在一定誤差，觀察后手動按壓也存在速度快慢問題，很難精確控制落種地點。落種過早，小區種子播到走道上，小區長度不夠；落種過遲，2個小區種子混雜，試驗直接報廢。

里下河小區播種機的投種系統依靠一套電路完成。在指定落種地點1個人樹立1個標桿，當播種機經過時，播種機上的觸碰開關觸碰到標桿，觸碰開關控制的吸拉開關提升儲種筒，儲種筒立刻供種。種子的供應點始終保持在設定的落種位置，不會出現過早或過遲播種導致小區不整齊甚至試驗報廢的現象。

2.4 小區內每行種子均勻一致

溫特斯泰格、紅興隆小區播種機采用的種子分配頭是半坡面斜坡式和工字型。半坡面斜坡式分配頭的種子分配是自由下落和離心相結合的甩種方式，對分配頭的轉速要求高，速度變化要求范圍要小，小麥播種要求在1 200～1 300 r/min，過多或者過少都會造成種子分配不均勻。工字型分配頭分配精度差，每行種子誤差高達30%，不能滿足育種家對小區內種子均勻分布的需求[10]。

里下河小區播種機的種子分配系統工作時種子分配頭旋轉，種子連續落入分配頭中心（圖4）。立于基座平面上的均勻分布的多個葉片同時切割種子流，使種子分配到葉片內側。通過旋轉各個葉片對種子進行排列分配，在葉片內側形成一條種子流，葉片均勻分布使得每一個葉片切割所捕獲的種子流量趨向一致，這是第1次分配。第2次分配時，每一個葉片在圓心內側排列的種子流都以隊列的形式先后甩向各個落種管，多個葉片同時工作，這就保證一批下來的種子被連續多次甩向每一個落種管，保證每行連續獲得數量一致的種子，小區內種子均勻一致，提高小區試驗質量。

2.5 連續播種系統

連續播種裝置是里下河小區播種機的獨有裝置（圖5），國內外其他小區播種機只能播種小區，沒有連續播種設備。育種家選育出新品種（系）時，由于種子量較少，需要繁殖快速獲得大量種子，人工播種工作量大、小區播種不連續。連續播種裝置可以提供45～225 kg/hm2播種量的無間隙調節。該功能解決了新品種（系）繁殖時無設備可用的窘境，增加了小區播種機的使用范圍。

2.6 液壓四輪驅動

最早使用液壓驅動是價格非常昂貴的進口機械溫特斯泰格小區播種機，其操作簡單，無需專業人員即可快速學會使用，但是其轉向系統使用不方便，多家單位出現同一轉向部件損壞現象。紅興隆小區播種機仍然使用機械式底盤，由于很多單位缺少專業機械能手，操作難度較高。

里下河小區播種機汲取了溫特斯泰格小區播種機的長處，選擇了液壓驅動方式，并加以改進，使得育種家們操作簡單，使用方便。

2.7 四輪轉向系統

四輪轉向系統是里下河小區播種機的一大特色（圖6），在小區播種機上使用四輪轉向系統尚屬首次。四輪轉向的應用大大減少了小區播種結束后田頭掉轉至下一排小區的時間，縮短了地頭轉彎半徑。南方小麥種植往往有很多排水溝，這非常不利于小區播種機的轉彎，以往的小區播種機一個熟練的機工也要3～5次倒車才能實現掉頭轉向，里下河小區播種機熟練之后可以1次行至最佳位置，節約了大量時間，縮小了對土地的碾壓，減少了田間預留掉頭的土地面積。

3 結語

里下河小麥小區播種機根據小區試驗要求，綜合考量試驗的各個環節，最大限度地滿足了試驗需求。同時它克服了溫特斯泰格和紅興隆等小區播種機的缺點，提高了播種質量和試驗的精準度。實現了播種深淺控制簡單快捷，準確穩定；小區長度調整全覆蓋，長度調節快速；播種起始結束位置清楚分明，不混雜、不錯位；小區內種子分布均勻一致；連續播種裝置擴大小區播種機的使用范圍；液壓驅動、四輪轉向操作簡單；并且該播種機售價較為合理，能夠為廣大育種單位接受，這為小麥小區播種機的推廣作出了重要貢獻。這些特點大幅度提高了小區試驗的質量，為廣大育種家們節約了時間和人工成本。

安徽農業科學 2017年

參考文獻

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