高寒山區蕎麥機械化播種裝備及技術研究

梅林森，趙幫泰，郭 曦，得丹初，葉江紅，羅 俊

(四川省農業機械研究設計院，四川 成都 610066)

我國是世界上小雜糧的種植大國，蕎麥是起源于我國的小雜糧之一，在我國東北、華北、西北和西南云、貴、川一帶的高寒山區或丘陵地區廣泛種植[1-2]。我國蕎麥生產區基本都面臨水資源缺乏、交通不便等問題，加之管理粗放，生產方式落后，廣種薄收，所以蕎麥產量一直以來都維持在較低的水平，特別是有關蕎麥栽培技機械化技術等方面的研究也較為滯后，嚴重影響了我國蕎麥的發展和產業化進程。如我國苦蕎麥重要種植區域之一的西南云、貴、川一帶的高寒山區或丘陵地區，缺乏適宜的小型機具，依舊需要人工播種收獲，耗時費力，效率低下，人工生產極大地限制了蕎麥生產力水平的提高。

1 樣機設計

經過實地調研和試驗，最終確定播種施肥機設計基本參數如下：采用CAD、電子圖版等計算機輔助設計軟件進行初步設計，在SolidWorks軟件中建立三維幾何模型，并進行裝配，對播種施肥機進行整體優化，確保各零部件設計尺寸、組裝方式合理，制定加工工藝，最終完成樣機整體結構方案設計，完成樣機制作。

圖1 播種施肥機三維設計圖

表1 播種施肥機設計參數

圖1、圖2為項目播種施肥機樣機結構及工作原理三維簡圖，樣機由微耕機帶動前行，地輪轉動將動力通過鏈傳動傳遞給排肥器主軸，驅動3個排肥輪轉動，再通過齒輪傳遞給排種器主軸，驅動排種輪工作。各排種輪、排肥輪分別采用整根螺紋鋼為傳動軸，排種器、排肥器可隨行距調整而移動位置，排種器出口與導種管、開溝器保持在一條直線上，工作時排出的種、肥可快速落在開溝器開出的溝槽內，可提高播種均勻性。

圖2 播種施肥機核心排種器分布三維圖

圖3 排種器剖面圖

圖3為項目播種施肥機核心部件排種器，當需要調整播種施肥機各排種器播種量時，轉動調節手柄，排種槽的寬度既可在彈簧作用下發生變化，從而改變播種量，播種量調整十分簡單方便。檢測結果表明，且播種機播種質量應符合GB/T20865-2007的相關規定。

2 播種機試驗

表2 播種施肥機檢測結果

機械播種及覆土深度對幼苗素質具有重要的影響，播種過深不利于種子的萌發，播種過淺，種子裸露，出苗率差，同時也不利于根系的深入容易發生倒伏[3]。苦蕎麥種子由于籽粒較小，破土能力較差，播種及覆土深度控制是否合理是苦蕎出苗及幼苗素質高低的關鍵。

表3 不同播種及覆土深度苦蕎幼苗性狀調查

注：①播種及覆土深度是指覆土器下邊緣接觸地面發揮覆土作用時，覆土器下邊緣與開溝器犁尖的距離。②于苦蕎的4葉期，在每個播種及覆土深度機播行帶內選擇長勢均勻具有代表性的區域定點2m2，調查成苗數;在每個小區選擇具有代表性的植株30株幼苗,帶根一起進行取樣，用直尺測定苦蕎幼苗的株高、第1節莖粗,將苦蕎植株用清水洗凈，分裝于牛皮紙袋，于105℃殺青0.5h，并65℃下烘干至恒質量，稱其干物質質量。

機播條件下，播種及覆土深度對苦蕎出苗會產生顯著的影響，隨著播種深度的增加(2～6cm)，苦蕎成苗數呈現低-高-低的變化，綜合可以看出，本研究試驗條件下播種及覆土深度為4cm時苦蕎田間成苗率最高、幼苗綜合性狀最好，幼苗素質較高。

在播種機械性能測定中，最主要的測定指標是種子的分布均勻度，它是決定作物生長和收獲的主要因素之一，也是反映播種機播種質量的重要指標。

表4 不同播種速度播種均勻性調查

注：播種深度控制在4cm；由于蕎麥種子播下與泥土混合，難以辨認，所以播種均勻性測定主要是在蕎麥成苗以后，根據苗數測定；在播種機各播種速度下往返各一個單程內，選定3個小區，測定時以100mm為一區段，將每行縱向分成若干區段，測定各段內苗數，連續取30段，記錄數據并計算出平均苗數、標準差、變異系數及空段數占總段數的百分比。

從表4綜合可以看出，本項目試驗條件下，隨著微耕機速度的增加，區段成苗數有所降低，但不明顯，變異系數有所提升，但均滿足“播種均勻性變異系數≤45%”的國家標準。在西南區苦蕎機械播種時，微耕機帶動下,人正常行走速度范圍內,項目成品播種施肥機的播種質量受播種速度影響不大,可根據實際情況合理選擇播種速度。

3 推廣應用

項目組使用研制的播種機，先后在涼山美姑縣、鹽源縣進行試驗，播種試驗的產量分別為142.2kg/667m2、135.4kg/667m2，比粗獷的人工撒播高一倍左右；與精耕細作的人工點播相當，但機械播種效率是人工點播的十數倍；初略計算，機械播種比人工撒播可增收140元/667m2，比人工點播可節約工本費70元/667m2。

4 小結

本研究設計的播種施肥機采用了一體式排種器，種、肥排用量調整方便，使用簡單易于掌握；排種器、導種管、開溝器基本保持在一條直線，提高播種均勻性；重量小，操作靈活，對斜坡地、小地塊耕地適應性好，能在涼山、阿壩等地丘陵山區絕大部分耕地進行播種作業，其排種器經過更換便可播種青稞、玉米、大豆等其他作物，迎合了多方面的需求，可大面積推廣應用。蕎麥機械化播種即可緩解農忙季節勞動力不足、減輕勞動強度、節約勞動力，又可有效提高蕎麥產量、增加農戶收入，還可減少丘陵山區土地拋荒現象、保障糧食安全，具有顯著的社會效益。