陳孟超
摘要:在分析國外馬鈴薯播種機的研制和發展概況的基礎上,介紹我國馬鈴薯的栽種歷程和相關機具的研究設計情況,展望播種機未來的研發趨勢和應用前景,旨在為實現馬鈴薯種植規?;峁├碚撘罁?。
關鍵詞:播種機械;馬鈴薯;研發;微型種薯
中圖分類號:S532;S223.2? ? 文獻標識碼:A? ? 文章編號:1674-1161(2019)04-0063-02
近年來,我國的栽培面積馬鈴薯約533萬hm2,總生產量達8 000多萬t,是繼小麥、玉米、水稻之后的第四大作物。播種是馬鈴薯栽種過程中的關鍵環節,直接影響其產量和品質。了解國內外馬鈴薯播種機械的研制和發展概況,根據馬鈴薯種植農藝要求研發實用的現代化播種機具,對實現馬鈴薯種植規模化具有重要意義。
1 我國馬鈴薯的栽種歷程
我國栽種馬鈴薯的歷史約為400 a,雖然栽種歷史不長,卻是世界上馬鈴薯栽培面積最大的國家。在耕種初期,人們忽視馬鈴薯的重要性和價值,將其視為蔬果和農產品并任其恣意發展。近年來,各地政府高度重視馬鈴薯相關產業發展,不斷調整栽培種植結構,使出口到香港、澳門、臺灣和東南亞國家的馬鈴薯數量不斷增加。
馬鈴薯適應環境的能力強,適宜栽種的地區范圍廣,產量高且應用范圍十分廣泛,既可作為傳統的蔬菜和糧食,也可作為原料應用于飼料和工業領域。馬鈴薯營養成分齊全,能彌補其它菜蔬和糧食的營養缺陷,具有良好的經濟效益,這使得栽種馬鈴薯的土地面積比例連年大幅度上升。
馬鈴薯以莖塊繁殖為主,既可種薯整個栽種,亦可將種薯按一定規格和要求切成塊狀后播種。在其栽種過程中,播種是尤為關鍵的一環,提升播種機播種質量是我國馬鈴薯增產的第一要務。機械化栽植馬鈴薯技術是集多類功能(如開溝、播種、施肥、覆土、鎮壓等)為一體的壟作栽培方法,具有行株距離和播種深淺一致,以及漏播率、重播率、傷種率低的特點。馬鈴薯生產機械化的發展,節省生產的成本和資源,有效降低自然災害帶來的影響和減少種子損傷,提高馬鈴薯產量。
2 國外馬鈴薯播種機械發展現狀
歐美發達地區于19世紀末20世紀初完成了傳統農業時代向現代化農業的轉變,且隨著技術的日新月異,馬鈴薯播種機械化技術逐漸完善。
美國有眾多的公司生產和銷售馬鈴薯播種機具,例如Double L公司、Carry公司、洛甘農機公司、US Small Farm Equipment公司、帕梅公司(PARMA COMPANY)等。其中Double L公司研發的9-500系列四行馬鈴薯栽培機將播種、施肥、覆土、起壟、施藥、開溝等機構集于一體,工作效率高,作業次數少。Lockwood氣吸式馬鈴薯栽植機由美國的Carry公司研制,有604,606,608型3種型號,其采用負氣壓差吸種和零壓排種,但只適用于塊狀種薯播種,具有一定的局限性。杯式馬鈴薯栽植機適用于小型農場,分為P-1OM和P-20M兩種型號,由US Small Farm Equipment公司研制開發。其對種薯的尺寸或形狀要求不高,既可播種切塊種薯又可播種整薯,寬度為1行或2行。
此外,其他一些國家的馬鈴薯播種機械的研發水平也非常高,使用覆蓋率廣,典型機具有:產于德國公司格瑞莫的馬鈴薯栽植機(GL與VL系列),開發于英國公司Standen Engineering Limited的SP系列馬鈴薯播種機。
GL系列馬鈴薯播種機中的GL34/36T型機具作業行數分成4行或6行。GL-T類型的牽引式播種機利用液壓系統使種箱傾斜,將種子傾倒在輸送帶上,并采用傳感器對種薯從輸送帶到播種單體的運動全過程進行監控,確保播種單元所接收到的種薯個數相同。同時,其可根據作業面積調節播種量,利用終端設備控制播種株距,并配有單獨的漏播探測系統和控制系統。VL19E馬鈴薯播種機屬于VL系列,由覆土起壟圓盤、芯燁式開溝器、帶勺式排種器、箱體和橡膠充氣地輪等組合而成。
英國公司所產的SP系列馬鈴薯播種機采用種杯播種方式實現高效精密播種與栽培。種杯制成大碗口狀,以降低對種薯的損傷。由于種薯被放置于種杯中,故可保證播深穩定。大種箱方便續種并可延長作業時間,可同時進行2~9行播種,作業效率高,仿形性能良好,可根據地面波動狀況上下隨動。
3 我國馬鈴薯播種機械研制現狀
除小麥、水稻和玉米之外,我國重要的農作物非馬鈴薯莫屬,其栽種面積和年均生產量均居世界第一。然而,馬鈴薯種植領域的機械化水平較低,栽種模式仍以手工為主。人工作業誤差造成種植深淺不一、行距和株距不均等現象,研制馬鈴薯播種機勢在必行。20世紀末至21世紀初,我國的馬鈴薯栽種機械化水平突飛猛進,諸多相關機構與企業自主研發馬鈴薯播種機并取得了突破性進展。因為播種對象主要是塊莖,所以塊薯播種機的市場潛力非常大。
2008年,李明金等在借鑒2CM-2型馬鈴薯播種機的基礎上,設計了2CM-4型播種施肥聯合作業機。其應用配合振動式排種部件的舀勺式取種器進行交叉取種,利用種肥分施系統降低種薯損傷。同時,為防止堵塞肥料架空,在施肥裝置中配置螺旋式攪拌器。播種行距和株距調節方便,能夠滿足不同地區栽種模式的農藝要求,工作性能良好。2013年,在石河子大學李成松等的研究下,單行馬鈴薯施肥種植機問世,其選用鏈勺式排種技術,并增加了人工填補種薯的功能,可有效降低漏播率,但存在勞動量過大的問題。2015年,樂陵市天盛機械研制的2CM-1/2型播種機及青島洪株農業機械有限公司研制的大壟雙行馬鈴薯播種機,都是國內比較先進的馬鈴薯栽種機具。
隨著栽培工藝的不斷改良,馬鈴薯微型種薯種植機械開始發展起來。2013年華中農業大學段宏兵等研究設計一款脫毒微型馬鈴薯氣力式播種機,其工作模式為單壟雙行寬窄行播種,可自動完成種薯栽種全過程,且能保證較低的排種破損率,但種芽損壞與表皮破損仍不可避免。2014,年張寶庫借鑒進口微型馬鈴薯原種播種機研制出2CM-2型馬鈴薯種薯播種機,其由拖拉機提供配套動力,由人工輔助取種、放種,使播種過程的傷皮、重播和漏播等問題得以解決,同時完成施肥、施藥等作業。2015年,程亨曼等設計出一種能實現尺寸不同的馬鈴薯微型原種精量播種的取種機構,其可按照種薯尺寸調節取種凹形孔。2016年,東北農業大學田忠恩等研制2CMR系列半自動馬鈴薯播種機,包括2CMR2和2CMR4兩種機型,作業行數分別為2行和4行,均采用取種轉盤式排種器。該機需人工輔助取種、放種,可播種不同尺寸規格及形狀的種薯,整個種植過程中基本沒有卡種、傷種現象和種薯機械式破損,降低了重播率與漏播率。但未能完全實現自動化播種,且人工勞動量較大,作業效率低,不適合大地塊規?;鳂I。
4 結語
隨著馬鈴薯種植面積和需求量的不斷提升,馬鈴薯機械化播種技術的發展空前迅猛,在推進馬鈴薯種植全程機械化和規?;N植中發揮了重要作用。馬鈴薯播種機械逐漸從單機操作向智能化、系列化、成套化、高效化方向發展,市場需求量和發展前景十分廣闊。
參考文獻
[1] 程亨曼,竇鈺程,杜木軍,等.馬鈴薯微型原種播種機關鍵部件的設計與研究[J].農機使用與維修,2015(10):26-29.
[2] 崔亞超,賈立國,陳偉,政東紅,杜文亮,樊明壽.旱作馬鈴薯微壟覆膜側播機的設計與試驗[J].農機化研究,2016,38(2):62-66.
[3] 呂金慶,楊穎,李紫輝,等.舀勺式馬鈴薯播種機排種器的設計與試驗[J].農業工程學報,2016,32(16):17-25.
[4] 王彩英,李平.馬鈴薯播種機排種機械化種植技術研究[J].農機化研究,2017(10):141-143.
[5] 毛瓊,黃梅,段宏兵,等.脫毒微型馬鈴薯氣力傾斜圓盤排種器試驗[J].中國馬鈴薯, 2013,27(2):112-118.
Abstract: Based on the analysis of the research and development of potato seeder abroad, this paper introduces the potato planting process in China and the research and design of related machines and tools, and looks forward to the research and development trend and application prospect of the seeder in the future, in order to provide theoretical basis for the realization of potato large-scaleplanting .
Key words: seeding machinery; potato; research and development; potato minituber