地膜覆蓋谷子精少量播種機的設計與試驗

李軍宇

（山西省農業機械發展中心，山西 太原 030002）

山西省是我國谷子主產區之一，氣候干旱，土壤貧瘠，具有悠久的谷子栽培歷史[1]。然而，谷子播種中，為了保全苗，多采用大播量，導致出苗擁擠，若間苗不及時，極易造成苗荒苗弱；加之谷子種植區大多位于山區、丘陵地帶，干旱少雨的自然條件將直接影響谷子的單位產量，限制了谷子產業的發展[2]。因此，研發適用于山區、丘陵地帶的谷物播種機對發展山西省谷子產業，促進谷子機械化生產具有重要意義。

膜側栽培技術是一種現代農業生產技術，可以有效地提高地表溫度、減少土壤水分蒸發[3]，解決山西省山區、丘陵地帶谷子生長期中嚴重缺水的問題。

1 整機結構及工作原理

本次設計的地膜覆蓋谷子精少量播種機主要由懸掛機架、排肥驅動裝置、排種裝置、覆膜裝置、鏈傳動系統等組成，可一次完成開溝、起壟、施肥、鋪膜、覆土壓膜、播種、鎮壓等作業，是一種新型復式作業機具，免去了鋪膜后人工打孔播種、放苗等作業，提高了作業效率。整機結構簡圖如圖1 所示，主要技術參數見表1。

圖1 整機結構簡圖Fig.1 The structure of the planter

表1 主要技術參數Tab.1 Main technical parameters

工作時，拖拉機通過3 點懸掛裝置牽引機具進行作業。首先，開溝撥土器進行開溝并撥土集壟，薄膜懸掛機構將薄膜覆蓋在集好的地壟上。接著，壓膜成型輪對覆蓋的薄膜壓實，覆土圓盤進行覆土作業。隨后，尖角式開溝器在薄膜兩側按預先調整好的播種深度入土開溝，驅動地輪通過鏈傳動機構帶動外槽輪式排肥器和窩眼輪式排種器進行排肥、排種作業。最后，播種行鎮壓輪對播種行土壤鎮壓，完成谷子鋪膜播種作業。

2 關鍵作業部件設計

2.1 排種裝置

本次設計的谷子播種機排種裝置主要由種箱、排種器、播種開溝器、鎮壓輪等組成，是播種工序中的重要環節，本次排種器設計采用窩眼輪式。播種時，隨著窩眼輪的轉動，充種區內的種子靠自身重力、離心力以及相互間的擠壓力，填充入旋轉的窩眼內，并經反向旋轉的清種毛刷將多余的種子排除掉，只保留定量的種子。最后，進入護種區的種子靠自身的重力或刮種器離開型孔，經導種管落入種溝內，從而實現精少量播種。播種開溝器采用尖角式開溝器，可保證具有良好的入土性能。本機設計為兩壟四行式播種，膜側播種兩行谷子，距膜距3～5 cm。4 個播種開溝器分別位于薄膜兩側3～5 cm 處，鎮壓輪采用橡膠輪，單行單體鎮壓，壓力范圍可調，變平播為溝壟種植，發揮了邊行優勢及溝壟種植優勢，有效改善作物生長環境。

2.2 覆膜裝置

覆土裝置的主要作用是將集好的地壟鋪上薄膜并將薄膜固定壟上[4]。設計的覆膜裝置主要由開溝撥土器、薄膜懸掛機架、壓膜成型輪、覆土圓盤等組成，當機具前進時，開溝撥土器撥開地表干土并集成地壟，薄膜在反向牽拉釋放的同時，被壓膜成型輪縱向拉伸展平，最后覆土圓盤在薄膜兩側覆土壓膜使薄膜固定，完成覆膜作業。

3 田間試驗

地膜覆蓋谷子精少量播種機樣機由襄汾縣鑫匯豐農業機械制造有限公司制造并在大寧縣太德鄉曹家莊村進行田間試驗。播前精細整地，除去地表雜質。按照農業行業標準《鋪膜穴播機作業質量》（NY/T 987-2006）及膜側栽培農藝要求對該播種機進行播種性能和鋪膜性能試驗。

3.1 播種性能

3.1.1 種子破碎率的測定

按照GB/T 5262—1985 中的方法測定種子的原始破碎率，在排種器排種口處分別系有采樣塑料袋收集種子。機組正常行駛50 m 后，從各個排種口取下采樣塑料袋，將收集到的種子混合均勻分成5份，用四分法取50 g種子作為樣本，從中挑選出破碎損傷的種子并稱量，按式（1）計算種子破碎率。

式中：Z——種子破碎率，%；Wp——種子樣本中破損種子的質量，g；Wy——種子樣本的質量，g；Zy——種子原始破碎率，%。

3.1.2 空穴率、穴距合格率、穴粒數合格率的測定

所測小區寬為一個播幅，長3 m，測點為小區內的所有孔穴，依次測定穴距，每穴的種子粒數，穴粒數按4±1 為合格，按式（2）～（4）分別計算空穴率、穴距合格率、穴粒數合格率。

式中：Hk——空穴率，%；Kh——空穴數；f——總測定穴孔數；Hx——穴距合格率，%；Xh——穴距合格數；Hl——穴粒數合格率，%；lh——穴粒數合格穴數。

3.2 鋪膜性能

播種機的鋪膜性能主要反映在采光面寬度、種子距膜邊距離。采所測小區寬為一個鋪膜幅寬，長度4 m。對其采光面寬度，種子距膜邊的距離進行測量。

3.3 試驗結果及分析

播種后，測量結果如表2所示。

表2 田間試驗結果Tab.2 The results of field test

從表中試驗數據可知，所設計的窩眼輪排種器型孔參數較為合理，采光面寬度均值為270 mm，種子距膜邊距離均值為35 mm，符合谷子地膜覆蓋種植農藝要求。播種后經過鎮壓輪壓緊的土壤表面，形成了2條淺溝，可以起到充積雨水的作用，為青苗破土創造良好條件。

4 結論

薄膜覆蓋谷物精量播種機，性能較穩定，應用范圍較廣，適用于廣大丘陵地帶谷物播種，可實現機械化薄膜覆蓋，使谷物保墑效果更好，實現精少量播種，省去傳統間苗環節，提高生產效率；壟上鋪膜，膜側播種，不僅具有集雨保墑，充分利用自然降水的特點，還具有抑制雜草生長的優點，增產增收效果顯著。