淺談小型播種機的發展趨勢*

丁振彪，沙 恒

（山東華宇工學院，山東 德州 253034）

1 播種機的發展

播種器是現代農業生產的重要工具，在作物栽培中有著舉足輕重的作用。無論是糧食作物的播種還是大規模的蔬菜播種都少不了播種機的參與。近年來，我國農業機械高速發展。目前，世界上生產的播種機在NY/T1640-2015上有10個品目，包括條型播機、洞穴型播機等。按照各種播種機在工作條件下的基本原理，可將各種播種機主要分為機械式播種機和氣力式播種機兩種[1]。

1.1 機械式播種機

機械式播種機是利用播種機的排種器上的各種孔眼，將種子從播種機內部的種子儲藏區域中分離出來，通過種子本身的重力或機械裝置施加到種子上的壓力，將種子填入排種器的孔眼中，順著播種通道進而埋入土壤中。當前，我國現有的機械式播種機大多是采用平行四桿機構、單鉸仿形機構或剛性連接整體仿形機構，這些機構都有一定的缺陷，如配合精度低、剛性差、播種深度小。機械式播種機的傳動方式多是鐵制剛性底輪傳動，這種傳動直徑不大，滑移的概率較高。驅動支承大多采用普通軸承或滑動軸承，導致機器的傳動不靈活，受到的阻力較大。國內播種機型號繁多，大部分廠家自立型號，自成系列，各個廠家所生產的不同型號播種機上的各個部件互不通用，這給后期的使用和維修帶來極大的不便[2]。

歐美等發達國家播種機的研究和應用比我國早很多年，所以目前國外的機械式播種機已逐漸被氣力式播種機所取代，可以達到較高的播種效率，而且氣力式播種機的通用性和實用性比機械式播種機強。隨著科技的不斷發展，國外的播種技術正在朝著智能化播種方向發展，研究采用新材料應用于播種機械?？梢?，國外播種機技術的研究和發展已經遠遠超過了我國，我國要想在現代農業中趕上世界先進水平國家，還有很長的一段路要走。

1.2 氣力式播種機

氣力式播種機是一種精密播種設備，它利用大氣在播種機內流動產生的氣流而生成對種子的壓力，將種子從播種機內的種子儲藏區吸出，從而利用種子排放器排出種子。這種播種機與傳統機械式播種機相比，具有節省種子、不傷種苗、通用性強、能實現高速作業等優點。氣力式播種機按照自身的工作原理，又可分為氣動式、氣吹式、氣吸式播種機。近年來，我國氣力式播種機的研究已經進入快速發展階段。國內較早研制成功的2BJQ系列氣吸式播種機，現在已有的四種機型可以實現6、7、8、9行作物的精準播種，可供不同功率的拖拉機配套使用。它的作業具有通過性狀好、播種深度一致、覆土結實、抗旱保墑、出苗率高等優點。研制成功并投入生產的2BJMQ-6、2BQ-11等系列播種機，具有作業效率高、通過性好等特點，可與多種拖拉機配套使用[3]。

當前，國外氣力式播種機正逐步取代機械式播種機，甚至某些發達國家已基本停止機械式播種機的生產，其農業播種作業已經全部采用氣力式播種機。20世紀50年代，西方國家開始大力推廣使用氣力式播種機。南斯拉夫研發的潑尼瑪什-Ⅱ型氣吸式播種機，其作業時利用播種機排種盤的旋轉，空氣吸種孔將外部的種子吸附到種子儲存處，通過刮種器刮去吸附出來的多余的種子，確保每一個吸種孔只保留一粒種子，吸種孔通過真空室將種子吸出，種子憑自身重力落入溝槽。氣吸式播種機能有效地節省種子和勞動力，從而節省播種成本。當用風扇向排種器和種箱施加空氣壓力時，種子在自重和氣壓差的作用下，被吸附在窩眼內，然后向上部轉移，多余的種子因自重落下，少數窩眼上存在的多余種子由毛刷刮下，這樣，每個窩眼內只剩下一粒種子，從而形成單粒精密播種。本裝置工作可靠，均勻度高。德國貝克爾公司開發的acromat-Ⅱ型氣吹式播種機，采用增壓氣流進行播種，只需一粒種子在窩眼處保留，并利用余壓進行充種，播種幅寬，速度高，生產效率高。法國MONOSEM公司生產的NG Plus系列播種機[4]，其播種行距自動調整傳動設備就安裝在車輛的頭部，無需任何手段即可方便地進行調整。德國阿瑪松公司制造的8行ED氣吸播種機，有通性好、可靠度高、工作效率好、操作簡易等諸多優點。

2 國內外播種機研究現狀

2.1 國內的研究狀況

自新中國成立以來，我國播種機械技術的發展先后經歷了仿制與引進、自主設計研發、完善產品和高速發展四個階段。隨著我國社會經濟的不斷發展，播種機的普及程度越來越高，播種方法也越來越先進。目前，國內生產的播種機種類很多，針對不同的地形條件和作物品種，研制了不同的播種機，基本能滿足各種條件下的播種作業，而在少數地形復雜、地域狹小的情況下不能正常作業。但當前我國農民使用的播種機還是以傳統的機械式條型播種機為主，與小功率的拖拉機配套使用的小型播種機以及在經濟欠發達的偏遠地區人工背拉式小型播種機，在農業播種作業方面仍占據主導地位。

國內播種機械的研究狀況主要體現在以下幾方面：

1）農業播種機械產品品種齊全，類別繁多。播種機的類型基本覆蓋了當前我國大多數地形狀況及農作物的各個品種，基本上可以適用于不同情況下的各種播種操作，但少數地勢復雜、危險的環境下卻無法使用這些播種機實現播種。

2）科學技術基礎原理具有多元性。我國傳統播種機所需要采用的各類播種技術和原理都是多樣性的，有鑿鏟式、箭鏟式、溜刀式等，這些傳統播種技術和原理的廣泛應用大大增加了我國傳統播種機械的數量和品種，也為現代農業的播種工藝提供了一個多樣性的選項。

3）播種時間精度低，可靠性差，壽命短。目前，我國的播種機械設備與發達國家的播種機械設備相比，在播種性能上仍然存在著一定的差距。具體而言，在提高播種的精度、播種的可靠性和播種的機械壽命等各個環節中，都有著明顯的缺陷。這與我國的播種工藝和機械開發技術起步較晚有關，也與我國播種工藝技術發展較緩慢的情況有關。

4）齒輪傳動變速器結構相對比較落后，調整使用不方便[5]。目前，我國許多通用農業播種機械廣泛采用的主要軸承仍是由優質鋼絲和鑄鐵焊接制成的無軸剛性滑移地面齒輪軸承驅動，由于傳統滾動軸承的直徑較小且剛性滑移傳動比率偏低，傳動軸大部分都只能直接采用剛性滑動或者普通滾動軸承作為傳動主體進行支撐，機械運行時缺乏靈活性，傳動軸的阻力較大。近年來，在新型單向播種傳動機械的產品設計和技術研制中，開始將內六個扁平方孔的單向調心傳動軸承用來作為動力支撐；單向傳動齒輪變速器已經逐漸被廣泛應用于播種更換傳動鏈輪，變速和調速也很方便；已經開始在播種塔輪采用集中式傳動變速箱箱體結構；在動力傳動軸或動力接地輪等傳動方面，開始逐漸出現了單向傳動超過齒輪離合器的傳動裝置，促進了該機械傳動可靠度的大大提升。

2.2 國外研究現狀

近年來，國外在設計和更新各類播種機時必須要遵循的一個基本原則：不斷地更新各類播種機技術和工作的原理，進一步完善其結構缺陷，從而促使各類播種機能夠具有良好的播種性能，能夠高質量地進行播種工作。

以美國、英國、德國等主要農業發達國家對于播種機械的技術研究和應用現狀為例進行分析，將國外對于播種機械技術研究和應用的現狀進行如下總結：

1）氣力式播種非常普遍。機械化播種時往往存在易粉碎植物種子、減少播種可靠度等弊病，而采用氣力式播種方法可以解決這些問題。目前，在歐美發達國家，氣力式播種已經基本上替換了傳統的機械式播種方法，極大地增強了播種工作的可靠性與成功率。

2）播種效率得到很大的提升。機械化播種技術和人工播種技術相比，最大的優勢不僅體現在傳統的播種成功率上，還體現在播種效果上。歐美發達國家的先進農業播種設備和機械經過不斷改良之后，播種效率也變得越來越好，播種寬度可達到一次24行，播種效率已經達到18 km/h，大大降低了人力成本和資金成本，提高了生產和綜合效益。

3）有效地節約能源及減少環境污染。機械操作必然會產生能耗，同時，也會造成一定的環境污染。歐美發達國家在開展農業播種機械研發的過程中，十分注意提高農業播種機械的質量，盡量降低能耗，減少對環境的影響。目前，最先進的現代化農業播種技術和機械已經具備低能耗、高效率、低成本的優勢，大大降低了對于環境的破壞，實現綠色播種。

3 播種機的未來發展方向

雖然我國是世界公認的農業大國，但我國對于農業機械相關產業的研究起步要比西方發達國家晚，不過發展速度相對較快。隨著人類社會的進步，科學技術的不斷創新，人們對播種機的性能要求越來越高[6]。未來播種機的發展方向是多功能、高效、便捷、綠色環保。

3.1 多功能化

隨著科技的不斷進步，播種機也不應該只有單一的播種功能。播種時要實現對作物施肥、防蟲、保濕等功能。如此，可一次完成多個作業[7]，既能實現作物的精確播種，又能保證作物的生長發育，還可以節省作業成本。與單一功能的播種機相比，多功能聯合播種機的能量損耗和工作成本要低30%左右。同時，還可以減少播種機進入耕地的次數，避免了土壤多次承受機器重力而被壓得過于緊實，從而影響作物的出苗率。從保護和改善耕地結構、保護環境和節約資源來說，發展多功能聯合播種機對于我國農業機械的發展具有重大意義和科學前瞻性。

3.2 小型化

目前，無論是機械式播種機還是氣力式播種機都有一個很大的缺點，那就是體積大，整機顯得很笨重。如果加上其他一些輔助部件，自重加上輔助部件的重量，這不僅是對配套牽引工具性能的一次檢驗，同時，也是對耕地的一次嚴峻考驗。因為播種機過重的重量會使得一部分耕地變得異常緊實，不利于后期耕地的重復利用。而且，播種機龐大的機身不利于其在狹小、地形復雜的環境中完成定量播種工作。因此，要求播種機朝著小型化方向發展[8]。

3.3 節約能源

現今的播種機絕大多數是由拖拉機或配合其使用的耗油機械拖拽使用，這種工作方式不僅會產生較大的噪聲，造成噪聲污染；而且機械的發動機不能充分燃燒利用能源便會向空氣中排放大量廢氣，造成空氣污染，能源利用率比較低。因此，將綠色環保的新能源應用到播種機械中是一個重要的發展方向，這不僅是對國家節能政策的響應，更是為了使播種機械朝著更先進、更環保的方向發展[9]。

3.4 新型材料和播種技術的研發

隨著國內外相關科學家研究的不斷深入和相關技術開發的重大突破，各種相關新型材料和相關創新技術勢必在國際上不斷涌現。這些先進技術也都會被廣泛地綜合運用到農業播種生產機械中，提升農業播種生產機械的使用耐久性、實用性、穩定性、便捷性，從而全面提升農業播種生產機械的播種成功率和綜合應用能力，加速我國農業技術的進步和現代化農業的進程。

4 結論

隨著科學技術的持續發展，特別是新材料、新能源在各行各業的不斷應用，播種機上現存的種種弊端在未來都會一一被克服。我國作為世界上公認的農業大國，隨著農業生產技術的不斷發展，我國的國民經濟水平也不斷提高。今后，播種機必將向高效、多功能、便捷、綠色環保的方向發展，多功能一體化播種機將會成為農業機械的一個大的發展方向。多功能一體化播種機不僅可以對作物進行精準播種，還可以同時完成對作物的施肥、殺蟲、保濕等工作。未來，播種機的使用不僅僅局限于農耕作物，還可以廣泛應用于瓜果、蔬菜等農產品。