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1、马铃薯播种机具研究进展刘文政 何进 李学强 魏忠彩 章志强 郑侃 赵宏波张宇帆中国农业大学工学院山东省马铃薯生产装备智能化 工程技术研究中心山东希成农业机械科技有限公司摘要：随着马铃薯主粮化战略的逐步推进和马铃薯种植面积的不断增加，实现马铃薯 播种机械化对于促进农业可持续发展、保证粮食安全和服务现代农业具有重要意 义。为此，分析了近年来我国马铃薯机械化种植概况，根据马铃薯播种机主要结 构类型将其分为勺式、气力式、带式、转盘式及针刺式等几种类型，并对各类型 播种机的工作原理、作业特点进行了分析和阐述。在此基础上，指出了现有国内 马铃薯播种机存在的一些问题，进一步提出了该领域未来研究重点与发展方向
2、， 以期为马铃薯机械化播种的研究提供参考依据。关键词：马铃薯;播种机;马铃薯主粮化;研究现状;作者简介：刘文政（1991-），男，河南民权人，硕士研究生，（E-mail） caulwzheng126. com。作者简介：何进（1979-），男，湖南娄底人，教授，博士，（E-ma订） hejincau. edu. cn。收稿日期：2017-02-16基金：山东省农机装备研发创新计划项目（鲁财农指201528号）Research Progress of Potato PlanterLiu Wenzheng He Jin Li Xueqiang Wei ZhongcaiZhang Zhiqiang
3、Zheng Kan Zhao Hongbo Zhang YufanCollege of Engineering, China AgriculturalUniversity; Shandong Provincial Intelligent Engineering and Technology Research Center for Potato Production Equipment;Abstract：With the gradual advance of potato staple food strategy and incrcasing potato planting area, the
4、potato planting mechanization has important significance for promoting the sustainable development of agriculture, food security and service of modern agriculture. In this paper, the mechanization of potato planting in China in recent years was on alyzed. Accord ing to the main st rue turc ty pcs of
5、 potato planter, it can be divided into several types, such as spoon type, pneumatic type, belt type, rotary type and acupuncture type. The working principle and various types of seeding machine working characteristics are analyzed. On this basis, points out some existing problems in the domestic po
6、tato plantcr. Furthcrmorc，the future research emphasis and dcvclopment direction in this field are put forward, in order to provide reference for the research of potato planter.Keyword：potato; planter; potato staple food strategy; research status;Received： 2017-02-160引言马铃薯是一种产量高、营养丰富、加工用途广且生长期短的粮食作物
7、，在世界范 围内种植广泛，是世界四大主要粮食作物之一，对保障世界粮食安全具有重要 意义UL我国马铃薯种植已有300年多的历史，具有种植面积大、分布范围广 等特点，目前已成为世界第一大马铃薯生产国。据联合国粮农组织统计，2014 年我国马铃薯总产量和种植面积分别占世界的19%和29%。2015年初，国家 提出马铃薯主粮化发展战略，将其列为继小麦、水稻、玉米之后的第四大主粮作 物固。2016年2月，农业部正式发布关于推进马铃薯产业开发的指导意见, 意味着我国马铃薯产业发展进入快车道史0,而发展马铃薯种植机械化对于促进 马铃薯产业的发展起着至关重要的作用。播种是马铃薯生产过程中关键环节之一，播种质量
8、直接影响马铃薯收获、产量和 品质5-6。我国虽然是马铃薯牛产大国，但迄今为止国内很多地区依然采用人 工或半机械化播种作业，劳动强度大、生产效率低、作业质量差、生产成本高，严 重制约着国内马铃薯产业的发展。20世纪初，欧美一些国家开始对马铃薯播种 技术与机具展开相关研究;20世纪40-60年代，美国、加拿大等发达国家已基本 实现马铃薯播种机械化;20世纪50年代末至60年代初，国内开始对马铃薯播种 机械开始研究7-8,但同国外先进机具相比，在机具性能稳定性、作业质量和 播种精度等方面与发达国家尚存在一定差距回。因此，了解和掌握马铃薯播种 机及其关键部件主要类型和特点，探讨存在的主要问题，对于我国
9、马铃薯机械 化播种机具的研究和推广具有重要意义。1马铃薯机械化种植面积分析图1为2008-2014年我国马铃薯种植面积变化图由图1可以看岀:2008-2014年全国马铃薯播种面积、马铃薯机耕面积及机播面积均呈逐年增 加的趋势，2014年马铃薯播种面积为5 573. 30khm,比2008年增长T 19. 51%, 年平均增长率在3%以上。其中，2008-2009年播种面积增长率达到8.95%,增长 幅度较大。马铃薯机耕面积方面：2014年为3 039. 55khm,比2008年增长了 77. 39%,年平均增长率10. 02%,增长速度较快。其中，2008-2011年年均增长速 度接近15%。
10、马铃薯机播方面:2014年为1 320. 09khm,较2008年增长了 17.66%, 增长速度很快。其中，2008-2009年及2010-2011年机械播种面积增长率均在32% 以上。整体来看，随着马铃薯耕作及播种机械化水平的提升，马铃薯播种面积呈 逐年增长的趋势，但国内马铃薯种植机械化水平依然很低。其中，机械化耕作面 积不足马铃薯播种面积的1/2,机械化播种面积不足马铃薯播种面积的1/5。马 铃薯种植大部分靠人工进行作业，对我国马铃薯产业的发展起到制约作用，推 进马铃薯播种机械化势在必行。6 0005 0004 0003 00()2 ()001 ()00()20082009201()20
11、1 12012201年份图1 20082014年全国马铃薯种植面积变化图下载原图2马铃薯播种机主要结构类型马铃薯播种机的核心部件是排种器，由工作原理可分为勺式、气力式、带式、转 盘式和刺针式等类型。2. 1勺式马铃薯播种机勺式马铃薯播种机是B前使用最为普遍的类播种机具，根据播种机自动化程 度的高低将其分为全自动化和半自动化。勺式排种装置是此类播种机的核心部件, 根据驱动方式的不同，可分为带勺式和链勺式两种。其工作原理为:种薯受重力 作用流动到种箱底部充种区，破拱装置贴着种箱壁小幅振动，搅动种薯以免结 拱;主动轮从播种机地轮获得动力带动排种器运转，充种区一侧的排种链（带） 向上运动，链（带）上的
12、种勺依次舀取种薯;待种勺运动至清种区，由振动式清 种装置清除种勺内多余种薯，被清除的多余种薯回落至种箱;种勺到达最高点后, 种薯下落至前一种勺的勺背上，种勺勺背与导种管配合拖住种薯，防止种薯自 由下落;种勺携带种薯运动至投种点，种薯由于失去支持力，下落至开沟器开好 的种沟内，完成排种5, 11。带勺式排种装置结构简单,造价较低，易于增设振 动装置，并且能够更好地协调排种器与拖拉机Z间的速度关系;但其容易打滑， 致使传动可靠性降低，难以保证株距均匀性;链勺式排种装置具有较好的传动性 能，但往往会出现破坏薯种幼芽、影响发芽率的现象，进而影响马铃薯的产量 。2.1.1全自动勺式马铃薯播种机全自动勺式
13、马铃薯播种机主要由勺式排种装置、施肥装置、机架、开沟器、地轮 也及起垄覆土装置等几部分组成，一次进地可完成开沟、施肥、播种、起垄覆土 等多项作业根据与拖拉机配套形式的不同，全自动勺式马铃薯播种机乂可 分为悬挂式和牵引式两种。拖拉机牵引或悬挂播种机进行出间作业时，开沟器开 沟，地轮随拖拉机前进并通过链轮和链条为播种和施肥装置提供动力，肥料通 过施肥器进入施肥管，经开沟器施入土壤;勺式排种装置将种薯播至沟床，其后 的起垄覆土装置进行起垄覆土，完成马铃薯播种全过程。现有典型机具如中机美诺科技股份有限公司生产的1240A型4行马铃薯播种机, 如图2所示14 o图2 1240A型马铃薯播种机下载原图该机
14、与拖拉机配套形式为牵引式，采用带勺式排种装置，通过异形种杯皮带产 牛的振动进行清种；开沟器采用双圆盘机构，施肥单元运用双侧深施肥技术，所 需配套动力74. 5k W以上。由乐陵市天成工程机械有限公司与山东理工大学、山 东省农业机械科学院共同研制的2CMX-4B型4行马铃薯播种机15,采用三点悬 挂式结构，机具前端的开沟器为双面犁尖式，排种器为链勺式且外设护罩，地 轮为主动传动机构，可根据不同的速比调整株距;机具后端的起垄覆土装置为弧 形圆盘式扶土盘，加有喷药系统。该机播种行距90cm,适应株距14.547cm,需 配套动力92k W以上。德国Grimine公司牛产的GL32F型双行马铃薯播种机
15、16-17 如图3所示。该机采用三点式悬挂结构，机具前端为螺旋推进式施肥系统，设置 倾斜圆盘覆土装置，可实现在种薯两侧进行颗粒施肥，施肥量2001 500kg/hm; 播种单元采用带勺式排种装置，适应行距7590cm,配有平行四边形结构的犁 铎开沟器，以保证种薯深度的精确性;机具后端除标准配置的圆盘式覆土器，还配置有后悬挂支架系统，为用户提供丰富的选装部件，如做垄型、镇压等，同时 配有机器监控视频系统，需动力50k W以上。英国Standen公司牛产的SP400 型4行马铃暮播种机18,与拖拉机配套形式为三点悬挂式，排种器采用链勺 式排种装置，开沟器为不锈钢材料，机身配备重型底盘，起垄覆土装置
16、采用起 垄犁体机构，同时可配备有自动限深装置及液压转向装置等。该机播种株距 1345cm,需配套动力95. 6k W以上。图3 Grimme 32F型马铃薯播种机下载原图2.1.2半自动勺式马铃薯播种机半自动勺式马铃薯播种机主要由勺式排种装置、施肥装置、机架、开沟器、地轮、 补种座及起垄覆土装置等几部分组成，一次进地可完成开沟、施肥、播种、起垄 覆土等多项作业。有些机型根据农艺需要，设有铺膜系统。该类播种机为小机型， 一般采用链勺式排种机构，为保证较高单种取种率、降低漏播率，增设人工补种 这一环节，从而增加了人工劳动强度。现有较典型机具，如青岛洪珠农业机械有限公司生产的2CM-1/2型大垄双行覆 膜马铃薯播种机口丑。该机采用三点悬挂机构，采用链勺式排种装置，中部设有 补种座供
