微粒种子精良播种

国外谷子播种技术的研究现状目前，国外精密播种机已达到相当完善的程度，在

精密播种机上除了设有完善的整地、覆土、镇压、施肥、洒农药装置外，其排种装置

多采用新的工作原理，包括各种气力式排种原理和机械式排种原理，从而保证单粒精

密播种。例如，美国的 John － Deere7000 型精量播种机、法国摩诺赛公司生产的MONOSEMNC 气吸式播种机和德国贝克公司生产的 Aeromat II 气吹式播种机采用不同结构原理的排种器，可排种玉米、大豆、甜菜、高粱、棉花等作物种子［7］。国外对于小颗粒精少量谷物播种机的研制始于20 世纪 60 年代，欧洲 Gianni 等学者首先研

制了真空式小籽粒谷物精密排种器，创造性地开辟了一条针对小籽粒谷物的精量播种

时代。Hudspeth 和 Wanjura 采用 X 行播种装置的真空精密播种机械，Parish 采用垂

直排种盘式排种器，都提高了播种效率。伊朗学者 Ja-fari 和 Fornstrom 设计制造了穴式精密播种，对槽轮式精少量排种器的操作特点进行研究，进而采用螺旋输送式排种

装置来保证小籽粒排种的均匀一致性［6］。

3． 1． 2 国内谷子播种技术的研究现状

相比国外精密播种机的迅猛发展，我国在精密播种这一环节起步较晚，发展较慢，农

业机械化水平与发达国家还有一段距离。20 世纪 80 年代，借鉴国外播种机械，开发

研制适合我国地域环境的播种机开始在农业耕作中得到广泛应用。近几年，水稻、玉米、花生、大豆等大颗粒作物的播种机械发展更为迅速，已取得了许多实用的成果。

但由于谷子粒径和千粒质量均较小，形状、流动性能差异较大而很难实现精密播种的

农艺要求。现阶段国内谷子播种机按照排种器的构造不同可分为以下几种类型:

1) 采用窝眼式排种器的播种机。该机采用窝眼式排种器，结构简单，操作方便。但其精度相对较低，窝眼太大使多粒种子同时通过，太小则导致种子因质量过小而被吸附

在窝眼中排不出去，使种子因受挤压而堵住窝眼，造成缺苗断垄的问题。

2) 采用往复式排种器的播种机。该机采用机械往复式排种器，设计原理是尽量降低谷粒种籽的投种高度，把往复式排种器安装在开沟器内，提高种籽的投种精度，出苗后

无需间苗，节省劳动力。该机由运城市农机局在承担山西省农机局小杂粮生产机械化

技术项目工作中与运城市施肥播种机厂共同研究设计，经大田试验可以较好地实现谷子、芝麻、苜蓿等小颗粒作物精量播种要求［1］。

3) 采用多功能排种器的播种机。该机采用多功能精密排种器，由陕西省宝鸡市农科所研制。机械方式推种，克服了型孔堵塞造成的播种缺苗断垄现象，省种省时，出苗整齐，但是易造成谷粒破损堵塞; 除精量排种机构以外，还保留外槽轮式常量排种机构，使其一机多用。2BXD －10 型为小四轮悬挂式条播机即采用该排种器，实验证明可以

实现对谷子、芝麻、油菜、苜蓿等小粒种子的播种，同时对玉米、大豆、棉花、高粱、小麦等大、中粒种子也能播种。

4) 采用槽轮式排种器的播种机。针对槽轮式排种装置对于小籽粒谷物只能进行条播，无法实现精少量播种，而气力式又无法小型化的问题，山西农业大学发明了异型螺旋

槽式精少量播种机。该播种机核心是采用 1 根开有多条螺旋型槽的排种圆轴，通过轴

与套筒的配合形成无轴向移动的密封空间，种子在与套筒内壁的摩擦作用下不断进入

密闭空间，排成行并随螺旋线向前移动，落入导管实现卸种［4］。其结构简单，便于操作，可以解决谷子等小籽粒谷物的精少量播种问题。

3． 2 技术比较

精密播种机按照排种原理主要分为机械式和气力式两种。机械式精密播种机主要分垂

直圆盘式、垂直窝眼式、锥盘式、纹盘式、水平圆盘式、倾斜圆盘式和带夹式等。气

力式精密播种机主要分气吹式、气吸式和气压式等［2］。目前，国内机械式精量穴播技术和气吸式精量穴播技术在作用性能、经济性能和可靠性能等方面存在差异。机械

式精量穴播和气息式精量穴播技术的比较如表 2 所示。

3． 3 气吸式精量穴播的技术难点通过实验室内气吸式垂直圆盘排种器对谷子的排种试验，发现能够达到单粒精量播种。主要技术难点集中在以下几个方面:

1) 伤种问题。由于谷粒较小，如果排种器运动副存在缝隙，种子易进入受运动副的挤

压而破碎。

2) 堵塞问题。因谷子粒小，其外还有糠皮，糠皮较易脱落混于种子内，这些糠皮一方

面可能会进入吸气孔造成堵塞; 另一方面会影响穴播的精确性，造成播种质量下降。3) 不易成穴。谷子种粒密度小，投种过程受空气干扰较大，使得排种器排出的种子，

较难落入预定的区域，特别是投种高度较大时更是如此。

4) 气压稳定对精播的影响。气吸式播种机械对气压的稳定性和严密性要求较高，利用

气体负压吸取种子进行精密播种。由于其特殊的工作原理，稳定而严密的气压对实现

均匀排种起着至关重要的作用。

5) 气吸装置结构 ( 孔形状和大小) 。播种谷子时为了保证出苗后不会造成缺苗断垄的

现象，农艺要求每穴播种 3 ～ 5 粒，这就要求合适的孔形状和大小。若采用孔径为0． 8mm 的气吸式垂直圆盘排种器在风速和气压均稳定的情况下可以达到单粒排种;

若采用针式排种器，不同形状、尺寸、大小的孔径周围的气流分布也不同，从而吸取

种粒的数量亦不相同。

表 2 机械式精量穴播和气吸式精量穴播技术的比较

4 谷子精量播种机研发的技术方案设想在充分了解国内外已有的谷子播种机的基础上，针对谷子等小颗粒作物特殊的物理特性和农艺要求以及气吸式排种器的构造原理，研

发设想一种以气吸式原理为基础的谷子精量播种机，能够有效地解决谷粒过小过轻而

造成的堵塞、伤种和成穴等问题，并且能够实现播种的精量调节。排种器是播种机的

核心部分，是决定播种机特性和工作性能的重要因素［3］。设想排种器采用气吸式

原理，实现取种，而应用气吹方式实现投种和清堵，最大程度地降低谷粒糠皮堵塞现象。排种器气室可以分为两部分，负压吸种区域和正压投种清堵区域，排种器随地轮

运动而轴向运转，从而带动种粒的连续均匀排出。为了寻求合适的气吸装置( 孔的形状和大小) ，满足播种谷子的农艺要求，应用气流分析的方式对不同形状大小的吸孔进行仿真分析，找到最合适气流分布状态的最佳吸孔的形状和大小。采用以拖拉机的发电