浅谈马铃薯播种机械研究现状

李智勇　蒙贺伟　李亚萍

（1新疆生产建设兵团农机技术推广总站，石河子832000；2石河子大学机械电气工程学院，石河子832003）

浅谈马铃薯播种机械研究现状

李智勇1蒙贺伟2李亚萍2

（1新疆生产建设兵团农机技术推广总站，石河子832000；2石河子大学机械电气工程学院，石河子832003）

马铃薯主粮化已成为我国发展战略，马铃薯将成为老百姓餐桌的主粮。预计2020年50%以上的马铃薯将作为主粮消费。到时，我国马铃薯种植面积将扩大到1亿亩以上。目前马铃薯种植环节仍存在劳动强度大、效率低现象，本文介绍了马铃薯产业发展情况，实现机械化意义和必要性，指出了马铃薯播种机械研究当前存在问题，并提出了意见建议。

马铃薯；播种；机械；现状

为保障国家粮食安全，我国将马铃薯作为重点农作物，成为老百姓餐桌上的又一主粮，对国民经济及“三农”稳定发展具有重要意义。同时，因其高营养价值和经济价值，近年来发展较快，种植面积和总产量不断提高。“十二五”期间，我国马铃薯种植业平稳发展，种植面积和总产量逐年增长。2014年，全国马铃薯种植面积已超过8500万亩，总产量超过1亿吨，基本满足了我国居民食用消费和马铃薯加工业原料供应需求，预计到2020年，中国和印度对全球的马铃薯产量贡献率将达到60%。在我国发布的《国家粮食安全中长期发展规划纲要（2008-2020年）》中，明确了马铃薯为我国保障粮食安全的重要作物，具有重要的战略地位，在“十三五”期间，我国马铃薯种植面积预计将达到1亿亩以上，同时提高亩产，总产量达到1.3亿吨以上。

1　马铃薯播种实现机械化意义和必要性

马铃薯种植从整地到收获包含众多环节，其中种植和收获环节劳动强度最大，基本都由人工完成，不仅劳动强度大而且还造成了资源的浪费。较人工种植，实现马铃薯种植全程机械化，能够体现机械化生产节本增效的优势，可降低人工劳动强度，改善在生产中的作业环境和劳动条件，大幅提高劳动生产率和种植生产的经济效益。根据试验测试数据显示：马铃薯机械化种植较人工种植每hm2平均增产6960kg，按照市场售价0.60元/kg，即可增收278.40元。同时马铃薯机械化种植较人工种植，每hm2可节省优质种薯195kg，按照优质种薯价格1.20元/kg，即可节省种薯234元。为此，提高马铃薯机械化种植水平不仅可以降低劳动强度和生产成本，而且还能提高产量和农户收入。

目前，马铃薯种植模式主要有单垄单行和宽垄双行2种，前者在耕地面积较大的地块中会存在作业效率低、土地利用率差等问题，为此，其仅适用在小面积地块的播种作业。而针对新疆作物土地面积较大特点，宽垄双行的马铃薯种植模式正逐渐被农户所接受。在播种过程中，将垄中的种薯排布成三角形分布，有助于提高马铃薯的产量和土地利用率。针对大田中这种特殊的宽垄双行马铃薯种植模式下的马铃薯机械化播种，项目组设计一种集开沟、施肥、播种、铺膜铺管及覆土等为一体的宽垄双行高效多功能双行马铃薯种植机，其具有播种效率高、漏种及重种率低等特点。

2　国内外研究现状

2.1国外研究现状20世纪50年代以后，欧美的许多发达国家先后完成了由传统农业向现代农业的过渡和转化［1］，马铃薯播种机经过几十年的发展和应用，其技术水平已达到相当完善的程度。

德国GRIMME公司研制生产的VL19E马铃薯播种机，其主要结构由芯铧式开沟器、带勺式排种器、链条式传动机构、覆土起垄圆盘橡胶充气地轮和箱体等部分组成，该机具有牵引阻力小、性能可靠、结构紧凑、传动平稳和作业质量好等优点。意大利的F. LLISPEDO公司为意大利最大的收获机械和薯类作物种植机械制造厂，F.LLISPEDO公司具有齐全的产品种类，其公司产品既有半自动单垄作业机械，能够实现与手扶拖拉机配套使用，又有自动单垄和多垄机械，能够与中小型四轮拖拉机配套，适用于不同用户。

2.2国内研究现状马铃薯作为我国重要的农作物，其种植面积和产量位于世界前列，但机械化水平低，对马铃薯播种机的研究起步晚，伊始于20世纪60年代，马铃薯总体生产机械化水平一直不高。近年来，因新技术、新工艺的出现和应用，为马铃薯播种机械提供了较好的发展平台。20世纪80年代以来，马铃薯播种机械化得到快速发展，国内陆续有十多家科研院所和生产企业自发研制马铃薯播种机，取得突破性进展。

哈尔滨市农业机械化研究所研制的2CM-4马铃薯播种施肥联合作业机主要由播种装置、施肥装置、覆土铧及镇压轮等组成，在施肥装置中配有螺旋搅拌器，防止肥料架空堵塞。采用挂轮式株距进行调节，调节方便，能够适应不同地区种植模式的农艺要求，该机性能良好、作业效率高，并且具有操作简单等特点。内蒙古农业大学研制的2BSL-2型马铃薯起垄播种机采用芯铧式开沟器，其优点是入土性好，结构简单，对播种的前整地要求不高，性能稳定可靠。青海省互助县农机站研制的侧置式马铃薯播种机主要由开沟器、播种离合器、排种导向槽及种箱等部件构成，该机具有排种均匀、劳动生产率较高，且能够实现合理密植的优点，加之其能与手扶拖拉机配套，具有较强的适应性。

刘小娟等［2］对2CMFL-2型马铃薯播种机械的参数选择、排种器的结构设计以及机具的合理配置进行了研究介绍。采用了节距30mm的钩形链勺式排种机构，解决了传统种肥箱存在的问题，该排种机构具有造价低、株距调节方便、维护简便和可靠性高等特点。李建东等［3］针对我国悬挂式马铃薯种植机械性能指标不理想、株距不均、作业效率低、存在重播漏播等问题，设计了2CM4B型牵引式马铃薯种植机。采用了交叉取种技术，配以振动排种部件，实现了精量播种。该播种装置采用了上驱动的驱动方式，使皮带打滑率偏高问题得到有效降低。采用链耙施肥结构，加大了排肥量的调节范围，有效解决了堵肥问题。唐海军等［4］根据马铃薯播种时的农业要求和种植模式，改进设计了一种补偿式马铃薯播种机，主要由起垄装置、覆膜装置、排种装置、排肥装置及补偿播种装置等部件构成。在原有马铃薯播种机上添加补偿播种装置，采用激光对射传感器和步进电机，能有效地实现马铃薯的自动补偿播种，降低了漏播率，增加了产量。田艳清等［5］针对现有马铃薯播种机械漏播和重播等问题，研究设计出一种马铃薯播种施肥联合作业机，可一次性完成开沟、施肥、播种、覆土、起垄、覆膜等作业。该机采用独特的手指状取种播种机构，使漏播率和重播率降低。使用旋耕起垄装置，在实现种沟均匀覆土的同时能够完成起垄作业，大大提高了作业质量和效率。通过田间试验数据，该马铃薯播种机能够实现联合作业，其平均漏播率为0.91%，平均株距偏移率为7.28%，平均重播率为1.17%。

此外，通用的马铃薯播种机的类型还有2CML-2型马铃薯播种机，该机能够一次性实现开沟、施肥、播种、覆土等环节作业，为与小型拖拉机配套使用的全自动机械化作业机具，但该型播种机的链勺与链条之间有脱落现象。2BSMX-2型双行马铃薯播种机，对排种器进行了改造，主要采用升运薯杯形，同时采用外槽轮式排肥器，其主要优点为质量轻、体积小和有利于在小地块实施作业，同时可与功率为13.7～17.7kW的小四轮拖拉机配套，可以一次性完成播种、施肥、铺膜等马铃薯播种机械化作业［1］。

3　存在问题

3.1部分马铃薯播种机播种性能不高通过使用情况看，部分马铃薯播种机存在着漏播率和重播率高、种子损伤严重的问题，对马铃薯种植生产正常开展造成了一定的影响。

3.2部分机具结构复杂、价格昂贵目前马铃薯生产不乏性能可靠产品，但其复杂的结构对操作维护提出了较高要求，同时整机价格昂贵，已超出种植农民接受范围。

3.3部分机具适应性还需提高当前马铃薯种植地区的气候、环境、土地条件以及种植模式等不尽相同，部分播种机出现播种质量差、故障率高、作业效率下降的现象。

4　意见建议

4.1完善关键技术，不断提升马铃薯播种机可靠性

针对现有马铃薯播种机存在的播种性能不高问题，需进一步加强马铃薯播种机开沟、取种、投种等播种关键技术的研究，以实现装备的高效低耗精量马铃薯播种，并通过继续加大对机具的研究力度，积极探索新工艺，使用新材料，完善产品性能，不断提升产品技术含量和质量水平。

4.2开展装备作业质量在线监测技术研究，提高技术装备智能化水平针对马铃薯种植技术装备自动化水平低等问题，利用现代检测传感技术，加强对播种过程中的重播、漏播等作业质量的在线监测技术研究，以提升马铃薯种植的作业质量，为高性能、高可靠性马铃薯种植机械的研究奠定基础，从而从整体上提升我国马铃薯种植机械智能化水平。

4.3加强马铃薯种植模式的研究，增强马铃薯种植机械的通用性和适应性针对我国马铃薯种植区域大、种植模式不统一等现象，积极开展不同区域马铃薯种植模式的研究，以解决适于不同种植模式、不同区域作业要求的马铃薯种植机械装备的研究，如针对新疆铺膜铺管作业以及现有一垄双行种植模式，开展能够实现一垄双行种植模式下铺膜铺管作业的马铃薯种植机械。

4.5加强生产工艺的研究，不断降低马铃薯播种机械的制造成本针对生产和应用过程中出现的问题，对产品、工艺及工装进行优化改进，确保产品质量和生产能力稳定；优化结构设计，积极探索马铃薯收获机械零部件的标准化、系列化，从而达到提升产品质量、便于维修保养、降低生产成本的目的［6］。

4.6把好产品检验测试关，确保产品质量不断提高零部件的加工精度及合格率，加强整机制造装配工艺的研究，并针对各关键装置主要零部件的失效形式及成因，制定各检测点的试验及检测标准，建立各零部件

与整机质量评价检测体系与规范，以保证产品质量。

［1］刘全威，吴建民，王蒂，等. 马铃薯播种机的研究现状及进展. 农机化研究，2013（6）：238-241

［2］刘小娟，张书.2CMFL-2型马铃薯种植机排种器的设计研究.农业机械，2008（9）：48-49

［3］李建东，赵金英，薛方期，等.2CM4B型牵引式马铃薯种植机的研制.农机化研究，2011（6）：45-48

［4］唐海军，吕钊钦，刘树峰. 新型马铃薯播种机的设计. 农机化研究，2015（12）：148-151

［5］田艳清，蒋金琳，周申，等.小型马铃薯播种施肥联合作业机的设计.农机化研究，2014（12）：158-160，164

［6］李智勇，蒙贺伟，李亚萍. 马铃薯收获机械研究现状及存在问题.新疆农机化，2016（2）：19-22，25

2016-07-06）