大垄双行荞麦播种机的研制

卜　一，唐　超，李尽朝，路耿新，雷雨田，王欣欣

(内蒙古赤峰市农牧科学研究院, 内蒙古 赤峰 024031)



大垄双行荞麦播种机的研制

卜一，唐超，李尽朝，路耿新，雷雨田，王欣欣

(内蒙古赤峰市农牧科学研究院, 内蒙古 赤峰 024031)

摘要：我国并无专门针对荞麦的播种机，荞麦生产机械化水平极低。为此，设计了2BF-3大垄双行荞麦播种机，采用45～50 cm大垄距种植，一垄双行，行距8～10 cm，种肥分施；整机质量150 kg，配套动力≥8.9 kW，不需要动力输出。田间试验证实:大垄双行荞麦播种机播量精确且可调，播深一致且可调，排种均匀性变异系数、各行排种量一致性变异系数、总排量稳定性变异系数、种子破损率分别为28.1%、1.4%、0.5%、0.1%，均较大幅度小于标准值，机具的通过性满足农艺要求。

关键词：荞麦；大垄双行；播种机；机械化

我国是荞麦生产大国，常年种植面积约100万hm2，总产量约75万t，面积和产量居世界第2位[1]。然而，中国荞麦的生产水平较低，一般产量为900～2 250 kg·hm-2，少数地区产量可超过2 250 kg·hm-2[2]。从全国荞麦生产情况来看，存在主要问题是生产条件差，农民收入很低，耕作粗放，种植技术不规范[3-7]，多采用人工撒播或蓄力拉犁播种，机械化程度极低[8]。仅有的少数地区采用机械播种，且由于国内并没有专门针对荞麦的播种机，机械播种多采用临时改装其它作物播种机[8-9]。同时，传统种植方式垄距小，无法进行机械中耕，而人工除草又大幅度地增加了劳动强度和成本，造成荞麦田杂草较多，倒伏严重，对荞麦产量影响极大。因此，研制专门的荞麦播种机，为荞麦生产提供先进的栽培技术和专用机械，对于荞麦产区农业经济及国家荞麦产业发展十分重要。

内蒙古赤峰市农牧科学研究院资源与环境研究所于2011年开展了荞麦大垄双行栽培的调研、试验与技术集成研究，并于2012年研制出大垄双行荞麦播种机，2013年获得国家实用新型专利，专利号ZL 2013 2 0072981.1。2012—2014年在内蒙古赤峰市采用大垄双行播种机播种的荞麦面积累计推广已达8.06万hm2。2014年通过国家燕麦荞麦产业技术体系推介，大垄双行荞麦播种机已被云南、山西、江苏、宁夏、甘肃等5省的多个荞麦试验站引入，推广面积将进一步扩大。

1机构设计及工作原理

1.1总体设计

荞麦大垄双行播种机结构简图如图1所示，包括机架(1)，在机架上方安装种子箱(2)和肥料箱(3)，在机架下面等间距安装3条垄的作业机构，每条垄的作业机构包括一个施肥开沟器(4)、两个播种开沟器(5)和一个镇压滚(6)。施肥开沟器安装在机架的前部，水平间距可调整，为45～50 cm。两个播种开沟器安装在施肥开沟器的后部，水平间距为8～10 cm。镇压滚安装在两个播种开沟器的后部，用于固定播下的种子；施肥开沟器通过排肥管连通一个在肥料箱底部设置的拨肥器，播种开沟器通过排种管连通一个在种子箱底部设置的拨种器。拨肥器和拨种器由镇压滚通过镇压轴、链轮、链条及传动轴驱动连接。

注：1-机架，2-种子箱，3-肥料箱，4-施肥开沟器，5-播种开沟器，6-镇压滚，7-排肥管，8-拨肥器，9-排种管，10-拨种器，11-镇压轴，12-链轮，13-链条，14-传动轴，15-套管，16-立柱，17-紧固螺丝，18-播种架，19-减震器，20-销轴，21-减震机构，22-支撑臂。

Note： 1-Rack, 2-Seed box, 3-Fertilizer box, 4-Fertilizer opener, 5-Seeding opener, 6-Repression roll, 7-Fertilizer tube, 8-Fertilizer feed drive, 9-Seed tube, 10-Seed sowing device, 11-Suppression axis, 12-,Sprocket wheel 13-Chain, 14-Transmission shaft, 15-Casing pipe, 16-Column, 17-Fastening screw, 18-Sowing frame, 19-Absorber, 20-Pin, 21-Damping mechanism, 22-Support arm.

图1大垄双行荞麦播种机结构图

Fig.1The structure chart of buckwheat planter with

two rows in one big ridge

1.2整机工作原理及工作过程

机具与拖拉机三点悬挂连接，配套动力为8.9 kW以上轮式拖拉机。作业时拖拉机牵引机架运动，带动镇压轮运动，镇压轮转动后通过链条驱动拨种器和拨肥器运动，种子和肥料分别经排种管和排肥管落入由播种开沟器和施肥开沟器所开沟内。播下的种子经镇压滚镇压后，使同一垄内的2行种子固定在原位，双行效果明显，同时使种子与土壤充分接触，保墒效果好有利于种子出苗。

1.3性能指标和技术参数

该机性能指标及技术参数如表1所示。

1.4主要工作部件设计

1.4.1排种器与排肥器排种器是播种机的关键部件之一，其性能关系到整机作业质量及实用性。排种器的种类很多，机械式排种器由于结构简单、容易操作和使用可靠而被广泛应用[10]。本机采用槽轮式排种器，播种量大小与齿槽数量、排种器转速、齿槽大小有直接关系。由于荞麦子粒较小，该拨种器设计为20齿密齿型槽轮，通过减小齿槽深度b，缩小凹槽直径a，使单个齿槽的容积变小，每个齿槽拨出的种子量减少，从而更加适合小粒作物。通过增加齿槽数量，使每个齿槽排种的频率加大，以提高排种均匀性，结构如图2所示。同时，采用毛刷刷种，增加了排种均匀性，减少了种子破损率。排种器齿槽长度可调，所有排种器固定于同一调节杆上，以保证每个排种器所排出种子量一致。

图2排种器

Fig.2Seed sowing device

本机采用排肥器为槽轮式，与排种器设计原理一致，不同的是采用14齿设计，齿槽长度可调，所有排肥器固定于同一调节杆上，以保证各排肥器排肥量一致。

1.4.2开沟设计施肥开沟器采用翼铲式开沟器(图3)，可将表层干土翻开，开沟翻土宽度可达到10～20 cm，它除了具有开沟施肥功能以外，还具有灭茬、除草和松土作用。

播种开沟器采用滑刀式开沟器(图3)，它翻土量小，保证种子落入适宜深度的湿土层，种子落入沟内之后可实现自动覆土。播种开沟器位于施肥开沟器后方两侧，水平距离为8～10 cm，在同一垄沟内进行双行播种。

注：4-施肥开沟器；5-播种开沟器

Note： 4-Fertilizer opener； 5-Seeding opener

图3施肥开沟器、播种开沟器

Fig.3Fertilization opener, seeding opener

1.4.3镇压滚设计本机设计的镇压滚有两个作用，首先为排种器与排肥器转动输出动力。第二，压实土壤，固定种子，以保证垄内双行效果明显。如图4，在机架1的后部两侧通过销轴20和减震机构21安装两个支撑臂22，两个支撑臂22上安装一根镇压轴11，每条垄的镇压滚6都固定在镇压轴11上。镇压滚6排在播种开沟器后，将每条垄内播下的双行种子固定在原位。用户应根据土壤墒情自备一根适当重量的拖杆用绳子系于机架后，将拖杆拖于镇压轮后进行覆土，覆土厚度一般不超过3 cm为宜。

2田间试验

2.1试验条件

播种试验共进行3年，分别于2012—2014年的6月中旬在内蒙古赤峰市翁牛特旗广德公镇高家梁村进行， 共播种荞麦30 hm2， 进行了播种质量及排种器性能检测试验。参试品种为温沙， 播种量45 kg·hm-2，每公顷基施磷酸二铵60 kg，追施尿素150 kg。配套动力为26.3 kW拖拉机，作业速度为6～9 km·h-1。

注：1-机架，4-施肥开沟器，5-播种开沟器，6-镇压滚，11-镇压轴，12-链轮，15-套管，16-立柱，17-紧固螺丝，18-播种架，19-减震器，20-销轴，21-减震机构，22-支撑臂

Note： 1-Rack, 4-Fertilizer opener, 5-Seeding opener, 6-Repression roll, 11-Suppression axis, 12-,Sprocket wheel, 15-Casing pipe, 16-Column, 17-Fastening screw, 18-Sowing frame, 19-Shock absorber, 20-Pin, 21-Damping mechanism, 22-Support arm.

图4镇压器

Fig.4Suppression device

高家梁村属寒温带大陆性季风气候，春季风多而大，少雨干旱，天气多变，夏季降雨集中且雨热同季，秋季气温变化急剧，降温快，霜冻早，全年无霜期90～110 d，年平均降雨量370 mm，7月份平均气温22.5℃。土壤为栗钙土，种植制度为一年一熟。

2.2试验方法

因无荞麦播种机质量检测指标，所以本实验参考农业部农机试验鉴定总站制定的小麦播种机播种质量检测指标，测试内容包括常规的播种质量、种肥覆土状况等，主要检验依据为《免耕播种机选型试验大纲》和小麦免耕播种机性能、检测项目与检测方法。检测设备包括电子天平、游标卡尺、秒表及卷尺等。

播种、施肥深度合格率：播种覆土后，扒开土层，分别测定种子、肥料上部覆盖土层厚度。随机选择3个往返单程，各单程划定20 m2小区，每小区每行测3点，计算覆土深度和在合格深度范围内的点占总测定点数的百分数。

排种均匀性：测定收集容器中的种子质量，每次试验测定5次，计算排种均匀性变异系数。

各行排量一致性：从种箱两侧，各测定8行，计算各行排量一致性变异系数。

总排量稳定性：测试方法同各行排量一致性相同，重复5次，计算总排量稳定性变异系数。

种子破损率：与各行排量一致性同时测定，从各个排种器排出的种子中取出5份，每份质量约100 g，选出破碎损伤的种子称其质量，计算破碎种子质量占样本总质量的百分数。

3试验结果

3.1播种出苗

播种后，种子、肥料的覆土深度及合格率等测试结果如表2所示。结果表明，三年种子覆土的平均播深为2.3～2.4 cm，肥料平均覆土深度为3.9～4.1 cm，合格率89.1%～92.5%，均高于设计值，能够满足该试验地区播种深度要求在2～3 cm、施肥深度为种下3～5 cm的农艺要求。田间苗株数约为90 万株·hm-2，与传统播种方式接近，但播种均匀度要比常规播种方式好。这主要是采用了可调式密齿型排种器，提高了播种精度，同时动土少，有效防止了大风卷走覆土，避免了种子裸露地表，保证了良好的出苗率。

3.2排种器性能

排种器性能测试结果如表3所示，三年的排种均匀性变异系数、各行排种量一致性变异系数、总排量稳定性变异系数、种子破损率平均值为28.1%、1.4%、0.5%、0.1%，均较大幅度地小于标准值。测试结果表明：各项指标均符合标准值要求，该排种器的性能质量好，能够满足荞麦播种的需要。

3.3生产效益分析

3.3.1省工、增产效果显著 采用荞麦大垄双行播种机机械播种，可减少人工投入311 元·hm-2，极大降低农民劳动强度，加快播种进度，为干旱地区农民抢墒播种创造有利条件。同时，节省出劳动力若从事第三产业，还可获得额外间接收入。

2012—2014年试验地使用荞麦大垄双行播种机播种的荞麦，产量较当年当地传统种植方式分别增产219.0、238.1、246.8 kg·hm-2，增幅分别为15.63%、18.34%、21.69%；按当年荞麦价格计算，每公顷效益分别增加562.83元、697.6元、1081.0元。

3.3.2机具回收成本快农机户购置1台荞麦大垄双行播种机按2 200元价格计，每天播种5 hm2，收费按225 元·hm-2、油耗按最高75 元·hm-2计，每天净收入750元，3 d即可回收机械成本。若一个作业周期按7 d计算，除去机具成本，可实现净收入2 750元，当年即可实现盈利。

4结论

1) 设计了大垄双行荞麦播种机，采用一个翼铲式施肥开沟器与两个滑刀式播种开沟器开沟器组合的播种施肥系统，实现了一垄双行、种肥分施、精少量播种，田间试验表明作业质量优良。

2) 排种器排种均匀性变异系数、各行排种量一致性变异系数、总排量稳定性变异系数、种子破损率等均符合标准JB/T 6274.1-2001《谷物播种机技术条件》。

3) 田间试验表明：种子覆土深度合格率为92.1%、肥料覆土深度合格率为90.5%；排种均匀性变异系数为28.1%；种子破损率0.1%，能够满足农艺要求。

(4) 本机具可与≥8.9 kW拖拉机配套使用，适应山旱地播种需要。

参 考 文 献：

[1]林汝法,周小理,任贵兴,等.中国荞麦的生产与贸易、营养与食品[J].食品科学,2005,26(1):259-262．

[2]冯佰利,姚爱华,高金峰,等.中国荞麦优势区域布局与发展研究[J].中国农学通报，2005,21(3):375-377．

[3]王安虎,张文友,李正涛.发展中国荞麦生产的设想与探讨[J].中国种业,2004,(7):17-18．

[4]罗兰,刘光德,雷兴华,等.重庆荞麦发展现状及产业化策略[J].南方农业,2015,9(1):53-58．

[5]邵金良,黎其万,刘宏程,等.云南荞麦开发利用现状及其发展对策[J].粮食科技与经济,2010,35(3):17-19．

[6]杜燕萍,常克勤,穆兰海,等.宁夏丘陵地区发展荞麦生产的探究[J].内蒙古农业科技,2008,(3):89-90．

[7]陈洪伟,次仁卓嘎.日喀则市荞麦生产的现状与对策[J].西藏农业科技,2012,34(1):45-48．

[8]陶维华.荞麦免耕播种机械化试验取得阶段性成果[J].农机科技推广,2014,(3):25-26．

[9]王树宏,杜建军.荞麦机播机收技术要点[J].农民科技培训,2011,(3):38-38．

[10]刘立晶,杨学军,李长荣,等.2BMG-24型小麦免耕播种机设计[J].农业机械学报,2009,40(10):39-43．

Development of buckwheat planter with two rows in one big ridge

BU Yi, TANG Chao, BU Yi, LI Jin-zhao, LU Geng-xin, LEI Yu-tian, WANG Xin-xin

(ChifengInstituteofAgriculturalandAnimalHusbandrySciences,Chifeng,InnerMongolia024031,China)

Keywords:buckwheat; two rows at one big ridge; planter; mechanization

Abstract：There was no special planter for buckwheat, the mechanization level of buckwheat production was very low in China. Therefor, we designed a planter (2BF-3) for buckwheat with two rows in one big ridge (45～55 cm width), and the row spacing was 8 cm to 10 cm. The seed and fertilizer will be applied into soil separately. The mass of whole buckwheat planter was 150 kg, mating power was≥8.9 kw and no need for power output. This buckwheat planter was an accurate and adjustable for seeding rate and seeding depth proved by filed experiment. The coefficient of variation for seeding uniformity, for seeding uniformity per row, for total seeding uniformity, and for the damaged seed rate were 28.1%, 1.4%, 0.5% and 0.1%, respectively, total were much lower than the standard value. This buckwheat planter was satisfied with the agronomic request.

文章编号：1000-7601(2016)03-0281-04

doi:10.7606/j.issn.1000-7601.2016.03.43

收稿日期：2015-10-27

基金项目：国家现代农业燕麦荞麦产业技术体系建设专项(CARS-08-E-15)

作者简介：卜一(1963—)，男(蒙古族)，内蒙古赤峰人，研究员，主要从事植保、荞麦栽培育种研究工作。 E-mail：buyi133@163.com。

中图分类号：S223.2+6

文献标志码：A