新型马铃薯起垄覆膜播种机简介

2016-04-23路战远程玉臣张德健王玉芬张向前

北方农业学报 2016年3期

路战远，程玉臣，张德健，王玉芬，张向前，杨彬

（1.内蒙古农牧业科学院，内蒙古呼和浩特 010031；2.内蒙古大学，内蒙古呼和浩特 010020；3.呼和浩特市得利新农机制造有限责任公司，内蒙古呼和浩特 010051）

1 马铃薯起垄覆膜播种机

1.1 马铃薯种植机械现状

马铃薯机械化种植能大大减轻农民的劳动强度，提高劳动生产率和马铃薯产量。当前，我国马铃薯种植机械化程度不高，除一些较大规模的农场和农业种植大户外，相当一部分农户仍采用犁翻人点的种植方式。这种种植方式不但劳动强度大，生产效率低，薯品质量差，而且因为难以保证株距、行距和覆土深度的一致，大大影响了马铃薯的产量。

欧美发达国家经过几十年的发展和应用，马铃薯种植机械水平已经达到了相当完善的程度，无论是作业速度、生产效率、工作性能、播种质量，还是播种机具的通用性和适应性等方面都比较先进。这些成熟的马铃薯播种机价格昂贵，而且不能完全适应我国马铃薯种植的农艺要求。

1.2 马铃薯起垄覆膜播种机的发展

近十多年来，我国自主生产的马铃薯播种机正不断地得到改进和优化，目前定型生产的机具有2CMFL-2型、2BSL-2型、2CM-4型和 2MB-1/2型等马铃薯播种机[1-3]，这些机具均可一次完成开沟、播种、施肥、起垄、覆膜、覆土、镇压等作业环节[4-5]。但是，我国马铃薯播种机仍存在着功率消耗大、生产效率低、可靠性和适应性较差、机具的漏播率和重播率较高等缺陷，特别是不适应能满足旱作农业地区马铃薯起垄覆膜、垄侧播种、膜下滴灌的节水新农艺、新技术的要求。

1.3 马铃薯起垄覆膜播种机的现状

近年来我国农业部门提出在旱作农业地区大力发展以节水增产技术为核心的设施农业，积极推广覆膜栽培和膜下滴灌的节水灌溉等新技术和新装备，有效地提高了抗御自然灾害的能力，推动了农业可持续发展。当前，如果在农业生产中需要采用滴灌技术，特别是马铃薯种植，仍然依靠人工铺设滴灌管道，或者是在播种机播种覆膜后的土地上，再用机具铺设滴灌管道。这样的分段作业不仅增加了机具、人工等作业成本，而且延长作业时间，增加了拖拉机压地的次数。总之，现在能适合马铃薯规模化种植要求的起垄覆膜播种联合作业机组，即能够一次完成开沟、施肥、播种、起垄、整形、铺设滴灌管道、覆膜、压膜、覆土、镇压等工序的联合作业机组仍处于空白。

2 新型马铃薯起垄覆膜播种机的特点

马铃薯覆膜栽培和膜下滴灌的节水灌溉新技术可提高土壤含水率、提高土壤温度、增加耕层厚度、提高作物品质。采用膜下滴灌可实时灌溉，不受气候制约，既节约用水，又不误农时。该马铃薯起垄覆膜播种机的特点如下：

2.1 一次可完成多个作业环节

马铃薯起垄覆膜播种机就是根据覆膜栽培和膜下滴灌的节水灌溉新技术的要求研制出来的一次可完成开沟、施肥、播种、起垄、整形、铺设滴灌管道、覆膜、压膜、覆土、镇压等工序的联合作业机组。特别是增加了在膜下铺设滴灌管道这一作业环节。

2.2 选用双薯勺取种器

本马铃薯起垄覆膜播种机选用了双薯勺取种器，这种取种器由垂直焊接在一起的大小两个取种勺组成并按一定间距安装在升运滚子链条上，多个双薯勺取种器由升运滚子链条带动围绕主动链轮、被动链轮之间移动。这种取种器的特点是当某个双薯勺取种器进入种薯箱底部并围绕主动链轮向上方移动时，大取种薯勺舀取数个薯块，保证能从种箱内取到种薯，当双薯勺取种器向上移动至接近最高点时，大取种薯勺处于倾斜状态，部分薯块靠自重落下返回种薯箱内。当双薯勺取种器移动至最高点时，大取种薯勺处于垂直状态，其薯勺内薯块掉入只能容纳1粒薯块的小取种薯勺内，然后随着双薯勺取种器移动至最低点时薯块从小取种薯勺内掉出，沿播种机排种管落入地面垄沟内，达到了每穴播种1粒种薯的要求。

2.3 采用垄侧半腰播种方式

本马铃薯起垄覆膜播种机播种的行距和位置正好在起垄的两侧的半腰处，这样便实现了小行距（300～400mm）和大垄距的种植方式，满足了最新的马铃薯起垄覆膜播种农艺要求[6-7]。

3 新型马铃薯起垄覆膜播种机总体布局及配置

3.1 马铃薯起垄覆膜播种机性能指标

在正常工作条件下，马铃薯起垄覆膜播种机应满足表1所列性能指标。

表1 马铃薯起垄覆膜播种机性能指标%

3.2 马铃薯起垄覆膜播种机的总体布局

为满足马铃薯起垄覆膜播种的农艺要求，以及一次完成施种肥、播种、覆膜、膜下铺设滴灌带等多工序，其总体布局如下：根据当前马铃薯种植情况及农艺要求，其播种方式为宽垄距，窄行距，本机为1次起1垄播种2行；根据当前不同功率的农用拖拉机保有量和机组作业需求，选用的配套动力为29.4～48.0 kW轮式拖拉机；排肥器采用传统的外槽轮式排肥器，排种器采用双薯勺取种器；施肥开沟铲和种薯开沟器安装在机架上，调整其位置可以改变行距。

3.3 马铃薯起垄覆膜播种机的配置

因本播种机作业环节繁多，考虑到机组的作业稳定性、操作性等因素，在保证强度的情况下尽量减轻部件材料的重量，种肥开沟器和种肥箱等部件尽量前移，缩短播种机的纵向尺寸，使机组重心前移。本播种机总体配置见图1（a）和图1（b）。

如图1（a）和图1（b）所示，本播种机由施肥开沟铲、悬挂架、前机架、种肥箱、排种管、种薯排种机构、种薯箱、后机架、滴灌管引轮、压膜轮机构、圆盘覆土机构、L型伸缩机架、膜卷支架、起垄整形器、圆盘起垄机构、起垄机构深度调节装置、地轮、传动机构、种薯开沟器组成。

3.4 马铃薯起垄覆膜播种机的主要部件及其结构

3.4.1 机架整个机架由前机架、后机架和L型伸缩机架组成，分别使用不同型号的矩形钢管焊接而成。

3.4.2 地轮由轮胎、地轮轴及装在其上的链轮和轴承座组成。其作用是支撑机组行走和驱动传动机构。

3.4.3 传动机构包括驱动链轮、种薯排种机构中的主动链轮、被动链轮和链条、种肥箱的排肥链轮和链条。机组作业时，与地轮同轴的驱动链轮通过链条带动种薯排种机构的主动链轮和取种器链条运动，同时带动种肥箱的排肥链轮运动，完成排种肥-取种薯-排种薯等工序。

3.4.4 圆盘起垄机构两套圆盘起垄机构分别挂接在机组的左右两侧的起垄机构深度调节装置上。它的切土深度和起垄大小可通过调整起垄机构深度调节装置上的弹簧压力来实现，其两个圆盘的偏置角度均可调。

3.4.5 滴灌管支架用来支撑成卷的滴灌管。其作用是在机组作业同时，在垄台上部整齐铺设滴灌管道。

3.4.6 起垄整形器通过轴承和轴承座安装在后机架横梁上，位于圆盘起垄机构的后方。起垄整形器由垄台整形压辊、两个锥形压轮、整形器架以及压轮固定螺钉螺母组成。

3.4.7 膜卷支架位于起垄整形器后端，用来支撑成卷的地膜。

3.5 马铃薯起垄覆膜播种机的工作原理

本播种机与选配的拖拉机的连接方式为三点后悬挂。机组在田间作业时，最前面的两个施肥开沟铲开出较深的垄沟，种肥沿开沟铲后面的输肥管落入沟底，接着，两个种薯开沟器在施肥开沟铲开出的垄沟的侧上方（约50mm处）开出垄沟，种薯沿排种管直接落入沟内，实现种肥分层播种的农艺要求。后面的起垄圆盘机构刮土起垄，并覆盖种薯。按照最新农艺要求，随后，起垄整形器向前滚动，利用自重对前道工序形成的松散不规则的土垄进行修整和压实。根据播种行距，调整起垄圆盘机构和起垄整形器的宽度，使机组播种的位置正好处于起好的垄的两侧的半腰处，这样便实现了小行距（300～400mm）和大垄距的种植方式（图2），既可增加产量，也提高了成薯的大薯率和商品率。按照各地垄作播种的农艺要求，本马铃薯起垄覆膜播种机可形成尺寸不同的梯形和三角形垄形。随着机组向前移动，滴灌管支架上的滴灌管道经滴灌管引轮引导平整地铺设在垄台上面，同时地膜卷转动舒展地膜，紧密地覆盖在经过整形的地垄表面，并将滴灌管道压在地膜下面，紧接着压膜轮机构在铺展的地膜两边滚压，使地膜紧贴地垄表面，随后圆盘覆土机构将垄外的土推移至地膜两边压住地膜，至此完成起垄、播种、铺设滴灌管道、铺膜全部工序，为实现旱作地区膜下滴灌节水新技术创造了良好的条件。