高寒山区荞麦机械化播种装备及技术研究

梅林森，赵帮泰，郭 曦，得丹初，叶江红，罗 俊

(四川省农业机械研究设计院，四川 成都 610066)

我国是世界上小杂粮的种植大国，荞麦是起源于我国的小杂粮之一，在我国东北、华北、西北和西南云、贵、川一带的高寒山区或丘陵地区广泛种植[1-2]。我国荞麦生产区基本都面临水资源缺乏、交通不便等问题，加之管理粗放，生产方式落后，广种薄收，所以荞麦产量一直以来都维持在较低的水平，特别是有关荞麦栽培技机械化技术等方面的研究也较为滞后，严重影响了我国荞麦的发展和产业化进程。如我国苦荞麦重要种植区域之一的西南云、贵、川一带的高寒山区或丘陵地区，缺乏适宜的小型机具，依旧需要人工播种收获，耗时费力，效率低下，人工生产极大地限制了荞麦生产力水平的提高。

1 样机设计

经过实地调研和试验，最终确定播种施肥机设计基本参数如下：采用CAD、电子图版等计算机辅助设计软件进行初步设计，在SolidWorks软件中建立三维几何模型，并进行装配，对播种施肥机进行整体优化，确保各零部件设计尺寸、组装方式合理，制定加工工艺，最终完成样机整体结构方案设计，完成样机制作。

图1 播种施肥机三维设计图

表1 播种施肥机设计参数

图1、图2为项目播种施肥机样机结构及工作原理三维简图，样机由微耕机带动前行，地轮转动将动力通过链传动传递给排肥器主轴，驱动3个排肥轮转动，再通过齿轮传递给排种器主轴，驱动排种轮工作。各排种轮、排肥轮分别采用整根螺纹钢为传动轴，排种器、排肥器可随行距调整而移动位置，排种器出口与导种管、开沟器保持在一条直线上，工作时排出的种、肥可快速落在开沟器开出的沟槽内，可提高播种均匀性。

图2 播种施肥机核心排种器分布三维图

图3 排种器剖面图

图3为项目播种施肥机核心部件排种器，当需要调整播种施肥机各排种器播种量时，转动调节手柄，排种槽的宽度既可在弹簧作用下发生变化，从而改变播种量，播种量调整十分简单方便。检测结果表明，且播种机播种质量应符合GB/T20865-2007的相关规定。

2 播种机试验

表2 播种施肥机检测结果

机械播种及覆土深度对幼苗素质具有重要的影响，播种过深不利于种子的萌发，播种过浅，种子裸露，出苗率差，同时也不利于根系的深入容易发生倒伏[3]。苦荞麦种子由于籽粒较小，破土能力较差，播种及覆土深度控制是否合理是苦荞出苗及幼苗素质高低的关键。

表3 不同播种及覆土深度苦荞幼苗性状调查

注：①播种及覆土深度是指覆土器下边缘接触地面发挥覆土作用时，覆土器下边缘与开沟器犁尖的距离。②于苦荞的4叶期，在每个播种及覆土深度机播行带内选择长势均匀具有代表性的区域定点2m2，调查成苗数;在每个小区选择具有代表性的植株30株幼苗,带根一起进行取样，用直尺测定苦荞幼苗的株高、第1节茎粗,将苦荞植株用清水洗净，分装于牛皮纸袋，于105℃杀青0.5h，并65℃下烘干至恒质量，称其干物质质量。

机播条件下，播种及覆土深度对苦荞出苗会产生显著的影响，随着播种深度的增加(2～6cm)，苦荞成苗数呈现低-高-低的变化，综合可以看出，本研究试验条件下播种及覆土深度为4cm时苦荞田间成苗率最高、幼苗综合性状最好，幼苗素质较高。

在播种机械性能测定中，最主要的测定指标是种子的分布均匀度，它是决定作物生长和收获的主要因素之一，也是反映播种机播种质量的重要指标。

表4 不同播种速度播种均匀性调查

注：播种深度控制在4cm；由于荞麦种子播下与泥土混合，难以辨认，所以播种均匀性测定主要是在荞麦成苗以后，根据苗数测定；在播种机各播种速度下往返各一个单程内，选定3个小区，测定时以100mm为一区段，将每行纵向分成若干区段，测定各段内苗数，连续取30段，记录数据并计算出平均苗数、标准差、变异系数及空段数占总段数的百分比。

从表4综合可以看出，本项目试验条件下，随着微耕机速度的增加，区段成苗数有所降低，但不明显，变异系数有所提升，但均满足“播种均匀性变异系数≤45%”的国家标准。在西南区苦荞机械播种时，微耕机带动下,人正常行走速度范围内,项目成品播种施肥机的播种质量受播种速度影响不大,可根据实际情况合理选择播种速度。

3 推广应用

项目组使用研制的播种机，先后在凉山美姑县、盐源县进行试验，播种试验的产量分别为142.2kg/667m2、135.4kg/667m2，比粗犷的人工撒播高一倍左右；与精耕细作的人工点播相当，但机械播种效率是人工点播的十数倍；初略计算，机械播种比人工撒播可增收140元/667m2，比人工点播可节约工本费70元/667m2。

4 小结

本研究设计的播种施肥机采用了一体式排种器，种、肥排用量调整方便，使用简单易于掌握；排种器、导种管、开沟器基本保持在一条直线，提高播种均匀性；重量小，操作灵活，对斜坡地、小地块耕地适应性好，能在凉山、阿坝等地丘陵山区绝大部分耕地进行播种作业，其排种器经过更换便可播种青稞、玉米、大豆等其他作物，迎合了多方面的需求，可大面积推广应用。荞麦机械化播种即可缓解农忙季节劳动力不足、减轻劳动强度、节约劳动力，又可有效提高荞麦产量、增加农户收入，还可减少丘陵山区土地抛荒现象、保障粮食安全，具有显著的社会效益。