地膜覆盖谷子精少量播种机的设计与试验

李军宇

（山西省农业机械发展中心，山西 太原 030002）

山西省是我国谷子主产区之一，气候干旱，土壤贫瘠，具有悠久的谷子栽培历史[1]。然而，谷子播种中，为了保全苗，多采用大播量，导致出苗拥挤，若间苗不及时，极易造成苗荒苗弱；加之谷子种植区大多位于山区、丘陵地带，干旱少雨的自然条件将直接影响谷子的单位产量，限制了谷子产业的发展[2]。因此，研发适用于山区、丘陵地带的谷物播种机对发展山西省谷子产业，促进谷子机械化生产具有重要意义。

膜侧栽培技术是一种现代农业生产技术，可以有效地提高地表温度、减少土壤水分蒸发[3]，解决山西省山区、丘陵地带谷子生长期中严重缺水的问题。

1 整机结构及工作原理

本次设计的地膜覆盖谷子精少量播种机主要由悬挂机架、排肥驱动装置、排种装置、覆膜装置、链传动系统等组成，可一次完成开沟、起垄、施肥、铺膜、覆土压膜、播种、镇压等作业，是一种新型复式作业机具，免去了铺膜后人工打孔播种、放苗等作业，提高了作业效率。整机结构简图如图1 所示，主要技术参数见表1。

图1 整机结构简图Fig.1 The structure of the planter

表1 主要技术参数Tab.1 Main technical parameters

工作时，拖拉机通过3 点悬挂装置牵引机具进行作业。首先，开沟拨土器进行开沟并拨土集垄，薄膜悬挂机构将薄膜覆盖在集好的地垄上。接着，压膜成型轮对覆盖的薄膜压实，覆土圆盘进行覆土作业。随后，尖角式开沟器在薄膜两侧按预先调整好的播种深度入土开沟，驱动地轮通过链传动机构带动外槽轮式排肥器和窝眼轮式排种器进行排肥、排种作业。最后，播种行镇压轮对播种行土壤镇压，完成谷子铺膜播种作业。

2 关键作业部件设计

2.1 排种装置

本次设计的谷子播种机排种装置主要由种箱、排种器、播种开沟器、镇压轮等组成，是播种工序中的重要环节，本次排种器设计采用窝眼轮式。播种时，随着窝眼轮的转动，充种区内的种子靠自身重力、离心力以及相互间的挤压力，填充入旋转的窝眼内，并经反向旋转的清种毛刷将多余的种子排除掉，只保留定量的种子。最后，进入护种区的种子靠自身的重力或刮种器离开型孔，经导种管落入种沟内，从而实现精少量播种。播种开沟器采用尖角式开沟器，可保证具有良好的入土性能。本机设计为两垄四行式播种，膜侧播种两行谷子，距膜距3～5 cm。4 个播种开沟器分别位于薄膜两侧3～5 cm 处，镇压轮采用橡胶轮，单行单体镇压，压力范围可调，变平播为沟垄种植，发挥了边行优势及沟垄种植优势，有效改善作物生长环境。

2.2 覆膜装置

覆土装置的主要作用是将集好的地垄铺上薄膜并将薄膜固定垄上[4]。设计的覆膜装置主要由开沟拨土器、薄膜悬挂机架、压膜成型轮、覆土圆盘等组成，当机具前进时，开沟拨土器拨开地表干土并集成地垄，薄膜在反向牵拉释放的同时，被压膜成型轮纵向拉伸展平，最后覆土圆盘在薄膜两侧覆土压膜使薄膜固定，完成覆膜作业。

3 田间试验

地膜覆盖谷子精少量播种机样机由襄汾县鑫汇丰农业机械制造有限公司制造并在大宁县太德乡曹家庄村进行田间试验。播前精细整地，除去地表杂质。按照农业行业标准《铺膜穴播机作业质量》（NY/T 987-2006）及膜侧栽培农艺要求对该播种机进行播种性能和铺膜性能试验。

3.1 播种性能

3.1.1 种子破碎率的测定

按照GB/T 5262—1985 中的方法测定种子的原始破碎率，在排种器排种口处分别系有采样塑料袋收集种子。机组正常行驶50 m 后，从各个排种口取下采样塑料袋，将收集到的种子混合均匀分成5份，用四分法取50 g种子作为样本，从中挑选出破碎损伤的种子并称量，按式（1）计算种子破碎率。

式中：Z——种子破碎率，%；Wp——种子样本中破损种子的质量，g；Wy——种子样本的质量，g；Zy——种子原始破碎率，%。

3.1.2 空穴率、穴距合格率、穴粒数合格率的测定

所测小区宽为一个播幅，长3 m，测点为小区内的所有孔穴，依次测定穴距，每穴的种子粒数，穴粒数按4±1 为合格，按式（2）～（4）分别计算空穴率、穴距合格率、穴粒数合格率。

式中：Hk——空穴率，%；Kh——空穴数；f——总测定穴孔数；Hx——穴距合格率，%；Xh——穴距合格数；Hl——穴粒数合格率，%；lh——穴粒数合格穴数。

3.2 铺膜性能

播种机的铺膜性能主要反映在采光面宽度、种子距膜边距离。采所测小区宽为一个铺膜幅宽，长度4 m。对其采光面宽度，种子距膜边的距离进行测量。

3.3 试验结果及分析

播种后，测量结果如表2所示。

表2 田间试验结果Tab.2 The results of field test

从表中试验数据可知，所设计的窝眼轮排种器型孔参数较为合理，采光面宽度均值为270 mm，种子距膜边距离均值为35 mm，符合谷子地膜覆盖种植农艺要求。播种后经过镇压轮压紧的土壤表面，形成了2条浅沟，可以起到充积雨水的作用，为青苗破土创造良好条件。

4 结论

薄膜覆盖谷物精量播种机，性能较稳定，应用范围较广，适用于广大丘陵地带谷物播种，可实现机械化薄膜覆盖，使谷物保墒效果更好，实现精少量播种，省去传统间苗环节，提高生产效率；垄上铺膜，膜侧播种，不仅具有集雨保墒，充分利用自然降水的特点，还具有抑制杂草生长的优点，增产增收效果显著。