浅谈小型播种机的发展趋势*

丁振彪，沙 恒

（山东华宇工学院，山东 德州 253034）

1 播种机的发展

播种器是现代农业生产的重要工具，在作物栽培中有着举足轻重的作用。无论是粮食作物的播种还是大规模的蔬菜播种都少不了播种机的参与。近年来，我国农业机械高速发展。目前，世界上生产的播种机在NY/T1640-2015上有10个品目，包括条型播机、洞穴型播机等。按照各种播种机在工作条件下的基本原理，可将各种播种机主要分为机械式播种机和气力式播种机两种[1]。

1.1 机械式播种机

机械式播种机是利用播种机的排种器上的各种孔眼，将种子从播种机内部的种子储藏区域中分离出来，通过种子本身的重力或机械装置施加到种子上的压力，将种子填入排种器的孔眼中，顺着播种通道进而埋入土壤中。当前，我国现有的机械式播种机大多是采用平行四杆机构、单铰仿形机构或刚性连接整体仿形机构，这些机构都有一定的缺陷，如配合精度低、刚性差、播种深度小。机械式播种机的传动方式多是铁制刚性底轮传动，这种传动直径不大，滑移的概率较高。驱动支承大多采用普通轴承或滑动轴承，导致机器的传动不灵活，受到的阻力较大。国内播种机型号繁多，大部分厂家自立型号，自成系列，各个厂家所生产的不同型号播种机上的各个部件互不通用，这给后期的使用和维修带来极大的不便[2]。

欧美等发达国家播种机的研究和应用比我国早很多年，所以目前国外的机械式播种机已逐渐被气力式播种机所取代，可以达到较高的播种效率，而且气力式播种机的通用性和实用性比机械式播种机强。随着科技的不断发展，国外的播种技术正在朝着智能化播种方向发展，研究采用新材料应用于播种机械。可见，国外播种机技术的研究和发展已经远远超过了我国，我国要想在现代农业中赶上世界先进水平国家，还有很长的一段路要走。

1.2 气力式播种机

气力式播种机是一种精密播种设备，它利用大气在播种机内流动产生的气流而生成对种子的压力，将种子从播种机内的种子储藏区吸出，从而利用种子排放器排出种子。这种播种机与传统机械式播种机相比，具有节省种子、不伤种苗、通用性强、能实现高速作业等优点。气力式播种机按照自身的工作原理，又可分为气动式、气吹式、气吸式播种机。近年来，我国气力式播种机的研究已经进入快速发展阶段。国内较早研制成功的2BJQ系列气吸式播种机，现在已有的四种机型可以实现6、7、8、9行作物的精准播种，可供不同功率的拖拉机配套使用。它的作业具有通过性状好、播种深度一致、覆土结实、抗旱保墒、出苗率高等优点。研制成功并投入生产的2BJMQ-6、2BQ-11等系列播种机，具有作业效率高、通过性好等特点，可与多种拖拉机配套使用[3]。

当前，国外气力式播种机正逐步取代机械式播种机，甚至某些发达国家已基本停止机械式播种机的生产，其农业播种作业已经全部采用气力式播种机。20世纪50年代，西方国家开始大力推广使用气力式播种机。南斯拉夫研发的泼尼玛什-Ⅱ型气吸式播种机，其作业时利用播种机排种盘的旋转，空气吸种孔将外部的种子吸附到种子储存处，通过刮种器刮去吸附出来的多余的种子，确保每一个吸种孔只保留一粒种子，吸种孔通过真空室将种子吸出，种子凭自身重力落入沟槽。气吸式播种机能有效地节省种子和劳动力，从而节省播种成本。当用风扇向排种器和种箱施加空气压力时，种子在自重和气压差的作用下，被吸附在窝眼内，然后向上部转移，多余的种子因自重落下，少数窝眼上存在的多余种子由毛刷刮下，这样，每个窝眼内只剩下一粒种子，从而形成单粒精密播种。本装置工作可靠，均匀度高。德国贝克尔公司开发的acromat-Ⅱ型气吹式播种机，采用增压气流进行播种，只需一粒种子在窝眼处保留，并利用余压进行充种，播种幅宽，速度高，生产效率高。法国MONOSEM公司生产的NG Plus系列播种机[4]，其播种行距自动调整传动设备就安装在车辆的头部，无需任何手段即可方便地进行调整。德国阿玛松公司制造的8行ED气吸播种机，有通性好、可靠度高、工作效率好、操作简易等诸多优点。

2 国内外播种机研究现状

2.1 国内的研究状况

自新中国成立以来，我国播种机械技术的发展先后经历了仿制与引进、自主设计研发、完善产品和高速发展四个阶段。随着我国社会经济的不断发展，播种机的普及程度越来越高，播种方法也越来越先进。目前，国内生产的播种机种类很多，针对不同的地形条件和作物品种，研制了不同的播种机，基本能满足各种条件下的播种作业，而在少数地形复杂、地域狭小的情况下不能正常作业。但当前我国农民使用的播种机还是以传统的机械式条型播种机为主，与小功率的拖拉机配套使用的小型播种机以及在经济欠发达的偏远地区人工背拉式小型播种机，在农业播种作业方面仍占据主导地位。

国内播种机械的研究状况主要体现在以下几方面：

1）农业播种机械产品品种齐全，类别繁多。播种机的类型基本覆盖了当前我国大多数地形状况及农作物的各个品种，基本上可以适用于不同情况下的各种播种操作，但少数地势复杂、危险的环境下却无法使用这些播种机实现播种。

2）科学技术基础原理具有多元性。我国传统播种机所需要采用的各类播种技术和原理都是多样性的，有凿铲式、箭铲式、溜刀式等，这些传统播种技术和原理的广泛应用大大增加了我国传统播种机械的数量和品种，也为现代农业的播种工艺提供了一个多样性的选项。

3）播种时间精度低，可靠性差，寿命短。目前，我国的播种机械设备与发达国家的播种机械设备相比，在播种性能上仍然存在着一定的差距。具体而言，在提高播种的精度、播种的可靠性和播种的机械寿命等各个环节中，都有着明显的缺陷。这与我国的播种工艺和机械开发技术起步较晚有关，也与我国播种工艺技术发展较缓慢的情况有关。

4）齿轮传动变速器结构相对比较落后，调整使用不方便[5]。目前，我国许多通用农业播种机械广泛采用的主要轴承仍是由优质钢丝和铸铁焊接制成的无轴刚性滑移地面齿轮轴承驱动，由于传统滚动轴承的直径较小且刚性滑移传动比率偏低，传动轴大部分都只能直接采用刚性滑动或者普通滚动轴承作为传动主体进行支撑，机械运行时缺乏灵活性，传动轴的阻力较大。近年来，在新型单向播种传动机械的产品设计和技术研制中，开始将内六个扁平方孔的单向调心传动轴承用来作为动力支撑；单向传动齿轮变速器已经逐渐被广泛应用于播种更换传动链轮，变速和调速也很方便；已经开始在播种塔轮采用集中式传动变速箱箱体结构；在动力传动轴或动力接地轮等传动方面，开始逐渐出现了单向传动超过齿轮离合器的传动装置，促进了该机械传动可靠度的大大提升。

2.2 国外研究现状

近年来，国外在设计和更新各类播种机时必须要遵循的一个基本原则：不断地更新各类播种机技术和工作的原理，进一步完善其结构缺陷，从而促使各类播种机能够具有良好的播种性能，能够高质量地进行播种工作。

以美国、英国、德国等主要农业发达国家对于播种机械的技术研究和应用现状为例进行分析，将国外对于播种机械技术研究和应用的现状进行如下总结：

1）气力式播种非常普遍。机械化播种时往往存在易粉碎植物种子、减少播种可靠度等弊病，而采用气力式播种方法可以解决这些问题。目前，在欧美发达国家，气力式播种已经基本上替换了传统的机械式播种方法，极大地增强了播种工作的可靠性与成功率。

2）播种效率得到很大的提升。机械化播种技术和人工播种技术相比，最大的优势不仅体现在传统的播种成功率上，还体现在播种效果上。欧美发达国家的先进农业播种设备和机械经过不断改良之后，播种效率也变得越来越好，播种宽度可达到一次24行，播种效率已经达到18 km/h，大大降低了人力成本和资金成本，提高了生产和综合效益。

3）有效地节约能源及减少环境污染。机械操作必然会产生能耗，同时，也会造成一定的环境污染。欧美发达国家在开展农业播种机械研发的过程中，十分注意提高农业播种机械的质量，尽量降低能耗，减少对环境的影响。目前，最先进的现代化农业播种技术和机械已经具备低能耗、高效率、低成本的优势，大大降低了对于环境的破坏，实现绿色播种。

3 播种机的未来发展方向

虽然我国是世界公认的农业大国，但我国对于农业机械相关产业的研究起步要比西方发达国家晚，不过发展速度相对较快。随着人类社会的进步，科学技术的不断创新，人们对播种机的性能要求越来越高[6]。未来播种机的发展方向是多功能、高效、便捷、绿色环保。

3.1 多功能化

随着科技的不断进步，播种机也不应该只有单一的播种功能。播种时要实现对作物施肥、防虫、保湿等功能。如此，可一次完成多个作业[7]，既能实现作物的精确播种，又能保证作物的生长发育，还可以节省作业成本。与单一功能的播种机相比，多功能联合播种机的能量损耗和工作成本要低30%左右。同时，还可以减少播种机进入耕地的次数，避免了土壤多次承受机器重力而被压得过于紧实，从而影响作物的出苗率。从保护和改善耕地结构、保护环境和节约资源来说，发展多功能联合播种机对于我国农业机械的发展具有重大意义和科学前瞻性。

3.2 小型化

目前，无论是机械式播种机还是气力式播种机都有一个很大的缺点，那就是体积大，整机显得很笨重。如果加上其他一些辅助部件，自重加上辅助部件的重量，这不仅是对配套牵引工具性能的一次检验，同时，也是对耕地的一次严峻考验。因为播种机过重的重量会使得一部分耕地变得异常紧实，不利于后期耕地的重复利用。而且，播种机庞大的机身不利于其在狭小、地形复杂的环境中完成定量播种工作。因此，要求播种机朝着小型化方向发展[8]。

3.3 节约能源

现今的播种机绝大多数是由拖拉机或配合其使用的耗油机械拖拽使用，这种工作方式不仅会产生较大的噪声，造成噪声污染；而且机械的发动机不能充分燃烧利用能源便会向空气中排放大量废气，造成空气污染，能源利用率比较低。因此，将绿色环保的新能源应用到播种机械中是一个重要的发展方向，这不仅是对国家节能政策的响应，更是为了使播种机械朝着更先进、更环保的方向发展[9]。

3.4 新型材料和播种技术的研发

随着国内外相关科学家研究的不断深入和相关技术开发的重大突破，各种相关新型材料和相关创新技术势必在国际上不断涌现。这些先进技术也都会被广泛地综合运用到农业播种生产机械中，提升农业播种生产机械的使用耐久性、实用性、稳定性、便捷性，从而全面提升农业播种生产机械的播种成功率和综合应用能力，加速我国农业技术的进步和现代化农业的进程。

4 结论

随着科学技术的持续发展，特别是新材料、新能源在各行各业的不断应用，播种机上现存的种种弊端在未来都会一一被克服。我国作为世界上公认的农业大国，随着农业生产技术的不断发展，我国的国民经济水平也不断提高。今后，播种机必将向高效、多功能、便捷、绿色环保的方向发展，多功能一体化播种机将会成为农业机械的一个大的发展方向。多功能一体化播种机不仅可以对作物进行精准播种，还可以同时完成对作物的施肥、杀虫、保湿等工作。未来，播种机的使用不仅仅局限于农耕作物，还可以广泛应用于瓜果、蔬菜等农产品。