精量播种机性能影响因素与失效形式分析

李 东

(绥滨县农业机械服务中心，黑龙江 绥滨 156200)

0 引言

在农业机械化生产实施过程中，播种机的工作性能与可靠性对农作物的田间分布及最终产量都有很大的影响，随着农民经济能力的提高，对于先进播种机的需求量也不断提升，尤其是在种子精选技术不断提升的支持下，种子的品质得到了有效的保证，这为播种机性能的优化创造了良好的条件。与传统的播种机技术相比，精量播种机与高质量的种子配套使用能够达到更加高效和优质的作业效果，从而更好地保证农业播种作业的农时与农艺要求，但在精量播种机实际应用过程中，可能因为很多因素影响机具的性能发挥，或因为机械故障问题引起功能失效，这都会导致作业效率的下降，需要驾驶员在使用过程中加以注意。

1 我国精量播种机技术现状

现阶段来看，我国的播种机技术研发主要以条播技术为主，还包含穴播、撒播等多种技术。一直以来，农村地区采用的机械化播种方式以小马力拖拉机配套小型播种机为主，作业的实际效果、工作效率和可靠性只是基本上能保证使用需求，存在着明显的机型配置不合理、能源浪费、种子利用率低等问题。自20世纪70年代我国针对精量播种机展开研究，现阶段已经取得了较为明显的成果，针对于玉米、黄豆等规则的大颗粒种子，基本上能实现可靠的精量机械化播种作业，而对于小麦、水稻的播种技术也基本上达到了精少量播种的要求。随着气力式播种机技术的试验和应用，机械化播种的效率得到了几何倍数的提升，且播种质量也得到了更好的保证。近年来，我国自主生产的很多精量播种机产品投入市场，为农民的购机提供了更多可选性。图1为福田雷沃公司生产的12行气吸式播种机，能可靠的完成多种作物的播种作业需求。相对于国际水平，我国自主精量播种机技术已经显著缩小了性能差距，但是总体上讲，在作业效率、可靠性、机械结构、电子技术应用等方面仍存在一定差距，且受到国内农机企业制造和装配能力的影响，播种机生产的精细化程度、传动效率、产品外观等方面还有较大的提升空间。我国的大多数精量播种机产品还停留在单纯的机械技术层面，缺少机电技术及先进电子技术的应用，使用过程中的自动控制、故障检测等功能相对缺失，整机自动化程度仍需提升[1]。

图1 雷沃12行气吸式播种机

2 精量播种机性能影响因素

2.1 排种器技术产生的影响

排种器是播种机中最重要的机械总成，负责取排种的重要工作，排种器性能的先进性对播种机的实际工作能力影响很大。传统的排种器技术采用单一的机械结构，对于取种可靠性、种子保护等方面的研究相对较少，随着高速排种器技术的研究和应用，现阶段的排种器在工作性能方面有了显著的提高。相对而言气力式排种器比机械式排种器更有利于提高种子获取的成功率，使漏播问题大幅降低，更高的取种成功率有利于排种器运转速度的进一步提高，使气力式排种器比机械式排种器的工作效率提高了1倍以上。且随着技术的进步，针对小粒种子的取排种方式也在不断创新，静电吸附、磁吸附等技术也在不断研发与应用之中，使传统生产难于机械化播种的种子也能利用新技术实现高效机械化播种作业[2]。

2.2 输种装置产生的影响

输种装置的结构对于种子运动状态和落入到种沟的位置影响很大，由于种子在排种器中被排出后具有一定的初速度，在输种装置运输并最终排出后仍会保持一定的初速度，此时，输种装置的种子输出角度、种子释放高度、机具运行速度、种子脱离速度都会对最终的播种效果产生影响。不合理的结构设计会导致种子落入种沟后产生跳动和位移，这种随机的跳动会造成播种不均匀问题，而输种装置的合理设计能最大程度减少种子落入种沟时的跳动问题，使种子实际位置与预期位置维持在合理的范围内。

2.3 种子品质产生的影响

种子的品质对于播种机的实际工作效果影响很大，主要包括以下几个方面，一是种子均匀度不良，会造成体积较大的种子无法进入型孔，并阻碍较小的种子进入型孔而造成取种失败问题，导致漏播，或出现一个型孔内进入多粒种子，造成排种浪费。此外，直径过小的种子还容易堵塞气吸式播种机的型孔，导致该型孔后期取种陆续失效的问题；二是种子含杂率过高，种子中的杂质会进入型孔而被当成种子释放，造成漏播问题；三是种子萌发率不符合要求，造成播种后实际的萌发量和作物最终产量的下降。

2.4 驾驶技术产生的影响

播种机的使用和调整方法对于播种的质量影响很大，播种机的设计过程通常对机具的行驶速度范围和机具的转速等进行了合理的匹配，以保证排种器在适当的转速下有效获取和释放种子。而在实际的播种作业过程中，很多驾驶员为提高工作效率而高速驾驶播种机进行作业，由于排种器的转速明显提高导致取种过程更多的种子没有足够时间进入型孔，同时，排种过程部分种子来不及排放又被排种器带回，造成严重的漏播和播种不均匀问题。此外，机具行驶的直线度、往返行驶之间的间距也需要按规定实施，否则也会造成重播漏播等问题。

2.5 机械故障产生的影响

精量播种机的故障率对于机械性能的影响也很大，由于精量播种机的结构更加复杂，应用的电控、监测、气泵等装置的可靠性对于播种工作的实际效果会产生较大的影响，若装置常出现故障问题，会直接造成工作效率的降低；若气泵、监测等功能达不到播种机要求，就可能造成取排种能力下降，漏播问题不能被及时发现，从而导致播种质量出现不合格的问题。

3 精量播种机的失效形式

1)播种量不均匀问题。播种量不均匀会造成农作物生长密度不合理(图2)，播种过密部位养分供给不足，稀疏部位产量不高，整体上造成产量下降问题。这种问题的原因有很多种，主要包括气力式播种机气泵性能不稳定；种子的均匀度不好；排种器型孔尺寸选择不当；播量调节手柄松动等。因此首先应检查种子的均匀度，选择精选种子进行作业，同时查看气泵工作状态，确保气泵具有良好的工作性能，根据种子尺寸合理选择配套型孔，检查播种量调节手柄，使其固定在合理的位置[3]。

图2 播种不均匀造成的减产问题

2)覆土质量不合格，主要表现在覆土量不均匀，种子没有被有效覆盖等。这主要是由于覆土器角度调整不当导致的，因此，驾驶员应合理对覆土器的角度进行重新调节，确保种子覆盖的均匀性，若覆土器过轻可考虑适当增加配重，以保证覆土质量。

3)输种装置不排种。这多是由于没有及时进行保养、维修，导致输种管出现变形或局部堵塞，造成输种管排种不均匀，播种量忽多忽少，甚至出现不排种问题。此时应检查输种装置各个部位的工作状态，及时排除堵塞的杂物，并对变形的输种管进行校修或更换，保证播种口的畅通，使播种机维持正常工作状态[4]。

4 技术提升途径

4.1 加强智能控制及监测技术应用

我国自主生产的精量播种机在研发过程中过于重视机械结构的优化，在新产品的生产研发过程中缺乏传统播种技术与现代计算机、电气控制、传感器等技术的结合，导致播种过程中出现重播、漏播、种子损伤、播量不均匀等问题，难以在第一时间被发现。为进一步提高我国精量播种机在农业生产过程中的适用性，应从提高智能控制的角度出发进行技术升级，从而转变单纯依靠机械结构提升播种质量的传统思维。例如通过电机辅助控制排种器的转速，当控制系统检测到播种量不合理时，能自动控制排种器的增速或减速，实现播种过程中的播种量实时调整，有效提高播种的精确性。

4.2 提高排种器的适应能力

现阶段来看，无论是机械式精量排种器还是气力式精量排种器，其使用过程中都存在一定的不适用问题：一是对于种子品质的要求较高，大多数排种器对于优选种子具有良好的播种能力，但对于质量稍差的种子受到含杂率、种子均匀性等因素的影响，常导致播种质量的降低；二是机械式排种器普遍存在伤种和漏播的问题，气力式排种器则存在气孔堵塞、取种失效等问题。因此，应从现阶段排种器技术的实际应用出发，对排种器的工作性能进一步优化，引进现代化的静电取种、磁力取种、漏播补种等技术，实现播种机核心技术的有效提升。

4.3 开沟、播种、镇压机构的配套性优化

目前来讲，我国精量播种机的技术研发重点集中于排种器技术的提升，但在农业生产实际使用的过程中很多新产品配套了技术十分先进的精量排种器，但在高效率生产的过程中仍出现了播种位置不准确、播种量不合理、种子覆盖质量不佳等问题，这主要是由于先进的排种器技术没有与开沟器、输种管、镇压装置形成有效配套，产品研发与设计的过程各个功能部件分开设计，在一定程度上影响了整机的性能。因此，我国精量播种机产品未来的技术研发应重视主要功能部件的配套性，不局限于单个零部件的技术升级，应实现产品质量的整体提升。

4.4 覆土镇压性能的升级

在精量播种机产品研发的过程中，覆土镇压装置的性能是最容易被忽视的设计点。但在实际生产应用的过程中，播种机在完成开沟和精量播种工作后，常因为覆土镇压的质量不合格，导致种子的萌发率降低，甚至影响农作物后期的生长状态，这主要是由于覆土镇压装置在设计的过程中缺乏创新，没有充分考虑其镇压过程中的碎土和覆土能力，导致种子没有完全被土壤覆盖，或因土块过大不能与土壤实现充分接触。因此，覆土镇压装置的优化设计也应做为未来精量播种机设计的重点，利用纹理优化、仿生设计等先进的设计手段实现覆土镇压质量的有效提升。

5 结语

综上所述，播种技术对于农业生产的高效、合理开展意义重大，更是农业生产的基础工作，只有播种工作以最科学的形式开展，农业机械化的中耕、植保、灌溉、收获等技术才能更好的发挥优势。尤其在农业生产逐渐向大规模连片化发展的情况下，农业机械化生产对于播种效率和播种质量的要求进一步提高，精量播种机作为生产中能够应用的最先进播种设备，其技术推广与农民的规范操作同样重要，只有先进的精量播种机在正确的使用、维修、保养支持下，才能发挥出其真正的优势，进而更好地保证农业机械化生产的顺利实施。