槽轮式黄芪移栽机关键部件设计与试验

沈立新 陈文辉 滕淑霞 顾秀艳 李淼

摘要：黃芪开沟覆膜露头农艺高产优势明显，但在实际生产中移栽环节主要依靠人工来完成，导致种植成本快速攀升，是制约根茎类中药材产业持续发展的“短板”。针对这一问题，设计槽轮式移栽机点苗机构和覆土机构2个关键部件。盛苗槽采用正反两个方向在沿槽轮圆周方向倾斜排列的方式，通过地轮带动槽轮转动，可实现盛苗槽内的黄芪种苗按照正确的姿态投置在苗沟之中，且满足种苗向苗沟内侧两边交替投置的农艺要求；覆土机构采用螺旋绞龙结构，这样有利于实现苗沟覆土厚度均匀一致，为苗沟回填后保持土壤的平整度提供保障。通过田间试验，样机出苗整齐、长势良好、单株茁壮，无漏苗现象。在综合效益方面，相比对照机具，项目样机可节约地膜用量52 kg/hm2，减少用工20人/hm2，移栽环节可节省支出2 000元/hm2，同时为秋季机械化挖掘收获作业创造有利条件。

关键词：黄芪种苗；槽轮式移栽机；倾斜槽点苗；绞龙覆土

中图分类号：S223.9

文献标识码：A

文章编号：20955553 （2024） 02007108

收稿日期：2022年9月23日  修回日期：2023年7月11日

基金项目：甘肃省科技计划（技术创新引导计划）项目（21CX6NG294）

第一作者：沈立新，男，1968年生，甘肃张掖人，高级工程师；研究方向为中药材播种机械装备技术。Email： 384723473@qq.com

通讯作者：陈文辉，男，1981年生，甘肃天水人，高级工程师；研究方向为农业机械化技术应用与推广。Email： 342093704@qq.com

Design and experiment of the key components of the grooved astragalus transplanter

Shen Lixin， Chen Wenhui， Teng Shuxia， Gu Xiuyan， Li Miao

（Agricultural Machinery Technology Promotion Station， Zhangye， 734000， China）

Abstract：

The hole planting of astragalus with ditching and mulching method takes obvious advantages of high yield. However， the transplanting process is quite manually intensive in actual production， leading to a rapid rise in planting costs and restricting the sustainable development of root herb Chinese medicinal materials industry. In order to solve this problem， two key parts of the seedling point mechanism and the soil covering mechanism are designed. The seedling holding tank is arranged in both forward and reverse directions in an inclined manner along the circumference of the tank wheel， and the tank wheel is driven to rotate by the ground wheel. This ensures that the astragalus seedlings are placed in the seedling trench in a scheduled position and that are also placed alternately to the inner sides of the trench. The mulching mechanism adopts the spiral winch method， which is conducive to achieving uniform mulching thickness of the seedling trench and provides a guarantee for maintaining the levelness of the soil after the seedling trench is backfilled. Through the field test， the prototype seedling neatly， good growth， strong single plant and no leakage phenomenon， in terms of comprehensive benefits， compared with the control machine， the project prototype can save 52 kg/hm2 of plastic film consumption， reduce the employment of 20 people/hm2， and save 2 000 yuan/hm2 by transplanting， and create favorable conditions for mechanized digging and harvesting in autumn.

Keywords：

astragalus seedling; grooved wheel transplanter; dip the slot point seedling; the screw conveyor is covered with earth

0 引言

黄芪是常用大宗中药材，被广泛应用于临床各科，民间素有“十药八芪”之说［1］。2020年以来，基于新冠肺炎疫情的防控，国内对黄芪的市场需求极大，在国外植物药材市场上，黄芪的产地和出口均为中国所独有［23］。市场的强劲需求，助推了我国黄芪种植产业的快速发展［4］。甘肃沿祁连山冷凉地区，种植黄芪具有得天独厚的自然条件，当地政府充分利用这一优势，把黄芪生产作为巩固脱贫攻坚成果的重要举措，成效显著［5］。但在实际生产中，黄芪移栽作业由于农艺落后，管理粗放，产量不高，特别是由于缺乏先进适用的专用机械，移栽作业一直处于半人工、半机械化水平，严重制约着这一特色产业持续健康发展［6］。

近年来，黄芪开沟露头覆膜农艺，因产量高且相比传统半机械化种植模式省去了放苗工序，被种植户逐渐认可，并在一定范围得到了积极推广，但该农艺最关键的点苗和覆土环节，仍需人工完成，而目前尚无能满足该生产农艺的专用机具［7］。随着农村劳动力短缺形势加剧，种植成本高的问题日益凸显，至今仍未得到根本解决。因此，迫切需要一种能满足实际生产需要的专用机具，为黄芪开沟露头覆膜高产农艺技术的推广应用提供装备支撑［8］。

针对黄芪种苗机械化移栽环节存在的技术瓶颈，结合种植区实际生产条件，提出以点苗机构传动装置、盛苗槽、覆土机构为关键部件的槽轮式黄芪移栽机设计方案，并进行分析计算，对移栽机点苗机构及整机作业质量进行田间试验，同时与目前在用的种苗纵置式半机械化移栽机进行综合效益对比，验证槽轮式移栽机的综合性能。

1 总体结构与工作原理

1.1 农艺要求

如图1所示，采用开沟露头覆膜，地块要深松后再旋耕一次，使田间平整，土壤细碎，这样有利于机械作业。机械移栽应一次完成2沟以上，作业顺序为：开沟→点苗→覆土→覆膜。技术要点：第一步：开出苗沟。苗沟横断面为近似梯形，沟宽60cm，沟深10cm，相邻苗沟纵向中心线间距100cm。第二步：沟内点苗。点苗时，苗头应紧靠沟边横向水平摆放，相邻种苗方向相反，且苗头保持在一条线上，苗深约10cm，间距5cm，沟内两边苗头的垂直距离约为60cm。第三步：苗沟覆土。苗沟覆土厚度约10cm，覆土后苗沟土层要连续、平整。第四步：苗沟覆膜。采用幅宽40cm的地膜，作业时地膜中心线要与苗沟中心线俯视重合，保证苗头露出地膜两边10cm左右，压实膜边时，地膜采光面宽度保持在25cm左右［9］。机械作业一个行程结束后，下一趟作业相邻沟距保持100cm，每公顷保苗22.5～33万株。

1.2 总体结构

针对上述农艺技术要求，结合当地实际，提出采用铧式犁开沟、圆柱体槽轮点苗、绞龙覆土、传统铺膜机覆膜的设计思路，主要由开沟犁、槽轮式点苗机构、覆土机构和覆膜装置4部分组成，如图2所示。

（a） 苗沟横向剖面图

（b） 苗沟俯视图

1.田间地表

2.苗沟沟底

3.黄芪种苗

4.苗沟覆土

5.地膜

6.苗尾

7.地膜纵向中心线

8.苗头 9.膜边覆土

10.苗株露头长度

11.地膜宽度

（a） 主视图

（b） 俯视图

1.覆土绞龙

2.覆膜装置

3.座椅

4.盛苗槽

5.导向槽

6.黄芪种苗

7.送苗毯

8.悬挂架

9.动力输入轴

10.机架

11.开沟犁

12.地轮

13.回头辊

14.槽轮

15.地轮链轮

16.导流板

17.槽轮链轮

18.联轴器

19.减速箱 20.地膜

在机具最前端并列设置一对开沟犁，开沟犁对称分布，犁柱可上下调整，以满足不同开沟深度的要求，一般入土深度10cm；在2个开沟犁后侧，设置槽轮式点苗机构，它由槽轮、盛苗槽、送苗毯和动力传递组件等组成，在正常作业时，槽轮底部距田间地表约5cm，其动力分别由2只地轮通过传动链轮输入；2只地轮设置在机架外侧，地轮轴为半轴结构，在靠近槽轮一侧装有传动链轮，在地轮承载着整机行走的同时，通过传动链条带动，为点苗机构中的槽轮提供旋转动力；在槽轮的后下方，设置有覆土绞龙，绞龙分左右旋两段，分别与减速箱两侧的输出轴连接，减速箱固定于机架纵向中心线上，绞龙外缘与田间地表相切，减速箱输入轴与拖拉机动力输出轴连接，覆膜装置设置在机架尾部；在一对槽轮式点苗机构后侧，设置有供辅助投苗操作人员使用的座椅。槽轮式黄芪移栽机的开沟犁、点苗机构、地轮、覆土绞龙、覆膜装置、座椅均以机架纵向几何中心线对称分布。

1.3 工作原理

如图3所示，准备作业时，移栽机与拖拉机可靠挂接后，接通动力，覆土绞龙空负荷运转，落下整机后，在拖拉机牵引下，移栽机开始带负荷作业。由于开沟犁犁刃低于田间地表10cm，因此开沟犁首先入土并翻犁出苗沟，沟内土壤被翻置在苗沟两边，形成两条小垄，苗沟深10cm，沟宽60cm，为后续横置点苗作业创造了适宜的苗床条件。正常作业时槽轮式点苗机构在地轮驱动下做回转运动，盛苗槽转动到槽轮顶部时，种苗通过人工辅助被投放在盛苗槽内，随着槽轮转动，盛苗槽在导辊和送苗毯作用下逐个被暂时封闭。由于盛苗槽相对于槽轮圆柱中心线倾斜安装在槽轮圆周表面，所以，随着槽轮的转动，盛苗槽内的黄芪种苗在重力作用下将向一端滑移，直到苗头被槽轮内侧边阻挡后停止滑移，这样就可实现种苗落地后苗头在一条直线上；当盛苗槽随着槽轮继续向下轉动到达送苗毯回头辊的位置时，盛苗槽的封闭状态被瞬间打开，这时种苗随之落入苗沟，这样，在槽轮连续回转运动过程中，种苗被按照一定的间距，横向排列在苗沟底，而紧跟其后的覆土机构在绞龙的转动下，将苗沟两边在开沟时翻抛出的土壤，全部回填至苗沟中并整理平整，为下一步覆膜作业创造条件；覆膜作业时，膜边覆土耙片的切入点远离膜边约12cm，防止膜边覆土圆盘耙伤及苗头情况的发生。

2 关键机构设计

点苗机构、苗沟覆土机构和行走机构是黄芪移栽机的核心工作组件，直接关系到整机的综合性能和作业质量，因此是设计工作的重点［1011］。

2.1 点苗机构传动设计

为保证种苗能够按农艺要求的间距均匀排列在苗沟中，槽轮式黄芪移栽机采用槽轮式点苗结构，主要有槽轮、盛苗槽、传动装置组成，当槽轮在地轮驱动下，盛苗槽中的黄芪种苗被逐个投置在苗沟内。当槽轮正常工作时，与其联动的还有地轮链轮和槽轮链轮，其技术参数在满足农艺要求的前提下，设计时应同时予以考虑［1214］。需要先分析计算出传动比与组件、苗间距之间的数学关系。

i=ω地ω槽=dTDt

（1）

式中：

i——地轮与送苗槽轮间的传动比；

ω地——地轮的转速，r/min；

ω槽——槽轮的转速，r/min；

d——地轮的外径，cm；

t ——苗间距，cm；

D——槽轮外径，cm；

T——

槽轮外径上相邻盛苗槽之间的垂直距离，cm。

为使种苗间距符合农艺要求，在确定地轮与槽轮之间的传动比时，必须满足一个条件，即：当地轮在地面前进5cm的弧长时，槽轮刚好转过相邻盛苗槽之间的一个夹角，也就是说，移栽机每前进5cm，就有一株黄芪种苗被投置在苗沟之中。实际中，地轮选配标准橡胶轮，外径d=62cm；相邻苗间距t=5cm，槽轮外径D=96cm，盛苗槽间距T=20cm，将以上数据代入式（1）可得i=24/31。

综合考虑，地轮与槽轮之间只设置一级减速，地輪链轮齿数取24；槽轮链轮齿数取31。

由于移栽机由拖拉机牵引作业，正常行走速度一般在0.15～0.25m/s，地轮转速慢、负荷轻。出现整机发生滑转现象的唯一因素来自地轮轴承和槽轮轴承出现了机械阻卡，由于地轮轴承和槽轮轴承均选用了单列向心滚动轴承，安装位置距离地表分别在28cm和40cm以上，工作条件相对较好，当轴承获得正确和及时保养后，移栽机作业时，轴承滚珠在滚道内被阻卡的情况几乎不会发生，因此，传动比计算不再考虑滑转率。

2.2 盛苗槽倾斜角设计

盛苗槽倾斜角设计包括两部分：盛苗槽倾斜角度的选择依据和种苗在盛苗槽所受离心力对正常作业影响的分析。

1） 盛苗槽倾斜角选择依据。如图3所示，盛苗槽共18组，全部在槽轮圆柱面上呈倾斜方向交替排列，这样设计的目的，是因为当种苗在盛苗槽中随着槽轮转动时，倾斜角不断变大，种苗受重力作用，可以滑向槽轮侧板的一端，从而满足苗头在即将离开盛苗槽落入苗沟时，苗头基本保持在一条直线上的农艺要求。为降低种苗在盛苗槽内滑动阻力，盛苗槽选用镀锌薄铁皮压制，并打磨内壁，保证槽内平直光滑。

（a） 盛苗槽轴测图

（b） 盛苗槽所在圆周面展开图

1.槽轮链轮

2.盛苗槽

3.槽轮侧板

4.槽轮内壁宽

5.倾斜角

6.槽轮外圆周长

如图4所示，当盛苗槽随着槽轮的转动，与水平面形成的倾斜角α将逐渐增大，当α达到某一临界值时，种苗开始在盛苗槽内向水平位置较低的一端滑动。图4中，α表示盛苗槽相对水平面的倾斜角，（°）；

G表示种苗所受重力，N；

F表示重力沿斜面的分力，N；

f表示种苗下滑摩擦力，N；

N1表示盛苗槽对种苗的支撑力，N；

N2表示种苗对盛苗槽的正压力，N。

1.槽轮内侧

2.盛苗槽内壁

3.种苗质点

4.槽轮轴中心线所在水平面

当F≥f时，种苗在盛苗槽内开始下滑［15］。根据这一条件，可以计算确定盛苗槽的倾斜角

α≥cos-1fμG

（2）

式中：

μ——静态摩擦系数。

取μ=0.45，代入式（2）可得α≥20.8°，实际倾斜角α取21°。

2） 种苗在盛苗槽所受离心力分析。如图5所示，由于盛苗槽安装在槽轮圆周面上，正常作业时，槽轮的回转运动会造成盛苗槽内的种苗产生离心力

FL=mv2/r

（3）

式中：

FL——种苗所受离心力，N；

m——种苗质量，kg，这里取0.032kg；

v——种苗线速度，m/s，这里取0.25m/s；

r——槽轮半径，m，这里取0.48m。

代入式（3）得：FL=4.2×10-3N。

当盛苗槽在A点时，克服FL而使种苗不发生径向运动时应满足式（4）。

Fa=G

（4）

式中：

Fa——种苗在A点所受离心力，N。

当盛苗槽在B点时，克服FL而使种苗不发生径向运动时应满足式（5）。

Fb=f2=μG

（5）

式中：

Fb——种苗在B点所受离心力，N；

f2——种苗在B点所受摩擦阻力，N。

当盛苗槽在A点和B点之间的任意位置C点时，克服FL而使种苗不发生径向运动时应满足式（6）。

Fc=f1+Gcos（90-θ）=G（μcosθ+sinθ）

（6）

式中：

Fc——种苗在C点所受离心力，N；

f1——种苗在C点所受摩擦阻力，N；

θ——种苗质点在C点与水平面的夹角，（°）。

比较式（4）、式（5）和式（6）的大小，可以得出

Fb

1.槽轮 2.种苗质点

因此，要分析FL是否小于其反作用力Fa、Fb、Fc，只需比较FL与Fb的大小即可，将相关参数代入式（5）可得

Fb=1.4×10-1N。

可以看出：FLFb，因此，移栽机正常作业时不会造成种苗飞离盛苗槽的情况，同时需要说明的是，盛苗槽逆时针旋转至B点以后，种苗在盛苗槽内紧靠槽轮一侧的姿态已经形成，槽轮在送苗毯的包裹之下，种苗一直停留在送苗毯与盛苗槽之间的封闭空间内，随着槽轮的回转，种苗在送苗毯回头辊处被投置到苗沟的那一刻前，种苗在盛苗槽内的位置始终未发生改变，因此，不再讨论种苗发生径向运动的情况。

2.3 覆土机构设计

覆土机构主要由绞龙、联轴器和减速箱组成，如图6所示。减速箱固定在机架中央，动力由轮式拖拉机动力输出轴经联轴器输送给减速箱，再由减速箱输出轴经甲壳联轴器与绞龙联结，左右两段绞龙螺旋方向相反，可将土壤均匀运送至苗沟中，并均匀覆盖，为覆膜作业做好准备［16］。移栽机作业幅宽为2000mm，因此绞龙总长L确定为2000mm，螺旋体叶片厚3mm。为满足农艺技术对覆土层厚度的要求，绞龙外径φ确定为265mm。绞龙旋转主轴直径ψ取0.18倍的绞龙外径。

1.绞龙 2.蜗杆蜗轮减速箱 3.甲壳联轴器

综上已经确定了覆土机构的工作幅宽，绞龙直径的具体尺寸也可确定，因此只需确定绞龙的螺距即可［1718］，其最大螺距应满足以下两个要求。

1） 土壤在绞龙叶片面轴向作用力F1>0。

F1=Fcos（β+γ）>0

（7）

式中：

F1——

土壤沿绞龙轴向所受到的力， N ；

F——土壤受到的合力， N ；

β——绞龙的螺旋升角，（°）；

γ——土壤摩擦角，（°），本文取28°。

为了使F1>0，需满足条件：β=π2-γ。

在绞龙螺旋叶片根部与轴相交处，绞龙螺旋升角α最大，轴向作用力最小［19］，依据此条件，绞龙螺距最大值公式如式（8）所示。

S<πψtanπ2-γ

（8）

式中：

S——绞龙螺距，mm；

ψ——绞龙旋转主轴直径，mm。

绞龙旋转主轴直径取0.18倍的绞龙外径为47.7mm，代入式（8）可得螺距最大值应小于282mm。

2） 回填苗沟的土壤抛出速度。在理想状态下，因开沟而分流到苗沟两边的土壤，应全部回填到苗沟内，因此，苗沟两边的土壤应具有较快的轴向推送速度，且这个速度应大于圆周旋转速度，以防止应回填土壤发生径向流失的情况［2022］。

S<πφtanπ4-γ

（9）

式中：

φ——绞龙外径，mm。

因此螺距最大值应小于250 mm。绞龙螺距增大时，轴向推送速度增加，但圆周旋转随之增加，使得土壤出现飞溅的可能，从而降低了匀覆土装置的覆士能力，造成回填表层土壤不平整，出现土壤局部堆积的情况，进而严重影响接下来覆膜作业的顺利进行，因此设计绞龙螺距S取值为160 mm。

3 田间试验

2022年4月中旬，项目组在甘肃省民乐县组织开展了样机田间试验。民乐县自古就有种植黄芪的传统，这里地处祁连山北麓冷凉地区，土质优良，气候适宜，黄芪移栽面积每年保持在7000hm2以上，是巩固脱贫攻坚成果的重要特色产业，在这里开展样机试验，具有重要的现实意义。

田間试验包括两项内容，一是考察槽轮式黄芪移栽机性能；二是与当下在用的种苗纵置式半机械化移栽机进行效益对比。机具主要参数如表1所示，试验场地条件如表2所示。

3.1 主要质量指标及测定方法

考察槽轮式黄芪移栽机的作业质量，主要以是否满足黄芪开沟露头覆膜农艺要求为评价标准。结合移栽机结构特点，确定以开沟合格率、苗深合格率、伤苗率、覆膜合格率、苗间距合格率、苗株露头合格率、苗头直线度、覆土平整度这8项技术指标来衡量移栽机综合性能与作业质量。其中，前4项计算方法参照中国农业机械学会《根茎类中药材移栽机》试验方法和NY/986—2006《铺膜机作业质量》等规范进行［2324］，后4项指标的说明和计算如下。

1） 苗间距合格率：按照设计行进速度完成一个作业行程后，在作业幅宽上随机选定5个小区，在各小区内测定所有苗间距，85～115mm以内的为合格，至少测定3个行程，按照式（10）计算苗间距合格率。

Q=UV×100%

（10）

式中：

Q——苗间距合格率，%；

U——间距合格测点数之和，个；

V——全部测点数之和，个。

2） 苗株露头合格率：按照设计行进速度完成一个作业行程后，在作业幅宽上随机选定5个小区，苗头超出地膜外边在20～100mm以内的为合格，至少测定3个行程，按照式（11）计算苗株露头率合格率。

J=XV×100%

（11）

式中：

J——苗株露头距合格率，%；

X——苗株露头测点合格数之和，个。

3） 苗头直线度：解除移栽机覆土和覆膜装置后，按照设计行进速度完成一个作业行程后，紧挨着苗沟两边缘分别钉2个桩，在沟底沿苗沟纵向方向系上1根细绳，两绳间距60cm，随机选取20m，观测苗头整齐程度，苗头距离细绳5cm以内的为合格，至少测定3个行程，按照式（12）计算苗头直线度。

W=ZV×100%

（12）

式中：

W——苗头直线度，%；

Z——苗头直线度测点合格数之和，个。

4） 覆土平整度：指覆土作业后，苗沟表面土壤的平整程度，采用作业幅宽内田间地表高度差值来评价。数值小于或等于3cm为合格，大于3cm为不合格。测量时，取一个作业幅宽，在垂直于作业方向切挖一断面，两端垂直于地面分别钉一个桩，在桩上系一细绳，固定在距地表面60cm处，以细绳水平面为基准面，在细绳上分别相隔10cm取一个测量点，量取测点与覆土后地面的竖直距离，按式（13）计算出地表平整度。

R=h－Δh

（13）

式中：

R——地表平整度，cm；

h——

各测点覆土后地表面与相对基准面的距离，cm；

Δh——

相对基准面与地表面的距离，实际计算时取50cm。

至少测定3个行程，每个行程测定5个点，然后按照式（14）计算覆土平整度。

K=MV×100%

（14）

式中：

K——覆土平整度，%；

M——各测量点合格数之和，个。

3.2 试验条件与试验结果

试验条件要求：黄芪种苗长度相对一致，粗细均匀，长度一般在30～50cm，移栽前应对种苗进行分拣，去除过长过短以及有创伤的种苗；试验地块应旋耕1次，耕深应大于18cm，地表平整，不应有大土块和石块，土块最大颗粒尺寸不大于40cm，无秸秆、残膜及杂草等障碍物，土壤含水率不大于25%；移栽机作业速度15m/s，拖拉机动力输出轴转速550r/min。

槽轮式点苗机构设计是否合理、可靠，决定着整机性能，有必要进行单体田间试验，同时，为了能够直观察验样机田间作业情况，及时发现存在的问题，方便测定工作，项目组决定田间试验分段进行，即移栽机核心部件——槽轮式点苗机构作业质量测定单独进行，然后再进行整机性能试验。

1） 点苗机构田间试验。将移栽机覆土机构和覆膜装置解除后，即可进行点苗工序作业试验，主要测定的作业质量指标有苗间距合格率、苗头直线度等，实际作业效果如图7所示，苗间距相对均匀，苗头靠边相对整齐，苗株横向角度为10°～25°，这是由于盛苗槽是以螺旋方向安装在槽轮圆柱面上的原因造成的，但这并不影响点苗质量。具体测定的试验数据经统计整理后如表3所示。

1.膜边覆土

2.地膜

3.苗沟

4.黄芪种苗

2） 整机性能试验。移栽机点苗机构作业质量通过后，进行了整机性能试验，主要测定开沟合格率等6项作业质量指标，试验数据取平均值后作为田间试验结果，如表4所示。

由于目前国内尚无有关槽轮式黄芪移栽机作业质量标准，所以项目组邀请市级中药材专班有关专家和当地黄芪种植合作社技术人员，对样机试验数据进行了评价，认为试验确定需要测定的各项作业质量指标，能较全面地反映移栽机的整体性能，试验数据水平基本满足实际生产需要，可以保证保苗率和移栽质量。

3.3 效益对比

效益对比所选的对照机具，是具有代表性的沿祁连山冷凉地区黄芪移栽生产中广泛使用的种苗纵置式半机械化移栽机，当试验机具和对照机具均完全满足各自农艺技术要求时，对照机具辅助投苗需9人，试验机具辅助投苗需4人，在两种机型均完成1hm2作业面积的情况下，进行了综合效益对比，通过对比作业试验，试验机具作业效率为0.15hm2/h，对照机具作业效率为0.26hm2/h，人工支出按照120元/人计算；虽然对照机具作业效率是移载样机的1.7倍，但在用工、地膜使用量以及后期田間管理环节方面，试验机具的生产效益具有明显优势，经折算，完成单位面积移栽作业后，试验机具和对照机具费用支出情况如表5所示。

从表5可以看出，使用槽轮式移载机每公顷可节省地膜使用量52.5kg、人工1个，在后期田间管理中，省去放苗环节，每公顷节省人工20个，仅此一项，节约支出2000多元，效益优势明显。2022年6月，查苗情况如图8所示，可以明显看出，槽轮式移载机作业的出苗整齐、长势良好、单株茁壮，无漏苗现象，出苗率达到92%，说明样机能较好地满足黄芪露头覆膜农艺技术要求，具有推广价值。

（a） 样机移栽

（b） 对照机具移栽

4 结论

1） 针对黄芪露头覆膜高产农艺无机可用的“短板”问题，设计了能够一次移栽2沟的槽轮式种苗移栽机，样机可一次完成开沟、点苗、覆土、覆膜4道工序，整机在田间试验过程中运行平稳，各项作业质量考核指标均达到或接近农艺技术要求，为下一步推广应用多沟移栽作业模式，大幅提高移栽效率积累了实践经验，获取了基础数据。

2） 田间试验中，对移载机的作业质量和对照机具综合效益进行了对比，结果表明：移载机开沟合格率为96%、苗深合格率为94%、苗间距合格率为96%、覆土平整度为91%、苗株露头合格率为92%、伤苗率为2%、覆膜合格率90%，相比对照机具，出苗整齐、长势良好、单株茁壮，出苗率高，无漏苗现象。

3） 槽轮式点苗机构是关键部件之一，由于盛苗槽采用了倾斜式设计，较好地适应了田间作业环境，在风力小于4级的作业条件下，苗株投置准确率达到90%以上。但在河西走廊沿祁连山冷凉地区，黄芪移栽一般在4月中旬开始5月上旬结束，恰恰在这个时间段里，大风天气出现较频繁，事实上，当风力在5及以上时，种苗在落地时受风力的吹动作用会发生位置漂移，这样直接影响了准确率，因此，试验机具在防风功能方面还存在一定缺陷，针对这一问题，槽轮式点苗机构在结构上还需进一步完善优化。

4） 设计了螺旋均匀覆土机构，确定了绞龙总长、叶片厚、主轴直径、螺距等主要参数，可有效防止回填土壤表层出现凹凸不平甚至壅土情况的发生。但当拖拉机输出轴转速低于550r/min时，将出现覆土不到位的情况，高于700r/min时，苗沟中央将会出现土壤堆积现象，这给机手操作带来了一定挑战。因此，覆土效率难以继续提高。

5） 送苗毯是槽轮式点苗机构的辅助部件，在正常使用初期运转正常，但由于送苗毯采用的是聚氨酯材料，张紧后易变形，导致送苗毯跑偏，影响移栽作业的正常进行，考虑回头辊使用橡胶辊面，辊面采用弧线结构，以克服送苗毯跑偏情况的发生。

参 考 文 献

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