陜南地區馬鈴薯種植機技術研究與分析

胡朝陽,樊 君,胡思博

(1.陜西省城固縣農業機械化學校,陜西 城固 723200;2.西安工業大學,西安 710021)

0 引言

農業機械化是實現陜西農業現代化建設的重要組成部分,馬鈴薯作為陜南傳統優勢作物中第二大宗農作物[1],對保障區域糧食安全和提高本地經濟效益有著重要意義。長久以來陜南地區馬鈴薯種植機械化仍屬薄弱環節[2],面對山地丘陵地區,所需種植機械具有輕簡的特點[3],整薯播種則又要求精準。小區域實生種植方法具有時間短、成活率高等優點。這一農藝特點,在育苗作業時需要機具具有頻繁更換不同品種種薯的功能[4]。陜南地區存在農機農藝相融合時適用機具少、設備不成規模等現象,是本地區有待解決的重點問題[5]。本文通過對馬鈴薯機械化種植技術進行分析與闡述,總結國內外馬鈴薯種植機械化的關鍵技術,并對其進行歸納總結。通過分析馬鈴薯種植機械化的研究趨勢,對陜南地區馬鈴薯種植機械化推廣具有重要參考意義。

1 馬鈴薯種植機技術研究現狀

重漏播率、株距均勻性與作業效率,作為評測馬鈴薯種植機作業效果的關鍵指標[6]。根據當前國內外馬鈴薯種植機技術研究,分別介紹帶(鏈)勺式種薯裝置、差動輸送帶式種薯裝置、氣吸式種薯裝置和針刺式種薯裝置。

1.1 帶(鏈)勺式種薯裝置

帶(鏈)勺式種薯裝置結構由液壓馬達或電機提供驅動,經傳動驅使主動鏈輪旋轉提供動力,如圖1所示。種薯在重力作用下運動至箱體喂薯區,在限位裝置與防架空裝置作用下,確保種薯量維持恒定,種勺舀取薯塊順著主動鏈輪不斷運動至清種區排出多余薯種,被清理掉的薯種落回種箱,薯種至投薯點沿機具前進方向依次落入種溝。該機器在上述過程中重復運作,完成連續投種。

圖1 帶(鏈)勺式裝置結構圖

1.2 差動輸送帶式種薯裝置

差動輸送帶式種薯裝置如圖2所示,該結構置于水平機架上,整列帶置于兩差動帶之間,其橫截面呈V字形,兩側差動帶運動方向一致。喂薯區順口處寬度略大于單個種薯的短軸平均直徑,整列帶與差動帶呈一定的角度,并且輸入端略低于差動帶平面,輸出端高于差動帶平面。在該裝置中,將種薯投放至喂薯區機架上,整列帶在15°～20°的一個傾角的作用下,種薯在運動中滑至兩側的差動帶上,種薯隨差動帶向圖中所示的v1方向運動,接觸到螺旋輪轂后,在反向對稱螺旋線作用下將種薯送入輸出端,形成單一連續的種薯流,進而實現種植過程。

圖2 差動輸送帶式裝置結構圖

1.3 氣吸式種薯裝置

氣吸式種薯裝置如圖3所示,該機構中風機為排種提供種薯過程所需的吸種負壓和吹種正壓。機構工作時,由動力裝置驅動整個吸種臂旋轉,當充種區處于負壓氣室連通位置時,利用負壓從攜種區中吸附單顆種薯,并穩定地攜帶種薯隨排種盤同步轉動,當旋轉至與正壓氣室連通的位置時,吸種負壓消失,種薯受重力和吹種正壓力的作用落至壟溝,完成排種作業[7]。

1.正壓氣室;2.進種口;3.前殼;4.傳動軸;5.擋種板;6.內部清種刀;7.型孔;8.外部清種刀;9.排種盤;10.擾種凸臺;11.密封圈;12.后殼;13.負壓氣室;14.進氣口;I.充種區;Ⅱ.清種區;Ⅲ.攜種區;Ⅳ.落種區

1.4 針刺式種薯裝置

針刺式種薯裝置結構如圖4所示。該結構由轉輪、針刺播種臂等構成,結構簡單。通過排種圓盤旋轉,帶動一周的針刺播種臂運動,在種箱內取種、攜種,最后完成投種作業[8]。

圖4 針刺式裝置結構圖

2 各類型馬鈴薯種植機比較分析

通過對種薯技術及裝置的闡述,對各類型馬鈴薯種植機進行比較(表1)。帶(鏈)勺式馬鈴薯種植機在陜南地區占據重要位置,為本地區主要播種設備。但其存在重漏播率高、播種質量差、作業速度低等問題。隨著智能化監測技術的推廣,自動化與智能化程度不斷提高,馬鈴薯種植機精度實時監測水平提高,帶(鏈)勺式馬鈴薯種植機會更加完善其機具性能。差動輸送式馬鈴薯種植機由于其自身作業靈活、價格低廉等特點,適合受限制種植地形地區的播種工作。氣吸式馬鈴薯種植機對種薯種植的外形尺寸要求不高,并且該種植機作業速度快、種子破損率低、可實現精量播種,優勢明顯,是未來馬鈴薯種植機的發展趨勢。針刺式馬鈴薯種植機存在污染種薯、機器易故障等問題,今后會逐步被淘汰。

表1 各類型馬鈴薯種植機比較

3 結論與展望

目前,陜南地區不同的作業區域,種薯機械化種植中低端馬鈴薯種植機械化已初具規模,并且圍繞其種植機械化已經形成較為成熟的技術體系,而高端馬鈴薯種植機械化仍需填補。針對本地區地理位置、種植規模、種植機械推廣現狀等方面,未來將從以下3個方面開展改進工作。

1)馬鈴薯在陜南地區種植廣泛,但種植區域分散,地理條件與種植區域決定了本地區在今后相當長的一段時間內,機械化種植仍需依賴機械結構簡易的小型馬鈴薯種植機,以及自動化程度高、作業效率高的大型馬鈴薯種植機并存。由自動化程度較高的大型馬鈴薯種植機逐漸取代結構簡易的小型馬鈴薯種植機,以適應未來農業生產種植需求。

2)當今農業發展,機械化種植應向著智能化、自動化方向靠攏?？山梃b國外發達地區農業生產的先進經驗,學習先進的播種技術,使馬鈴薯種植機與實時控制、智能檢測技術相結合,掌握農業生產全程監測數據,及時了解馬鈴薯種植機的工作情況。此外,智能化、自動化的種植機械在一定程度上減輕了農業工作者的勞動強度,優化用工數量,從而實現農業現代化。

3)馬鈴薯機械化種植宣傳在農業農村工作全局中同推廣、同部署、同推進、同落實,健全完善的推廣機制,重點突出陜南地區馬鈴薯產業先進典型,大力推廣農業機械化發展中的新經驗、新做法、新成果,提升陜南地區的農業機械化程度。