胡朝阳,樊 君,胡思博
(1.陕西省城固县农业机械化学校,陕西 城固 723200;2.西安工业大学,西安 710021)
农业机械化是实现陕西农业现代化建设的重要组成部分,马铃薯作为陕南传统优势作物中第二大宗农作物[1],对保障区域粮食安全和提高本地经济效益有着重要意义。长久以来陕南地区马铃薯种植机械化仍属薄弱环节[2],面对山地丘陵地区,所需种植机械具有轻简的特点[3],整薯播种则又要求精准。小区域实生种植方法具有时间短、成活率高等优点。这一农艺特点,在育苗作业时需要机具具有频繁更换不同品种种薯的功能[4]。陕南地区存在农机农艺相融合时适用机具少、设备不成规模等现象,是本地区有待解决的重点问题[5]。本文通过对马铃薯机械化种植技术进行分析与阐述,总结国内外马铃薯种植机械化的关键技术,并对其进行归纳总结。通过分析马铃薯种植机械化的研究趋势,对陕南地区马铃薯种植机械化推广具有重要参考意义。
重漏播率、株距均匀性与作业效率,作为评测马铃薯种植机作业效果的关键指标[6]。根据当前国内外马铃薯种植机技术研究,分别介绍带(链)勺式种薯装置、差动输送带式种薯装置、气吸式种薯装置和针刺式种薯装置。
1.1 带(链)勺式种薯装置
带(链)勺式种薯装置结构由液压马达或电机提供驱动,经传动驱使主动链轮旋转提供动力,如图1所示。种薯在重力作用下运动至箱体喂薯区,在限位装置与防架空装置作用下,确保种薯量维持恒定,种勺舀取薯块顺着主动链轮不断运动至清种区排出多余薯种,被清理掉的薯种落回种箱,薯种至投薯点沿机具前进方向依次落入种沟。该机器在上述过程中重复运作,完成连续投种。
图1 带(链)勺式装置结构图
1.2 差动输送带式种薯装置
差动输送带式种薯装置如图2所示,该结构置于水平机架上,整列带置于两差动带之间,其横截面呈V字形,两侧差动带运动方向一致。喂薯区顺口处宽度略大于单个种薯的短轴平均直径,整列带与差动带呈一定的角度,并且输入端略低于差动带平面,输出端高于差动带平面。在该装置中,将种薯投放至喂薯区机架上,整列带在15°～20°的一个倾角的作用下,种薯在运动中滑至两侧的差动带上,种薯随差动带向图中所示的v1方向运动,接触到螺旋轮毂后,在反向对称螺旋线作用下将种薯送入输出端,形成单一连续的种薯流,进而实现种植过程。
图2 差动输送带式装置结构图
1.3 气吸式种薯装置
气吸式种薯装置如图3所示,该机构中风机为排种提供种薯过程所需的吸种负压和吹种正压。机构工作时,由动力装置驱动整个吸种臂旋转,当充种区处于负压气室连通位置时,利用负压从携种区中吸附单颗种薯,并稳定地携带种薯随排种盘同步转动,当旋转至与正压气室连通的位置时,吸种负压消失,种薯受重力和吹种正压力的作用落至垄沟,完成排种作业[7]。
1.正压气室;2.进种口;3.前壳;4.传动轴;5.挡种板;6.内部清种刀;7.型孔;8.外部清种刀;9.排种盘;10.扰种凸台;11.密封圈;12.后壳;13.负压气室;14.进气口;I.充种区;Ⅱ.清种区;Ⅲ.携种区;Ⅳ.落种区
1.4 针刺式种薯装置
针刺式种薯装置结构如图4所示。该结构由转轮、针刺播种臂等构成,结构简单。通过排种圆盘旋转,带动一周的针刺播种臂运动,在种箱内取种、携种,最后完成投种作业[8]。
图4 针刺式装置结构图
通过对种薯技术及装置的阐述,对各类型马铃薯种植机进行比较(表1)。带(链)勺式马铃薯种植机在陕南地区占据重要位置,为本地区主要播种设备。但其存在重漏播率高、播种质量差、作业速度低等问题。随着智能化监测技术的推广,自动化与智能化程度不断提高,马铃薯种植机精度实时监测水平提高,带(链)勺式马铃薯种植机会更加完善其机具性能。差动输送式马铃薯种植机由于其自身作业灵活、价格低廉等特点,适合受限制种植地形地区的播种工作。气吸式马铃薯种植机对种薯种植的外形尺寸要求不高,并且该种植机作业速度快、种子破损率低、可实现精量播种,优势明显,是未来马铃薯种植机的发展趋势。针刺式马铃薯种植机存在污染种薯、机器易故障等问题,今后会逐步被淘汰。
表1 各类型马铃薯种植机比较
目前,陕南地区不同的作业区域,种薯机械化种植中低端马铃薯种植机械化已初具规模,并且围绕其种植机械化已经形成较为成熟的技术体系,而高端马铃薯种植机械化仍需填补。针对本地区地理位置、种植规模、种植机械推广现状等方面,未来将从以下3个方面开展改进工作。
1)马铃薯在陕南地区种植广泛,但种植区域分散,地理条件与种植区域决定了本地区在今后相当长的一段时间内,机械化种植仍需依赖机械结构简易的小型马铃薯种植机,以及自动化程度高、作业效率高的大型马铃薯种植机并存。由自动化程度较高的大型马铃薯种植机逐渐取代结构简易的小型马铃薯种植机,以适应未来农业生产种植需求。
2)当今农业发展,机械化种植应向着智能化、自动化方向靠拢。可借鉴国外发达地区农业生产的先进经验,学习先进的播种技术,使马铃薯种植机与实时控制、智能检测技术相结合,掌握农业生产全程监测数据,及时了解马铃薯种植机的工作情况。此外,智能化、自动化的种植机械在一定程度上减轻了农业工作者的劳动强度,优化用工数量,从而实现农业现代化。
3)马铃薯机械化种植宣传在农业农村工作全局中同推广、同部署、同推进、同落实,健全完善的推广机制,重点突出陕南地区马铃薯产业先进典型,大力推广农业机械化发展中的新经验、新做法、新成果,提升陕南地区的农业机械化程度。
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