路戰(zhàn)遠(yuǎn)，程玉臣，張德健，王玉芬，張向前，楊 彬

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010031；2.內(nèi)蒙古大學(xué)，內(nèi)蒙古呼和浩特 010020；3.呼和浩特市得利新農(nóng)機(jī)制造有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古呼和浩特 010051）

1 馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)

1.1 馬鈴薯種植機(jī)械現(xiàn)狀

馬鈴薯機(jī)械化種植能大大減輕農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和馬鈴薯產(chǎn)量。當(dāng)前，我國馬鈴薯種植機(jī)械化程度不高，除一些較大規(guī)模的農(nóng)場和農(nóng)業(yè)種植大戶外，相當(dāng)一部分農(nóng)戶仍采用犁翻人點(diǎn)的種植方式。這種種植方式不但勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，薯品質(zhì)量差，而且因?yàn)殡y以保證株距、行距和覆土深度的一致，大大影響了馬鈴薯的產(chǎn)量。

歐美發(fā)達(dá)國家經(jīng)過幾十年的發(fā)展和應(yīng)用，馬鈴薯種植機(jī)械水平已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)完善的程度，無論是作業(yè)速度、生產(chǎn)效率、工作性能、播種質(zhì)量，還是播種機(jī)具的通用性和適應(yīng)性等方面都比較先進(jìn)。這些成熟的馬鈴薯播種機(jī)價(jià)格昂貴，而且不能完全適應(yīng)我國馬鈴薯種植的農(nóng)藝要求。

1.2 馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)的發(fā)展

近十多年來，我國自主生產(chǎn)的馬鈴薯播種機(jī)正不斷地得到改進(jìn)和優(yōu)化，目前定型生產(chǎn)的機(jī)具有2CMFL-2型、2BSL-2型、2CM-4型和 2MB-1/2型等馬鈴薯播種機(jī)[1-3]，這些機(jī)具均可一次完成開溝、播種、施肥、起壟、覆膜、覆土、鎮(zhèn)壓等作業(yè)環(huán)節(jié)[4-5]。但是，我國馬鈴薯播種機(jī)仍存在著功率消耗大、生產(chǎn)效率低、可靠性和適應(yīng)性較差、機(jī)具的漏播率和重播率較高等缺陷，特別是不適應(yīng)能滿足旱作農(nóng)業(yè)地區(qū)馬鈴薯起壟覆膜、壟側(cè)播種、膜下滴灌的節(jié)水新農(nóng)藝、新技術(shù)的要求。

1.3 馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)的現(xiàn)狀

近年來我國農(nóng)業(yè)部門提出在旱作農(nóng)業(yè)地區(qū)大力發(fā)展以節(jié)水增產(chǎn)技術(shù)為核心的設(shè)施農(nóng)業(yè)，積極推廣覆膜栽培和膜下滴灌的節(jié)水灌溉等新技術(shù)和新裝備，有效地提高了抗御自然災(zāi)害的能力，推動(dòng)了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)前，如果在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中需要采用滴灌技術(shù)，特別是馬鈴薯種植，仍然依靠人工鋪設(shè)滴灌管道，或者是在播種機(jī)播種覆膜后的土地上，再用機(jī)具鋪設(shè)滴灌管道。這樣的分段作業(yè)不僅增加了機(jī)具、人工等作業(yè)成本，而且延長作業(yè)時(shí)間，增加了拖拉機(jī)壓地的次數(shù)?？傊?，現(xiàn)在能適合馬鈴薯規(guī)?；N植要求的起壟覆膜播種聯(lián)合作業(yè)機(jī)組，即能夠一次完成開溝、施肥、播種、起壟、整形、鋪設(shè)滴灌管道、覆膜、壓膜、覆土、鎮(zhèn)壓等工序的聯(lián)合作業(yè)機(jī)組仍處于空白。

2 新型馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)的特點(diǎn)

馬鈴薯覆膜栽培和膜下滴灌的節(jié)水灌溉新技術(shù)可提高土壤含水率、提高土壤溫度、增加耕層厚度、提高作物品質(zhì)。采用膜下滴灌可實(shí)時(shí)灌溉，不受氣候制約，既節(jié)約用水，又不誤農(nóng)時(shí)。該馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)的特點(diǎn)如下：

2.1 一次可完成多個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)

馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)就是根據(jù)覆膜栽培和膜下滴灌的節(jié)水灌溉新技術(shù)的要求研制出來的一次可完成開溝、施肥、播種、起壟、整形、鋪設(shè)滴灌管道、覆膜、壓膜、覆土、鎮(zhèn)壓等工序的聯(lián)合作業(yè)機(jī)組。特別是增加了在膜下鋪設(shè)滴灌管道這一作業(yè)環(huán)節(jié)。

2.2 選用雙薯勺取種器

本馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)選用了雙薯勺取種器，這種取種器由垂直焊接在一起的大小兩個(gè)取種勺組成并按一定間距安裝在升運(yùn)滾子鏈條上，多個(gè)雙薯勺取種器由升運(yùn)滾子鏈條帶動(dòng)圍繞主動(dòng)鏈輪、被動(dòng)鏈輪之間移動(dòng)。這種取種器的特點(diǎn)是當(dāng)某個(gè)雙薯勺取種器進(jìn)入種薯箱底部并圍繞主動(dòng)鏈輪向上方移動(dòng)時(shí)，大取種薯勺舀取數(shù)個(gè)薯塊，保證能從種箱內(nèi)取到種薯，當(dāng)雙薯勺取種器向上移動(dòng)至接近最高點(diǎn)時(shí)，大取種薯勺處于傾斜狀態(tài)，部分薯塊靠自重落下返回種薯箱內(nèi)。當(dāng)雙薯勺取種器移動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí)，大取種薯勺處于垂直狀態(tài)，其薯勺內(nèi)薯塊掉入只能容納1粒薯塊的小取種薯勺內(nèi)，然后隨著雙薯勺取種器移動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí)薯塊從小取種薯勺內(nèi)掉出，沿播種機(jī)排種管落入地面壟溝內(nèi)，達(dá)到了每穴播種1粒種薯的要求。

2.3 采用壟側(cè)半腰播種方式

本馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)播種的行距和位置正好在起壟的兩側(cè)的半腰處，這樣便實(shí)現(xiàn)了小行距（300～400mm）和大壟距的種植方式，滿足了最新的馬鈴薯起壟覆膜播種農(nóng)藝要求[6-7]。

3 新型馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)總體布局及配置

3.1 馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)性能指標(biāo)

在正常工作條件下，馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)應(yīng)滿足表1所列性能指標(biāo)。

表1 馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)性能指標(biāo)%

3.2 馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)的總體布局

為滿足馬鈴薯起壟覆膜播種的農(nóng)藝要求，以及一次完成施種肥、播種、覆膜、膜下鋪設(shè)滴灌帶等多工序，其總體布局如下：根據(jù)當(dāng)前馬鈴薯種植情況及農(nóng)藝要求，其播種方式為寬壟距，窄行距，本機(jī)為1次起1壟播種2行；根據(jù)當(dāng)前不同功率的農(nóng)用拖拉機(jī)保有量和機(jī)組作業(yè)需求，選用的配套動(dòng)力為29.4～48.0 kW輪式拖拉機(jī)；排肥器采用傳統(tǒng)的外槽輪式排肥器，排種器采用雙薯勺取種器；施肥開溝鏟和種薯開溝器安裝在機(jī)架上，調(diào)整其位置可以改變行距。

3.3 馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)的配置

因本播種機(jī)作業(yè)環(huán)節(jié)繁多，考慮到機(jī)組的作業(yè)穩(wěn)定性、操作性等因素，在保證強(qiáng)度的情況下盡量減輕部件材料的重量，種肥開溝器和種肥箱等部件盡量前移，縮短播種機(jī)的縱向尺寸，使機(jī)組重心前移。本播種機(jī)總體配置見圖1（a）和圖1（b）。

如圖1（a）和圖1（b）所示，本播種機(jī)由施肥開溝鏟、懸掛架、前機(jī)架、種肥箱、排種管、種薯排種機(jī)構(gòu)、種薯箱、后機(jī)架、滴灌管引輪、壓膜輪機(jī)構(gòu)、圓盤覆土機(jī)構(gòu)、L型伸縮機(jī)架、膜卷支架、起壟整形器、圓盤起壟機(jī)構(gòu)、起壟機(jī)構(gòu)深度調(diào)節(jié)裝置、地輪、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、種薯開溝器組成。

3.4 馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)的主要部件及其結(jié)構(gòu)

3.4.1 機(jī)架 整個(gè)機(jī)架由前機(jī)架、后機(jī)架和L型伸縮機(jī)架組成，分別使用不同型號(hào)的矩形鋼管焊接而成。

3.4.2 地輪 由輪胎、地輪軸及裝在其上的鏈輪和軸承座組成。其作用是支撐機(jī)組行走和驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

3.4.3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 包括驅(qū)動(dòng)鏈輪、種薯排種機(jī)構(gòu)中的主動(dòng)鏈輪、被動(dòng)鏈輪和鏈條、種肥箱的排肥鏈輪和鏈條。機(jī)組作業(yè)時(shí)，與地輪同軸的驅(qū)動(dòng)鏈輪通過鏈條帶動(dòng)種薯排種機(jī)構(gòu)的主動(dòng)鏈輪和取種器鏈條運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)種肥箱的排肥鏈輪運(yùn)動(dòng)，完成排種肥-取種薯-排種薯等工序。

3.4.4 圓盤起壟機(jī)構(gòu) 兩套圓盤起壟機(jī)構(gòu)分別掛接在機(jī)組的左右兩側(cè)的起壟機(jī)構(gòu)深度調(diào)節(jié)裝置上。它的切土深度和起壟大小可通過調(diào)整起壟機(jī)構(gòu)深度調(diào)節(jié)裝置上的彈簧壓力來實(shí)現(xiàn)，其兩個(gè)圓盤的偏置角度均可調(diào)。

3.4.5 滴灌管支架 用來支撐成卷的滴灌管。其作用是在機(jī)組作業(yè)同時(shí)，在壟臺(tái)上部整齊鋪設(shè)滴灌管道。

3.4.6 起壟整形器 通過軸承和軸承座安裝在后機(jī)架橫梁上，位于圓盤起壟機(jī)構(gòu)的后方。起壟整形器由壟臺(tái)整形壓輥、兩個(gè)錐形壓輪、整形器架以及壓輪固定螺釘螺母組成。

3.4.7 膜卷支架 位于起壟整形器后端，用來支撐成卷的地膜。

3.5 馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)的工作原理

本播種機(jī)與選配的拖拉機(jī)的連接方式為三點(diǎn)后懸掛。機(jī)組在田間作業(yè)時(shí)，最前面的兩個(gè)施肥開溝鏟開出較深的壟溝，種肥沿開溝鏟后面的輸肥管落入溝底，接著，兩個(gè)種薯開溝器在施肥開溝鏟開出的壟溝的側(cè)上方（約50mm處）開出壟溝，種薯沿排種管直接落入溝內(nèi)，實(shí)現(xiàn)種肥分層播種的農(nóng)藝要求。后面的起壟圓盤機(jī)構(gòu)刮土起壟，并覆蓋種薯。按照最新農(nóng)藝要求，隨后，起壟整形器向前滾動(dòng)，利用自重對(duì)前道工序形成的松散不規(guī)則的土壟進(jìn)行修整和壓實(shí)。根據(jù)播種行距，調(diào)整起壟圓盤機(jī)構(gòu)和起壟整形器的寬度，使機(jī)組播種的位置正好處于起好的壟的兩側(cè)的半腰處，這樣便實(shí)現(xiàn)了小行距（300～400mm）和大壟距的種植方式（圖2），既可增加產(chǎn)量，也提高了成薯的大薯率和商品率。按照各地壟作播種的農(nóng)藝要求，本馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)可形成尺寸不同的梯形和三角形壟形。隨著機(jī)組向前移動(dòng)，滴灌管支架上的滴灌管道經(jīng)滴灌管引輪引導(dǎo)平整地鋪設(shè)在壟臺(tái)上面，同時(shí)地膜卷轉(zhuǎn)動(dòng)舒展地膜，緊密地覆蓋在經(jīng)過整形的地壟表面，并將滴灌管道壓在地膜下面，緊接著壓膜輪機(jī)構(gòu)在鋪展的地膜兩邊滾壓，使地膜緊貼地壟表面，隨后圓盤覆土機(jī)構(gòu)將壟外的土推移至地膜兩邊壓住地膜，至此完成起壟、播種、鋪設(shè)滴灌管道、鋪膜全部工序，為實(shí)現(xiàn)旱作地區(qū)膜下滴灌節(jié)水新技術(shù)創(chuàng)造了良好的條件。

3.6 馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)

馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

4 檢測結(jié)果

本馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)于2011年11月通過了內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定站檢驗(yàn)，其性能指標(biāo)完全符合相關(guān)技術(shù)要求，檢驗(yàn)結(jié)果見下表3。

表3 馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)檢驗(yàn)結(jié)果%

5 結(jié)論與討論

5.1 結(jié)論

本馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)的組裝式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、外觀大方、安裝簡單、維修方便。在生產(chǎn)過程中大量使用了結(jié)構(gòu)新穎合理的零部件，而且大部分零部件具有較好的通用性和互換性，節(jié)約了生產(chǎn)成本，提高了機(jī)具質(zhì)量。

本馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)整機(jī)布局合理，一次完成鋪膜播種以及滴灌管道鋪設(shè)作業(yè)，為實(shí)現(xiàn)旱作地區(qū)膜下滴灌節(jié)水新技術(shù)創(chuàng)造了良好的條件，既省工省力，又能獲得較好的收成。

5.2 討論

本馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)一次僅播種2行，選用配套動(dòng)力偏大；采用先播種后起壟成型的播種方式，種薯有被圓盤起壟機(jī)構(gòu)和起壟整形器帶動(dòng)產(chǎn)生漂移的可能性，有待進(jìn)一步研究解決。

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