劉業(yè)宇　壽露露　李東升　高致富　臧淑江　王君嬋　吳旭江

摘要 介紹了里下河小麥小區(qū)播種機的各部分功能以及實現(xiàn)方式，并與現(xiàn)有科研單位使用較為普遍的溫特斯泰格、紅興隆小區(qū)播種機進行對比，為廣大科研單位在小區(qū)播種機的選擇上提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞 小麥；小區(qū)播種機；功能比較

中圖分類號 S223.2 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）29-0194-03

Research on Function Innovation of Wheat Plot Seeder in Lixia River Compaired a New Lixiahe Plot Seeder for Wheat Breeding

LIU Yeyu，SHOU Lulu，LI Dongsheng，WU Xujiang* et al

（Institute of Agricultural Science of the Lixiahe District in Jiangsu Province， Key Laboratory of Wheat Biology and Genetics and Breeding in the Middle and Lower Reaches of the Yangtze River，Ministry of Agriculture，Yangzhou，Jiangsu 225007）

Abstract The function of each part in the wheat seeder and the realization methods were mainly introduced， and to be compaired with the other plot seeders such as Wintersteiger and Hongxinlong， provide the basis for the scientific research units in the choice of plot seeder.

Key words Wheat；Plot seeder；Function compaired

基金項目 國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項（CARS-3-1-1，CARS-3-2-11）。

作者簡介 劉業(yè)宇（1986—），男，安徽滁州人，研究實習員，從事小麥育種專用機械研究。*通訊作者，副研究員，博士，從事小麥育種研究。

收稿日期 2017-08-11

小麥是我國重要的糧食作物，從事小麥研究工作的農(nóng)業(yè)科研院所和種子公司眾多。但大多數(shù)單位還是采用傳統(tǒng)的人力手工播種，由于播種工作量大且集中而勞動力成本高、臨時勞動人口下降，因此各單位對小區(qū)播種機的需求十分迫切[1-2]。而目前我國小區(qū)播種機發(fā)展緩慢，無法適應我國育種事業(yè)的要求[3-4]。近幾年來，我國某些科研單位已經(jīng)開始使用小麥小區(qū)播種機，其中以溫特斯泰格和紅興隆小區(qū)播種機使用最為普遍[5-7]。溫特斯泰格小區(qū)播種機為純進口機械，其價格昂貴，在國內(nèi)只有少數(shù)科研經(jīng)費充裕的單位使用；紅興隆小區(qū)播種機價格便宜，制作較為簡易，能夠滿足一般試驗，但對一些高要求的試驗卻無法滿足。

在目前小麥品種審定工作中，小麥品種（系）的適應性和產(chǎn)量性狀鑒定必須通過小區(qū)試驗來完成，其試驗結(jié)果是推薦新品種（系）參加下一階段試驗的主要依據(jù)，大量的小區(qū)試驗促使了小麥小區(qū)播種機的發(fā)展。

一個小區(qū)播種機的好壞，最終評判的依據(jù)是播種質(zhì)量的高低，其直接影響試驗數(shù)據(jù)的真實性、準確性，最終會影響到一個新品種的審定，而播種質(zhì)量主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

①播種深淺的控制。根據(jù)不同的土壤質(zhì)地、濕度和平整度，播種的深淺要求也要隨之改變，這就要求播種機在不同的試驗條件下能根據(jù)實際情況控制播種深淺，從而能夠保證出苗的整齊一致。因此一種優(yōu)秀的播種機的播種深度控制要具有簡單、準確、反應快速等特點[4]。

②小區(qū)長度控制。根據(jù)不同試驗的內(nèi)容，小區(qū)試驗長度也不同。這就需要播種機播種長度能夠適應不同的試驗需求[8-9]。

③播種起始點和結(jié)束點穩(wěn)定一致。在規(guī)定的地點開始播種且能在規(guī)定的地點播種結(jié)束，才能保證每個小區(qū)排列整齊，試驗規(guī)范[10-11]。

④單個小區(qū)內(nèi)每行種子數(shù)量的均勻一致。播種機一次播種6～10行，每行種子數(shù)量必須基本接近，否則調(diào)查取樣的試驗數(shù)據(jù)不能反映材料的真實特性，影響對材料的取舍判斷。

了解國內(nèi)外小區(qū)播種機的優(yōu)缺點以及在小麥小區(qū)播種機研發(fā)中遇到的問題，對加快我國小區(qū)播種機的完善和推廣具有重要意義。

1 里下河小區(qū)播種機簡介

里下河農(nóng)機公司根據(jù)小麥小區(qū)試驗的農(nóng)藝要求及特點，研發(fā)了里下河小區(qū)播種機（圖1）。經(jīng)過里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學研究所小麥生物學與遺傳育種重點實驗室現(xiàn)場試驗表明，該機完全滿足小麥育種和各項試驗的要求，在某些方法上已經(jīng)超越了國內(nèi)和國外的播種機。其主要參數(shù)如下：轉(zhuǎn)向為液壓轉(zhuǎn)向；動力方式為液壓驅(qū)動；小區(qū)長度為2.5～15.0 m；播種行數(shù)6～10行；行距20.0～26.6 cm；播種深度0～80 mm。工作流程上，與目前市場上的小麥小區(qū)播種機基本一致，通過錐體格盤把種子均勻地等分，再由種子分配頭將種子均勻地分配到各個落種管中，根據(jù)試驗要求，把一定量的種子，在一定范圍的小區(qū)內(nèi)完全、均勻地播下去。

2 里下河小區(qū)播種機主要性能的對比研究

2.1 播種深度控制

以溫特斯泰格、紅興隆為列，開溝圓盤直接鏈接到橫梁上，通過人為感知，操作油缸提升或下降來控制播種深度，精確把握性較差[11]。而里下河小區(qū)播種機入土深度依靠開溝圓盤和鎮(zhèn)壓輪的水平高低位差進行控制，其位差可以在播種前調(diào)節(jié)到需要的深度（圖2）。油缸僅施加給開溝圓盤壓力使其入土。這樣的設(shè)計拋棄了人為感知的調(diào)節(jié)方式，直接調(diào)整到需求播種深度，更加精準。另外，里下河小區(qū)播種機的開溝器系統(tǒng)應用了平行四連桿機構(gòu)，播種深度調(diào)節(jié)完成后，單個小區(qū)內(nèi)每個獨立的平行四連桿機構(gòu)會根據(jù)地面高低自動變形，保證了單個小區(qū)內(nèi)每行播種深度保持一致，不會出現(xiàn)因整地不平整、土壤松緊不一等帶來的過深難出苗、過淺露籽問題，影響試驗質(zhì)量。這種設(shè)計可以做到一次播種，每行深度保持一致，在同類產(chǎn)品中獨樹一幟。

2.2 小區(qū)長度的調(diào)節(jié)

不同試驗要求的小區(qū)長度存在差異。溫特斯泰格和紅興隆小區(qū)播種機通過大小齒輪組合調(diào)節(jié)小區(qū)長度，得到的小區(qū)長度呈一定的百分比增加或減小。每調(diào)節(jié)1個級別，增加或減小的長度能夠達30～100 cm，留下大量的空白，如果需要的小區(qū)長度正好落在空白之間，此規(guī)格的小區(qū)長度就無法調(diào)節(jié)出來，此時育種家們只能根據(jù)機械特點來設(shè)計試驗[12]。

里下河小區(qū)播種機的小區(qū)長度調(diào)節(jié)是通過電腦控制來完成的（圖3）。在顯示屏中輸入所需的小區(qū)長度即可， 簡單快捷，且輸入的長度可以精確到厘米，中間沒有長度空白，育種家可以根據(jù)試驗要求任意設(shè)置，最大程度地滿足育種家需求。

2.3 小區(qū)播種起始點和結(jié)束點的確定

溫特斯泰格、紅興隆小區(qū)播種機的投種方式依靠人工手動投種[11]。通過肉眼觀察到達指定位置，手動按壓提升桿的方式來實現(xiàn)供種。操作者肉眼觀察存在一定誤差，觀察后手動按壓也存在速度快慢問題，很難精確控制落種地點。落種過早，小區(qū)種子播到走道上，小區(qū)長度不夠；落種過遲，2個小區(qū)種子混雜，試驗直接報廢。

里下河小區(qū)播種機的投種系統(tǒng)依靠一套電路完成。在指定落種地點1個人樹立1個標桿，當播種機經(jīng)過時，播種機上的觸碰開關(guān)觸碰到標桿，觸碰開關(guān)控制的吸拉開關(guān)提升儲種筒，儲種筒立刻供種。種子的供應點始終保持在設(shè)定的落種位置，不會出現(xiàn)過早或過遲播種導致小區(qū)不整齊甚至試驗報廢的現(xiàn)象。

2.4 小區(qū)內(nèi)每行種子均勻一致

溫特斯泰格、紅興隆小區(qū)播種機采用的種子分配頭是半坡面斜坡式和工字型。半坡面斜坡式分配頭的種子分配是自由下落和離心相結(jié)合的甩種方式，對分配頭的轉(zhuǎn)速要求高，速度變化要求范圍要小，小麥播種要求在1 200～1 300 r/min，過多或者過少都會造成種子分配不均勻。工字型分配頭分配精度差，每行種子誤差高達30%，不能滿足育種家對小區(qū)內(nèi)種子均勻分布的需求[10]。

里下河小區(qū)播種機的種子分配系統(tǒng)工作時種子分配頭旋轉(zhuǎn)，種子連續(xù)落入分配頭中心（圖4）。立于基座平面上的均勻分布的多個葉片同時切割種子流，使種子分配到葉片內(nèi)側(cè)。通過旋轉(zhuǎn)各個葉片對種子進行排列分配，在葉片內(nèi)側(cè)形成一條種子流，葉片均勻分布使得每一個葉片切割所捕獲的種子流量趨向一致，這是第1次分配。第2次分配時，每一個葉片在圓心內(nèi)側(cè)排列的種子流都以隊列的形式先后甩向各個落種管，多個葉片同時工作，這就保證一批下來的種子被連續(xù)多次甩向每一個落種管，保證每行連續(xù)獲得數(shù)量一致的種子，小區(qū)內(nèi)種子均勻一致，提高小區(qū)試驗質(zhì)量。

2.5 連續(xù)播種系統(tǒng)

連續(xù)播種裝置是里下河小區(qū)播種機的獨有裝置（圖5），國內(nèi)外其他小區(qū)播種機只能播種小區(qū)，沒有連續(xù)播種設(shè)備。育種家選育出新品種（系）時，由于種子量較少，需要繁殖快速獲得大量種子，人工播種工作量大、小區(qū)播種不連續(xù)。連續(xù)播種裝置可以提供45～225 kg/hm2播種量的無間隙調(diào)節(jié)。該功能解決了新品種（系）繁殖時無設(shè)備可用的窘境，增加了小區(qū)播種機的使用范圍。

2.6 液壓四輪驅(qū)動

最早使用液壓驅(qū)動是價格非常昂貴的進口機械溫特斯泰格小區(qū)播種機，其操作簡單，無需專業(yè)人員即可快速學會使用，但是其轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使用不方便，多家單位出現(xiàn)同一轉(zhuǎn)向部件損壞現(xiàn)象。紅興隆小區(qū)播種機仍然使用機械式底盤，由于很多單位缺少專業(yè)機械能手，操作難度較高。

里下河小區(qū)播種機汲取了溫特斯泰格小區(qū)播種機的長處，選擇了液壓驅(qū)動方式，并加以改進，使得育種家們操作簡單，使用方便。

2.7 四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是里下河小區(qū)播種機的一大特色（圖6），在小區(qū)播種機上使用四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)尚屬首次。四輪轉(zhuǎn)向的應用大大減少了小區(qū)播種結(jié)束后田頭掉轉(zhuǎn)至下一排小區(qū)的時間，縮短了地頭轉(zhuǎn)彎半徑。南方小麥種植往往有很多排水溝，這非常不利于小區(qū)播種機的轉(zhuǎn)彎，以往的小區(qū)播種機一個熟練的機工也要3～5次倒車才能實現(xiàn)掉頭轉(zhuǎn)向，里下河小區(qū)播種機熟練之后可以1次行至最佳位置，節(jié)約了大量時間，縮小了對土地的碾壓，減少了田間預留掉頭的土地面積。

3 結(jié)語

里下河小麥小區(qū)播種機根據(jù)小區(qū)試驗要求，綜合考量試驗的各個環(huán)節(jié)，最大限度地滿足了試驗需求。同時它克服了溫特斯泰格和紅興隆等小區(qū)播種機的缺點，提高了播種質(zhì)量和試驗的精準度。實現(xiàn)了播種深淺控制簡單快捷，準確穩(wěn)定；小區(qū)長度調(diào)整全覆蓋，長度調(diào)節(jié)快速；播種起始結(jié)束位置清楚分明，不混雜、不錯位；小區(qū)內(nèi)種子分布均勻一致；連續(xù)播種裝置擴大小區(qū)播種機的使用范圍；液壓驅(qū)動、四輪轉(zhuǎn)向操作簡單；并且該播種機售價較為合理，能夠為廣大育種單位接受，這為小麥小區(qū)播種機的推廣作出了重要貢獻。這些特點大幅度提高了小區(qū)試驗的質(zhì)量，為廣大育種家們節(jié)約了時間和人工成本。

安徽農(nóng)業(yè)科學 2017年

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