小颗粒种子液体播种机的现状与发展分析

小颗粒种子液体播种机的现状与发展分析

齐豪杰 张宇鹏 马文涛 康琳鑫 卢焕然

塔里木大学

摘要：随着农业结构调整的逐步深入和农业机械化的不断推进，农业种植作物由单一粮食作物向多元化、经济化转变，小颗粒种子作物的种植面积也达到了3.675×107hm2，占全国农作物种植总面积的22％。但小颗粒种子各类繁多、体积小、质量轻，且其形状与形态不尽相同，这无形中增加了播种和播种器设计难度，尤其在保证播种均匀度方面更是现代种植业中的难题所在。本文介绍了国内外常用小颗粒种子液体播种机种类、排种器工作原理，总结了当前小颗粒种子液体播种机械存在问题，最后对未来小颗粒液体播种机械的发展方向进行展望。

关键词：小颗粒种子；液体播种器；工作原理

1 国外研究现状及分析

液体播种技术最早是由英国人在20世纪60年代提出而用于蔬菜种植的一种播种技术，其原理是将水、保水剂、农药、肥料、激素等按照一定的比例配置成凝胶悬浮剂，将种子与悬浮剂混合，使种子可以均匀的分布于悬浮剂之中。播种时，通过均匀的喷洒悬浮液来达到精量播种的目的，液体播种技术克服了小颗粒种子在播种过程中路径混乱不易控制的难题[1]。液体播种技术可以为种子出苗期提供需要的水分，保水剂的加入可以减少水分液失快的问题，保证种子在整个出苗期都能得到足够水分，使种子顺利度过出苗期。

1.1 英国小颗粒种子液体播种机的发展状况

流体播种技术于1966年开始出现，英国人Elliott为了更新牧草，首先使用催芽的种子悬浮于凝胶溶液中进行流体播种,他使用褐藻钠胶液作为悬浮液，使催芽的种子悬浮其中，使用蠕动泵作为排种装置将种液定量精确的排入种沟。1972年英国国家蔬菜研究所也开始研究流体播种在蔬菜播种中的应用，其成果就是在1974年与英国农业工学研究所共同研制设计的第一台流体播种机，并于1975年成功地进行了大规模的洋葱流体播种试验[2]。此种流体播种是一种典型的流体播种机构，使用蠕动泵和软管配合制成的，通过蠕动泵对软管的挤压作用，能够是软管中的凝胶溶液连续的排出，种子随凝胶溶液排入土壤，从而完成流体播种作业，改变转子转速，即可完成种液播量的调节。

图1蠕泵式流体播种机

1.2 日本小颗粒种子液体播种机的发展状况

日本学者于1982年研制出GS-1型单行手推式多木结构型流体播种机，该播种机主要是用来播种凝胶溶液的专业播种机，1984年研究者将流体播种应用于水稻种子的直播当中，并在1986年申请了“催芽种子播种法及装置”的相关专利。前苏联列宁格勒农业大学设计研制了连续“灌播”的液流芽播机，不再采用凝胶使种子悬浮，而是将催芽的种子放入含有肥料、农药等溶液的种箱内,在种箱底部通入压缩空气，使种子处于悬浮状态。排种机构采用橡胶材质的齿轮泵，主管道通过虹吸原理完成种液的输送[3]。

图2液流芽播机

2 国内小颗粒种子液体播种机的发展现状

在80年代后期我国开始研究液体播种技术。“七五”以来作者就在国内开展了液体播种试验，并且与地方的试验点进行合作研究，取得了很大的进展。近几年来，我国很多科研团队经过了很多年的农业科学试验与实践已经积累了一些科研经验，同时经过多年的试验与研究，已经着手进行了整机的设计、试制与工作，并且已经得到了明显的成效。

在2006年时，山东理工大学科研团队研究出了一种可以移动的液体喷射试验装置。该装置工作时，柱塞泵将水从水箱抽出后，再把水引入稳压罐中，之后由稳压罐排出的压力稳定水液。稳压罐上面有一个回液管道，管道上面带有一个安全阀。当稳压罐中的压力指数高于安全阀设定的数值时，这时安全阀就会自动打开，直到达到设定的数值时,水液此时会通过回液管道液回到水箱。用该装置并且结合自动喷射水液成穴的播种装置，就可以达到精量播种[4]。

图3移动式液体喷射试验装置示意图

3 国内外小颗粒种子液体播种机存在的问题

随着技术的进步和发展，小颗粒种子液体播种机的设计越来越多样化，但是目前国内外的小颗粒种子液体播种机的发展仍存在着一些问题：

（1）我国自20世纪70年代开始研究精密穴播，但直到现在全国精量播种的面积还不多，对于液体播种的精量穴播，我国也没有较为深入的研究。

（2）消耗量大，没有合理的经济要求并且技术不成熟，对播种量不能很好的调控，从而造成经济损失和作物种子浪费。

（3）大多设计采用较多复杂装置，虽然在使用时比较便捷，但是在安装、拆卸、维修等工作会相对麻烦，不利于农户的使用。

3 总结与建议

目前，我国的全国精量播种的面积范围越来越广大，小颗粒种子液体播种机设计的发展成为一种发展趋势。我们应该理论入手，结合实际要求着重从以下几个方面研制：

（1）从机型方面：多行播种会使整机尺寸增大，同时整机重量、体积也会增大，因此要求整机具有合理，紧凑结构，同时机架要有足够强度、刚度，保证机械正常过程中不会变形、开裂。

（2）从机具方面：播种机开沟器应开沟直，深度相同，结构简单，动力消耗少；覆土镇压器应在开沟播种后将土壤回填压紧，回填土壤深度相同，同时在回填过程中不改变种子位置使种子与回填后的土壤紧密接触，镇压强度符合种子生长需求；

（3）从经济使用方面：机械设计要合理，结构简单，操作方便，性价比高，经济效应高，省时省工且能满足符合广大农户的需求。

参考文献

王冰媛. 小粒种子流体播种机设计与试验研究[D].沈阳农业大学,2016.

曾戈. 四川省有机蔬菜产业发展研究[D].中南林业科技大学,2019.

马守华. 流体播种机[J].农业机械,1982(07):21.

张燕青,崔清亮,王丰,等.谷子精少量流体排种装置的设计与试验[J].农业工程学报,2017,33(12):20-27.