關(guān)于指夾式玉米免耕精密播種機(jī)的探討

何金偉 魏磊

摘要：中國(guó)是一個(gè)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在中國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有非常重要的地位。保護(hù)性耕種是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的主流形式，隨著農(nóng)業(yè)種植技術(shù)的不斷發(fā)展，指夾式免耕精密播種機(jī)很好地實(shí)現(xiàn)了保護(hù)性耕種這一理念。指夾式玉米免耕精密播種機(jī)是一種近年來(lái)廣泛推行的新型播種形式，在應(yīng)用中不僅能夠有效地增強(qiáng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，還能夠保護(hù)耕地，促進(jìn)中國(guó)農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：玉米;免耕播種機(jī);指夾式

一、前言

中國(guó)是玉米種植大國(guó)，也是世界上的一個(gè)主要玉米產(chǎn)區(qū)。玉米在中國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中地位非比尋常，是人民群眾的主要食物來(lái)源之一。但在玉米的播種過(guò)程里，土地要年年施行翻耕，使土壤松動(dòng)便于施行耕種，但也導(dǎo)致土地逐漸出現(xiàn)沙化。而且在中國(guó)的土地情況中，干旱、半干旱地區(qū)超過(guò)一半，耕種存在很多困難，如果不能夠有效地對(duì)耕地施行保護(hù)，將會(huì)導(dǎo)致農(nóng)業(yè)失去生態(tài)平衡，對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的造成嚴(yán)重的影響。指夾式免耕精密播種機(jī)的應(yīng)用，能夠有效地避免土地的翻耕，降低土地的沙化概率，同時(shí)，增強(qiáng)土地的生產(chǎn)效率。

二、指夾式免耕經(jīng)濟(jì)播種機(jī)的發(fā)展

隨著中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的不斷發(fā)展，播種機(jī)已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)耕種過(guò)程里，一種主要的農(nóng)業(yè)機(jī)械，對(duì)于不同的農(nóng)作物分成：棉花播種機(jī)、谷物播種機(jī)、玉米播種機(jī)等多種類(lèi)型。按照不同的播種習(xí)慣方式，分成：真空種子播種機(jī)、撒播機(jī)、條播機(jī)、穴播機(jī)這四種。其實(shí)播種機(jī)在中國(guó)擁有非常悠久的發(fā)展歷史，早在幾千年前，中國(guó)古代農(nóng)民就開(kāi)始運(yùn)用耬作為播種機(jī)，其方便，可以將將牛、馬當(dāng)成牽引拉力，迅速施行播種，極大地增強(qiáng)了農(nóng)業(yè)播種效率。耬的發(fā)明和運(yùn)用極大地證明了中國(guó)古代勞動(dòng)人民的智慧。耬作為一種傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)播種機(jī)，仍然廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域^[1]。在17世紀(jì)播種機(jī)開(kāi)始在世界范圍內(nèi)，被廣泛地應(yīng)用和推行，在這個(gè)時(shí)期的播種機(jī)整體構(gòu)件開(kāi)始變得更加復(fù)雜，它可以根據(jù)實(shí)際地形需要施行調(diào)試，并已開(kāi)始有了現(xiàn)代播種機(jī)的雛形。隨著播種機(jī)的逐漸普及，20個(gè)世紀(jì)出現(xiàn)了牽引播種機(jī)和氣動(dòng)播種機(jī)，使播種機(jī)開(kāi)始正式施行現(xiàn)代化的發(fā)展中。而后隨著科學(xué)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及農(nóng)業(yè)機(jī)械化建設(shè)的深入發(fā)展，使播種機(jī)有了更加迅速、高性能多方面的發(fā)展，極大地增強(qiáng)了生產(chǎn)效率，并有效地減少了種子的浪費(fèi)現(xiàn)象。

指夾式玉米免耕精密播種機(jī)，是近年來(lái)所推出的一種新型玉米播種機(jī)，它可以精確控制玉米種子的數(shù)量，以及行距和播種深度。夾指精密播種機(jī)仍擁有免耕播種機(jī)的特點(diǎn)，可經(jīng)過(guò)機(jī)械設(shè)備迅速實(shí)現(xiàn)玉米播種、施肥、翻耕等流程，加單的增強(qiáng)生產(chǎn)效率，降低了人工成本。而由于生產(chǎn)效率有了極大的增強(qiáng)，降低了耕地的水分揮發(fā)情況，更有益于玉米種子的生長(zhǎng)。下圖1為較為原始的指夾式玉米免耕精密播種機(jī)

三、指夾式玉米免耕精密播種機(jī)的整構(gòu)件造和工作原理

（一）整構(gòu)件造

指夾式玉米免耕播種機(jī)主要由機(jī)架、葉片、肥料箱、開(kāi)肥機(jī)、播種機(jī)、行走輪、齒傳動(dòng)輪、碎草分草構(gòu)件等構(gòu)成。開(kāi)肥器和播種器固定在機(jī)架的前后橫梁上，開(kāi)肥器與播種器中心之間的距離一般為8厘米，避免了燒苗現(xiàn)象的出現(xiàn)^[2]。傳統(tǒng)的地輪固定在機(jī)架后梁的中間，構(gòu)造緊湊，左右兩面的播種機(jī)中間分別設(shè)置兩排地輪。

指夾式玉米免耕精密播種機(jī)采用大、小開(kāi)片機(jī)施行深施肥，雙開(kāi)片機(jī)同步限深施行深溝播種。手指夾式玉米免耕播種機(jī)及播種機(jī)監(jiān)管系統(tǒng)可以有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)單株籽粒播種及播種質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)管。秸稈覆蓋的荒地可以一次性直接播種、施肥、壓土、覆土等作業(yè)大大提高了生產(chǎn)效率。

• 工作原理

在玉米免耕播種過(guò)程里，牽引裝置經(jīng)過(guò)牽引裝置迅速前行。當(dāng)開(kāi)肥機(jī)的大空隙圓盤(pán)留茬開(kāi)溝時(shí)，空隙迅速支撐并切斷秸稈和雜草，有效避免排水裝置堵塞。分茬分草構(gòu)件高速旋轉(zhuǎn)，將斷茬和秸稈向兩面轉(zhuǎn)動(dòng)，并布置干凈的育苗帶。播種裝置的波紋溝板卡在y形播種槽內(nèi)，同步雙盤(pán)開(kāi)溝機(jī)用于該型播種槽的二次開(kāi)溝，時(shí)采用指形排種裝置施行播種。v型土壤覆蓋抑制機(jī)制覆蓋種子溝，抑制種子兩面，使種子兩面與土壤充分觸碰，能軟化種子上方土壤，更有益于種子萌發(fā)^[3]。下圖2是一種新型的免耕指夾精準(zhǔn)播種機(jī)：

四、指夾式玉米免耕精密播種機(jī)的主要工作部件設(shè)定

（一）施肥開(kāi)溝器

施肥開(kāi)溝器是指夾式玉米免耕精密播種機(jī)的重要構(gòu)成部分，其主要是由連接板、三通接頭、開(kāi)溝器架體、缺口盤(pán)、直面圓盤(pán)、仿形彈簧等多個(gè)構(gòu)成部分所構(gòu)成。開(kāi)肥機(jī)用u形螺栓固定在播種機(jī)機(jī)架前梁上。在中國(guó)北方，由于環(huán)境、土壤質(zhì)量等因素的影響，化肥用量較大。吉林地區(qū)最大化肥運(yùn)用量為1000?kg/hm²。最大開(kāi)溝寬度65 mm，最大施肥深度150 mm。該凹槽通常設(shè)有450?mm直徑的直端面切割板和373?mm直徑的直端面板，與推進(jìn)方向成5.5°角。為了保障槽的深度，閥瓣的嚙合點(diǎn)必須形成50°角?？毯郾P(pán)由30CrMnB材料制成，調(diào)制過(guò)程為50～52?hrc。缺口有一個(gè)喇叭狀的邊緣，深度為28?mm，最大寬度為62?cm，它可以滿足大部分的割草工作。在工作過(guò)程里，面對(duì)縫隙的圓盤(pán)是第一個(gè)切入土壤施行挖溝的圓盤(pán)，面對(duì)溝渠的圓盤(pán)有助于避免土壤堵塞肥料管。為保障施肥深度一致，避免與石頭碰撞，開(kāi)肥機(jī)設(shè)定為三體型。開(kāi)料架可經(jīng)過(guò)軸和t型頭的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過(guò)彈簧施行緊固。成形功能，最大成形能力可達(dá)10?cm，可經(jīng)過(guò)調(diào)試彈簧壓力調(diào)試單組開(kāi)孔器的成形能力^[4]。

（二）播種單元

播種單元是指夾式玉米免耕精密播種機(jī)的關(guān)鍵工作流程，其主要是由：撥茬分草裝置、波紋開(kāi)溝圓盤(pán)、雙圓盤(pán)開(kāi)溝器、同步限深構(gòu)件、V型鎮(zhèn)壓構(gòu)件、種箱、指夾排種器、四連桿仿形構(gòu)件、播種質(zhì)量監(jiān)管系統(tǒng)、傳動(dòng)構(gòu)件等構(gòu)成。

• 撥茬分草構(gòu)造

玉米免耕播種機(jī)是在秸稈覆蓋條件下施行播種操作的，當(dāng)遇到柔性較好的秸稈，開(kāi)溝器無(wú)法施行迅速切斷時(shí)，就會(huì)造成播種機(jī)的種子播種在秸稈上，導(dǎo)致種子不能夠充分的觸碰土壤，難以吸收養(yǎng)分發(fā)芽，對(duì)產(chǎn)量造成影響。而且，這種影響不是會(huì)出現(xiàn)個(gè)別現(xiàn)象，而是和可能會(huì)造成很大規(guī)模的影響，對(duì)農(nóng)民造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。設(shè)定一種撥茬分草裝置，將其掛接在播種開(kāi)溝器的前方，一對(duì)齒形圓盤(pán)交叉裝設(shè)，將兩者相對(duì)現(xiàn)狀，將地表上覆蓋的秸稈撥向兩面，使苗帶維持干凈，為開(kāi)溝器的正常工作創(chuàng)造良好的開(kāi)溝環(huán)境，并避免開(kāi)溝器出現(xiàn)堵塞，以及種子播種在秸稈上等情況的出現(xiàn)^[5]。下圖3為最新型的指夾式玉米免耕精密播種機(jī)：

2. 同步限深雙圓盤(pán)開(kāi)溝器

如果圓盤(pán)的直徑調(diào)小，很容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)不靈的情況，增加阻力，導(dǎo)致開(kāi)溝器的應(yīng)用運(yùn)用受到影響。

聚點(diǎn)位置的角度是影響開(kāi)溝深度的重要因素，如果聚點(diǎn)位置的開(kāi)角過(guò)大，就會(huì)導(dǎo)致開(kāi)出的溝過(guò)深，如果聚點(diǎn)位置的開(kāi)角過(guò)小，就會(huì)導(dǎo)致開(kāi)出溝的深度過(guò)淺，很容易使土壤從聚點(diǎn)上面進(jìn)入雙圓盤(pán)之間，造成圓盤(pán)夾土和堵塞。圓盤(pán)夾角越小，開(kāi)出的溝就越小，工作阻力也小。但如果開(kāi)出的溝過(guò)度的小，就會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)圓盤(pán)之間的空間無(wú)法容納輸種管。圓盤(pán)開(kāi)溝寬度為35 cm時(shí)，能夠滿足北方地區(qū)的玉米種植需求。同時(shí)在雙圓盤(pán)開(kāi)溝器左右兩面設(shè)定與同步限深輪，可以經(jīng)過(guò)播深調(diào)試手來(lái)調(diào)試開(kāi)溝的深度，維持種子種植深度始終一致，很好地解決了傳統(tǒng)種植限深構(gòu)造的延遲性^[6]。

（三）V型鎮(zhèn)壓輪

鎮(zhèn)壓輪在玉米的種植中，能夠?qū)⒎N植后的覆土壓平，減少水分的揮發(fā)、土方的散落等，保障玉米的正常生長(zhǎng)。鎮(zhèn)壓輪在工作中，始終維持與地面一定的坡度是必要的。土壤力的水平分量擁有擠壓土壤的作用，使種子與濕潤(rùn)的土壤緊密觸碰，保障種子頂部是疏松的土壤，更有益于出苗。同時(shí)，破碎輪為滾動(dòng)件，能有效避免土的拖曳，同時(shí)實(shí)現(xiàn)覆蓋、壓制、限深、打標(biāo)。本實(shí)用新型可以根據(jù)不同的土壤條件，經(jīng)過(guò)調(diào)試手柄來(lái)調(diào)試壓力構(gòu)件的壓力輪的壓力，也可以經(jīng)過(guò)調(diào)試壓力輪的距離來(lái)改變種子的壓力。壓輪連接框架上設(shè)定了左右偏心構(gòu)造，每個(gè)偏心構(gòu)造的偏差為3毫米。可調(diào)試偏心構(gòu)件，避免焊接、裝設(shè)等因素造成的壓縮位置偏差。

（四）指夾式排種器

指夾式排種器是指夾式玉米免耕精密播種機(jī)的重要構(gòu)成部分，主要是由屏蔽體、夾持構(gòu)件和種子輸送構(gòu)件構(gòu)成。在工作過(guò)程里，種子進(jìn)入防護(hù)罩的種子進(jìn)口后，凸輪上夾緊構(gòu)件的手指功能沿水平線下降到開(kāi)啟狀態(tài)，水平線的上半部分處于夾緊狀態(tài)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到夾緊和填充位置。在播種口的上端設(shè)有種子清洗刷，當(dāng)種子到達(dá)清除位置時(shí)，多余的種子將被清除刷清除，指夾只維持一個(gè)種子投入投種口里^[7]。為了有效降低播種時(shí)間差異造成的不同的因素，如播種路徑和種子大小、播種裝置設(shè)置在播種，種子輸送設(shè)備同步旋轉(zhuǎn)手指夾頭，最后的種子被發(fā)送到種子管或直接進(jìn)入土壤，確保播種的均勻性。為了有效減少重植漏種的情況，在罩蓋進(jìn)種口上端設(shè)置擋板，以減少種子進(jìn)入夾緊構(gòu)件對(duì)種子夾緊的影響。

（五）播種管

播種管的構(gòu)造設(shè)定對(duì)玉米種子著地的速率和方向擁有很大的影響，同時(shí)與種子的成活率也有很大的關(guān)聯(lián)。當(dāng)種子離開(kāi)播種機(jī)時(shí)，它不會(huì)立即進(jìn)入土壤，必須經(jīng)過(guò)種子管運(yùn)送到指定的土壤位置。為了避免種子離開(kāi)播種機(jī)后移動(dòng)過(guò)快，也為了避免種子進(jìn)入土壤后反彈，種子管通常設(shè)定成一定的曲線形狀，以保障種子離開(kāi)播種機(jī)。它可以根據(jù)一定的曲線軌跡運(yùn)動(dòng)，保障種子以合適的速度和角度落入土壤，提高種子的成活率。相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，離開(kāi)種子管后以90度角進(jìn)入土壤的效果較好，使種子達(dá)到最大存活率^[8]。

五、指夾式玉米免耕精密播種機(jī)的應(yīng)用

指夾式玉米免耕精密播種機(jī)作為一種高效、科學(xué)的播種裝置，已經(jīng)受到廣泛的注重，和大量的應(yīng)用推行，并且有大量的科研單位和企業(yè)正在不斷參與到相應(yīng)的研發(fā)工作中，期望能夠?qū)ο鄳?yīng)的運(yùn)用性能做出優(yōu)化。目前，很多的科研公司正在逐步與農(nóng)業(yè)機(jī)械單位施行深入合作研究，針對(duì)不同的應(yīng)用方向，以及未來(lái)發(fā)展方希那個(gè)等機(jī)型深入分析，并提相關(guān)的完善方案^[9]。經(jīng)過(guò)科研的單位與農(nóng)業(yè)部機(jī)械的合作研究，將更多的先進(jìn)技術(shù)、觀念等施行完善，并進(jìn)一步的應(yīng)用更加先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，包括：精量播種、智能漏播監(jiān)管等多種技術(shù)，并經(jīng)過(guò)模塊化方案來(lái)設(shè)定一種大型的玉米免耕播種機(jī)?？梢砸淮涡缘膶?shí)現(xiàn)玉米耕地的精量播種、智能耬播監(jiān)管、除草劑噴灑、播種后鎮(zhèn)壓等多項(xiàng)工作，極大地增強(qiáng)了播種效率。有模塊化的設(shè)定方案，使玉米免耕播種不僅適用于玉米種植，同樣適用于很多其他谷物的種植工作，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向機(jī)械化的迅速轉(zhuǎn)變，對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展，擁有極為重要的促進(jìn)意義。但隨著指夾式玉米免耕精密播種機(jī)的推行應(yīng)用，在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中，還存在些方面的不足，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的增強(qiáng)造成了明顯的制約。因此，應(yīng)針對(duì)指夾式玉米免耕精密播種機(jī)施行深入探究，詳細(xì)分析應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)和不足，為中國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來(lái)更大的幫助。

六、結(jié)論

綜上所述，農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展與中國(guó)的民生發(fā)展，擁有極為緊密的聯(lián)系。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化程度的不斷加深，中國(guó)的各類(lèi)農(nóng)業(yè)機(jī)械種類(lèi)、性能都在不斷地增強(qiáng)著，為農(nóng)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了極大的推動(dòng)，為保障中國(guó)糧食安全作出了巨大的貢獻(xiàn)。應(yīng)針對(duì)指夾式玉米免耕精密播種機(jī)的應(yīng)用，施行深入分析，對(duì)其性能、質(zhì)量，適應(yīng)范圍等施行深入優(yōu)化，促進(jìn)中國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更好、更快的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王奇，朱龍圖，李名偉，黃東巖，賈洪雷，莊健.指夾式玉米免耕精密播種機(jī)振動(dòng)特性及對(duì)排種性能的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，?2019，35（09）：9-18.

[2]段永彬，高清海，馬志高.指夾式玉米免耕精密播種機(jī)的原理、構(gòu)造與應(yīng)用[J].河北農(nóng)機(jī)，?2019（01）：14-15.

[3]劉忠軍，劉立晶，楊學(xué)軍，趙鄭斌，劉曉秋.指夾式玉米免耕精密播種機(jī)的設(shè)定與試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，?2016，32（S2）：1-6.

[4]康云友，董立柱，朱月浩.玉米免耕精量播種技術(shù)與機(jī)具試驗(yàn)與研究[J].農(nóng)業(yè)裝備與車(chē)輛工程，?2016（12）.

[5]張立軍，康云友.玉米免耕精量播種技術(shù)與機(jī)具試驗(yàn)研究[J].山東農(nóng)機(jī)化，?2017（4）.

[6]王洪偉，張晉國(guó)，史智興，etal.倒掛式圓管氣吸玉米免耕精密播種機(jī)的研制[J].農(nóng)機(jī)化研究，?2016，v.38（04）：119-123.

[7]現(xiàn)代農(nóng)裝.2BJ-470/870型玉米免耕精量播種機(jī)[J].農(nóng)機(jī)導(dǎo)購(gòu)，?2016（6）.

[8]沙牙古麗·鐵流汗，張洪浩.淺談?dòng)衩酌飧夹g(shù)及免耕深施肥精密播種機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀[J].農(nóng)民致富之友，?2016（14）：185-185.

[9]王洪偉，史智興，張晉國(guó)，etal.倒掛式圓管氣吸玉米免耕精播機(jī)的試驗(yàn)研究[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），?2016，47（5）：720-725.