北方地區(qū)玉米播種機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀與優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用思路

張麗花，何玉龍

（甘肅省武威市涼州區(qū)西營鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，甘肅武威733000）

玉米作為北方地區(qū)的主要種植農(nóng)作物，在促進(jìn)耕地資源合理開發(fā)利用、提供畜牧業(yè)和化工生產(chǎn)原料上發(fā)揮著重要作用，是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民增收的主要經(jīng)濟(jì)渠道，在當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要的地位。武威市涼州區(qū)地處河西走廊中段，年日照時(shí)數(shù)長，土壤疏松肥沃，灌溉條件充足，渠道渠系建設(shè)完善，光熱條件充足，土質(zhì)疏松肥沃，發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，是發(fā)展農(nóng)作物種植的絕佳地帶。隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的快速發(fā)展，玉米播種機(jī)械得到了快速發(fā)展，經(jīng)歷了從手動(dòng)直插、鴨嘴滾筒點(diǎn)播到氣吸精量播種的發(fā)展歷程，在此過程中呈現(xiàn)出不同的發(fā)展特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了播種機(jī)械人工化、智能化、精量化的發(fā)展目標(biāo)。雖然玉米播種機(jī)械朝著先進(jìn)智能的趨勢(shì)發(fā)展，但在其發(fā)展過程中呈現(xiàn)出來的諸多特點(diǎn)，對(duì)玉米播種機(jī)械的改進(jìn)優(yōu)化和推動(dòng)玉米種植機(jī)械化的發(fā)展仍具有重要的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

1 北方地區(qū)玉米播種機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀

播種機(jī)械是玉米種植過程中重要的生產(chǎn)工具，對(duì)于促進(jìn)玉米出苗壯苗、提高生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益有著重要意義。在生產(chǎn)實(shí)踐中，玉米播種機(jī)械經(jīng)歷了從手動(dòng)到半自動(dòng)、從機(jī)械排種到氣動(dòng)排種、從人力驅(qū)動(dòng)到機(jī)械、電力驅(qū)動(dòng)的發(fā)展階段，呈現(xiàn)了獨(dú)有的發(fā)展特點(diǎn)，在一定程度上引領(lǐng)著玉米機(jī)械化種植的發(fā)展歷程。

1.1 播種模式實(shí)現(xiàn)了從手動(dòng)化到半自動(dòng)化的發(fā)展

玉米播種機(jī)在研發(fā)之初采用了人力推種滾筒排種的播種模式，在此過程中人員操作勞動(dòng)強(qiáng)度大，地塊較小的勉強(qiáng)能適應(yīng)，但是在面積較大的地塊往往因人力播種影響著播種效率的提升。在后續(xù)的改進(jìn)發(fā)展過程中，采用了拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)，人員勞動(dòng)強(qiáng)度得到了大幅度地減輕。但在此條件下，面積較小地塊的播種無法適應(yīng)，因此電動(dòng)自走式玉米播種機(jī)得到了小范圍的應(yīng)用。

1.2 排種方式實(shí)現(xiàn)了從機(jī)械排種到氣動(dòng)排種的轉(zhuǎn)變

最早的玉米播種機(jī)采用機(jī)械滾筒的排種方式，在此條件下播種過程中需種量較大，致使玉米種植成本上升，同時(shí)一穴雙苗或多苗現(xiàn)象帶來的間苗難問題，嚴(yán)重困擾著玉米種植戶，造成人工間苗用工量的增加，在一定程度上增加了玉米種植成本，影響了種植效益。而后的氣動(dòng)精量播種機(jī)采用壓縮空氣推動(dòng)排種，實(shí)現(xiàn)了單穴單苗的播種目的，有效降低了玉米種子成本，且不間苗，受到了廣大種植戶的一致好評(píng)。但是氣動(dòng)精量播種機(jī)維修難度大，如出現(xiàn)故障必須由專業(yè)人員維修，且播種機(jī)體積普遍較大，不能有效適應(yīng)小面積種植，在種植面積適宜性上還存在著相應(yīng)的弊端。

1.3 種箱實(shí)現(xiàn)了從滾筒一體到獨(dú)立種箱的轉(zhuǎn)變

設(shè)計(jì)之初玉米點(diǎn)播器采用滾筒式種箱設(shè)計(jì)，種子暫存在種箱中，人力驅(qū)動(dòng)下利用種子重力進(jìn)行播種，獨(dú)立種箱使種子存量增大，保證了大面積播種條件下的種子用量，減少了種子添加頻次，提高了播種工作效率。但種箱和播種穴呈一體式設(shè)計(jì)，暫存的種子數(shù)量不適應(yīng)大面積播種的需要。同時(shí)，在重力驅(qū)動(dòng)播種過程中，種子之間相互摩擦、擠壓產(chǎn)生的物理性損害造成種子胚芽損傷、包衣劑脫落，影響著種植后的出苗效果。

1.4 材質(zhì)設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)了從鐵質(zhì)到新材料的轉(zhuǎn)變

起初的玉米播種機(jī)采用鐵質(zhì)設(shè)計(jì)，體積笨重且攜帶不便，同時(shí)種子包衣劑在種箱內(nèi)存放造成農(nóng)藥對(duì)種箱的潛在性腐蝕，影響使用年限。后續(xù)研發(fā)過程中種箱采用塑鋼、碳鋼等新型材料設(shè)計(jì)，種箱質(zhì)量得到了有效地減輕，攜帶使用較為便捷，且耐腐蝕性強(qiáng)，防止了藥劑對(duì)種箱的侵襲腐蝕，延長了使用壽命。

1.5 實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的互聯(lián)互用

玉米播種機(jī)械從最初的單獨(dú)點(diǎn)播、攜種播種到氣吸排種發(fā)展模式，在設(shè)備互聯(lián)互用上與施肥、覆膜和滴灌帶鋪設(shè)不能有機(jī)的結(jié)合，一體化種植中斷。此后在機(jī)械驅(qū)動(dòng)的施肥覆膜機(jī)、滴灌帶鋪設(shè)機(jī)上增加了可拆卸式的玉米播種機(jī)組，且播種機(jī)與各相配套機(jī)組相互關(guān)聯(lián)，在提高設(shè)備使用效率的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了各配套機(jī)組之間的分體式連接，推動(dòng)了玉米種植全程機(jī)械化的發(fā)展進(jìn)程。

2 優(yōu)化玉米播種機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用的思路

縱觀玉米播種機(jī)械的發(fā)展歷程，均經(jīng)歷了由小到大、由慢到快的發(fā)展格局，在充分肯定現(xiàn)階段一體式氣吸排種播種機(jī)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，還應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到小型播種機(jī)械在廣大農(nóng)村地區(qū)的應(yīng)用現(xiàn)實(shí)，優(yōu)化推廣玉米的機(jī)械化播種技術(shù)還應(yīng)充分借鑒各階段玉米播種機(jī)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)玉米播種機(jī)械的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，全面提高玉米機(jī)械化種植水平。

2.1 應(yīng)用新材料設(shè)計(jì)，減輕機(jī)身自重

玉米播種機(jī)械在玉米生產(chǎn)機(jī)械化作業(yè)上有著不可替代的作用，是推動(dòng)玉米生產(chǎn)機(jī)械化進(jìn)程的重要推手。為此要應(yīng)用塑鋼、鋁合金、碳化鋼等新型復(fù)合材料，合理進(jìn)行玉米種箱的制作，最大限度減輕玉米播種機(jī)械的自重，減輕田間操作過程中的行駛阻力，保證播種過程中所攜帶玉米種子量的最大化。同時(shí)，強(qiáng)化玉米種子種箱內(nèi)層的設(shè)計(jì)，采用不易粘附藥劑的軟材質(zhì)設(shè)計(jì)，保護(hù)種子胚芽不受損傷和種子表層粘附的藥劑不受影響，切實(shí)提高種子播種后的出苗率。

2.2 優(yōu)化氣動(dòng)排種設(shè)計(jì)，減輕故障率

現(xiàn)階段氣動(dòng)排種玉米播種器的設(shè)計(jì)均采用外置式供氣，在此過程中氣壓的穩(wěn)定性影響著排種的數(shù)量。為此要在氣動(dòng)裝置上增設(shè)穩(wěn)壓器，保證供氣的穩(wěn)定性。在供氣管道上使用鋼絲軟管，提高供氣管道的耐用程度。優(yōu)化氣體供應(yīng)裝置、氣體分配裝置、氣體輸送管道的設(shè)計(jì)應(yīng)用，采取外界動(dòng)力暫存壓縮氣體的方式，增設(shè)恒壓氣瓶，實(shí)現(xiàn)便攜式手推玉米播種器氣體排種裝置的有效供應(yīng)；在氣體分配裝置上采取一支多路的分配系統(tǒng)，增設(shè)氣體回流裝置，實(shí)現(xiàn)玉米播種器氣動(dòng)排種的有效播種，防止?jié)L動(dòng)播種過程中種子相互碰撞、摩擦引起的種子損傷和種子表面失去保護(hù)藥劑的粘附，影響播種后玉米種子的出苗率。

2.3 提高設(shè)備通用性，完善動(dòng)力配套

要站在農(nóng)業(yè)種植機(jī)械化、規(guī)?；?、科技化的發(fā)展角度上，高起點(diǎn)、新技術(shù)謀劃玉米播種機(jī)的設(shè)計(jì)與推廣應(yīng)用。在結(jié)合玉米種植規(guī)模實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，加大與旋耕施肥、鋪膜鋪管、壓穴覆土裝置的聯(lián)用聯(lián)動(dòng)，為實(shí)現(xiàn)一次性覆膜施肥和滴灌帶鋪設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)。完善與動(dòng)力配套機(jī)械的配合應(yīng)用，實(shí)行與相關(guān)附屬播種機(jī)械的分置式設(shè)計(jì)，能依據(jù)地塊面積、耕種需求和拖拉機(jī)動(dòng)力狀況增減相應(yīng)的播種機(jī)，適應(yīng)不同規(guī)模種植地塊的機(jī)械化播種需要，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，達(dá)到能通過增減設(shè)備種類適應(yīng)不同作業(yè)要求的目的，從根本上減輕農(nóng)戶的農(nóng)機(jī)具購置成本。