馬鈴薯播種機(jī)設(shè)計(jì)-土豆播種機(jī)

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300多年前，原產(chǎn)自美洲的馬鈴薯被引進(jìn)中國(guó)并且逐漸成為僅次于小麥、水稻和玉米的第四大糧食作物。目前，我國(guó)的馬鈴薯無論是種植面積還是總產(chǎn)量都處于全球領(lǐng)先地位。從中國(guó)馬鈴薯網(wǎng)上獲得的資訊：2007年我國(guó)馬鈴薯種植面積約8000萬畝，預(yù)計(jì)總產(chǎn)量將超過6800萬噸，占世界總產(chǎn)量的22%左右。單從總產(chǎn)量來說我國(guó)已經(jīng)是世界第一，但是單產(chǎn)量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于歐美、澳洲的水平。例如，2003年，我國(guó)馬鈴薯的單產(chǎn)量是每公頃14842公斤，低于世界平均水平的每公頃16448 公斤，還不到單產(chǎn)量最大的國(guó)家新西蘭的每公頃44248 公斤的三分之一。 1.2國(guó)外馬鈴薯的生產(chǎn)水平 單產(chǎn)量排名前六位的國(guó)家：新西蘭、比利時(shí)、丹麥、美國(guó)、英國(guó)、荷蘭等歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，他們的單產(chǎn)量都超過了每公頃40000 公斤（中國(guó)馬鈴薯網(wǎng)，2007）。除了地域、氣候方面外，更重要的是栽培技術(shù)以及機(jī)械化生產(chǎn)水平的影響。顯然，這些國(guó)家的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化水平都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高過我國(guó)。反觀我國(guó)，大部分地區(qū)的馬鈴薯生產(chǎn)都還停留在人工或者半機(jī)械化生產(chǎn)的水平上，因此單產(chǎn)量低也就不足為奇。 1.3目前急需解決的措施以及會(huì)遇到的困難 要想提高單產(chǎn)量，首要的就是提高機(jī)械化生產(chǎn)水平。我國(guó)地域廣闊，擁有多種地型，因此不可能同時(shí)提高生產(chǎn)機(jī)械化，所以應(yīng)該根據(jù)不同的地形，不同的氣候和種植方式，從而設(shè)計(jì)符合當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械，盡量推廣播種機(jī)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。其次應(yīng)該改進(jìn)種植方式，我國(guó)的馬鈴薯種植方式一直停留在傳統(tǒng)種植的水平上，這是急需改變的。先進(jìn)的種植方式應(yīng)該從改進(jìn)種子質(zhì)量，改進(jìn)播種方式等方面進(jìn)行，同時(shí)在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)相應(yīng)的機(jī)械也就顯得至關(guān)重要。 2. 國(guó)內(nèi)外播種機(jī)發(fā)展及應(yīng)用的現(xiàn)狀 2.1我國(guó)播種機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 現(xiàn)目前，我國(guó)大約有500家播種機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，但是這些企業(yè)中能夠生產(chǎn)與大中型拖拉機(jī)配套的播種機(jī)的企業(yè)只有西安農(nóng)業(yè)機(jī)械廠、石家莊市農(nóng)業(yè)機(jī)械廠等區(qū)區(qū)10多家，其余的企業(yè)生產(chǎn)的都是與小型拖拉機(jī)和畜力配套的拖拉機(jī)。這種與小型拖拉機(jī)和畜力配套的播種機(jī)機(jī)的產(chǎn)量占全國(guó)播種機(jī)總產(chǎn)量的90%以上（國(guó)委文，2007）。由此可以看出當(dāng)前我國(guó)已實(shí)現(xiàn)機(jī)械化播種的大部分地區(qū)的播種機(jī)仍以小型播種機(jī)進(jìn)行傳統(tǒng)的谷物條播為主，大中型播種機(jī)的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，而且大中型生產(chǎn)機(jī)械（包括播種機(jī)）的研制和生產(chǎn)水平也遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家的水平。 2.2國(guó)外播種機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 相對(duì)我國(guó)而言，國(guó)外許多發(fā)達(dá)國(guó)家在第二次世界大戰(zhàn)前后，先后完成了由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的過度和轉(zhuǎn)化，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，其農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平已經(jīng)相當(dāng)完善，現(xiàn)在正朝著大型化、智能化、精量化以及多功能聯(lián)合型方向發(fā)展（陶衛(wèi)民，2001）。美國(guó)，德國(guó)，英國(guó)等西方發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展水平已經(jīng)走在世界的前列。 在國(guó)外許多發(fā)達(dá)國(guó)家，精密播種機(jī)經(jīng)過幾十年的發(fā)展和應(yīng)用，其技術(shù)水平應(yīng)經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)完善的程度，無論是工作速度、生產(chǎn)效率、工作性能、播種質(zhì)量以及播種機(jī)具的通用性和適應(yīng)性上都做得比較好。這對(duì)減少播種過程中的漏種率、種子損傷率和提高單產(chǎn)量都有很大的促進(jìn)作用。現(xiàn)在一些發(fā)達(dá)國(guó)家正把不斷更新播種機(jī)的工作原理、盡量完善其結(jié)構(gòu)、延長(zhǎng)機(jī)具使用壽命、降低制造價(jià)格和維護(hù)費(fèi)用的同時(shí)提高其工作效率以及提高播種機(jī)的通用性和適應(yīng)性作為未來更先進(jìn)的播種機(jī)研制的發(fā)展方向。 2.3與國(guó)外播種機(jī)相比，我國(guó)播種機(jī)存在的不足 和國(guó)外如美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的播種機(jī)比起來，我國(guó)的播種機(jī)工作效率低，工作幅寬小，通用性和適應(yīng)性低，使用可靠性不高，生產(chǎn)率也遠(yuǎn)較國(guó)外的低。另外，由于我國(guó)工業(yè)起步晚，因此在新技術(shù)的研制和在播種機(jī)上的應(yīng)用上依舊落后于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家。下面以我國(guó)幾種典型的播種機(jī)和國(guó)外的播種機(jī)作一個(gè)對(duì)比，以便從中發(fā)現(xiàn)我國(guó)播種機(jī)和國(guó)外先進(jìn)播種機(jī)的不足。 首先，從工作效率方面來看，我國(guó)播種機(jī)的工作速度低。國(guó)外播種機(jī)的工作速度大都要求達(dá)到15㎞／h，有的甚至達(dá)到20㎞／h，受到土地，氣候和一些其它因素的影響，工作速度大多采用8～12㎞／h，而我國(guó)工作速度大約為4～7㎞／h，一般工作速度為5～6㎞／h。比如德國(guó)早期生產(chǎn)的GL34T和GL36T兩種機(jī)型的工作速度為7.5㎞／h(韓文鋒等，2006），而我國(guó)普遍采用的2BM-2以及2BMF-2型都達(dá)不到德國(guó)這兩種機(jī)型的水平。 其次，我國(guó)播種機(jī)的工作幅寬小。和國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家比起來這個(gè)環(huán)節(jié)顯得非常薄弱。例如西歐一些國(guó)家的生產(chǎn)的播種機(jī)的工作幅寬一般為5～6m，美國(guó)，加拿大等國(guó)家的現(xiàn)用機(jī)型大多可以達(dá)到10～15m（陳興田，1999）。而我國(guó)所使用的播種機(jī)的工作幅寬絕大多數(shù)低于3.5m，例如較先進(jìn)的2BF-24A谷物條播機(jī)的工作幅寬為3.6m，其余的大都低于這個(gè)水平，工作幅寬低這個(gè)瓶頸在很大程度上限制了播種機(jī)的工作效率。 再次，排種器的排種效率低。我國(guó)很多使用播種機(jī)的地區(qū)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中依舊使用傳統(tǒng)的排種方式即“一器一行”，一個(gè)排種器只能播一行種子，顯然這樣的效率是非常低的，即使有較先進(jìn)的“一器多行”的排種器，但是技術(shù)上也表現(xiàn)得不夠成熟，也沒能進(jìn)行大規(guī)模的推廣及應(yīng)用。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家在這方面的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)就比我國(guó)先進(jìn)得多，而且許多新技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，許多核心部件尤其是排種器無論是結(jié)構(gòu)還是工作原理都還有很多值得我國(guó)學(xué)習(xí)和借鑒的地方。 最后，我國(guó)的播種機(jī)的通用性和適應(yīng)性和國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家比起來也還有很大的差距。在通用性方面，國(guó)外發(fā)展得比較早，技術(shù)也比較成熟，一套設(shè)備只需經(jīng)過簡(jiǎn)單的更換即可實(shí)現(xiàn)不同種子的播種，而我國(guó)大部分播種機(jī)還都是“一機(jī)一種”，一種播種機(jī)只能夠播撒一種種子，這樣既浪費(fèi)制造材料，又沒能使播種機(jī)得到充分利用。另外，我國(guó)地域遼闊，不同的土壤條件和氣候條件嚴(yán)重限制了播種機(jī)的適應(yīng)性，在保證適應(yīng)性方面的技術(shù)還很落后，而且我國(guó)研制生產(chǎn)的播種機(jī)很少考慮到適應(yīng)性這一方面的影響。 3. 我國(guó)播種機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 雖然可以通過引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的播種機(jī)可以暫時(shí)彌補(bǔ)我國(guó)播種機(jī)的不足之處，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn) 出發(fā)，我國(guó)必須走自主研發(fā)的道路，通過不斷吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)再結(jié)合我國(guó)的國(guó)情走出一條自主創(chuàng)新的路子，研制出具有我國(guó)特色的先進(jìn)播種機(jī)。 3.1加大大中型播種機(jī)的研制和開發(fā) 要想盡快縮小我國(guó)馬鈴薯等農(nóng)作物的單產(chǎn)與國(guó)外水平的差距，大中型播種機(jī)將起到至 關(guān)重要的作用。我國(guó)的幾大平原地勢(shì)平坦，比較適合大中型播種機(jī)的推廣和應(yīng)用。大中型播種機(jī)械除了可以節(jié)約人力，提高工作效率外還能減少種子的損傷率和漏種率，而且大中型播種機(jī)都是朝著聯(lián)合作業(yè)和直接播種技術(shù)的方向發(fā)展，這種機(jī)械的優(yōu)點(diǎn)在于：一次可以完成多項(xiàng)作業(yè)，作業(yè)效率高；保證及時(shí)播種，提高產(chǎn)量；節(jié)約能源，降低成本。 3.2采用新的排種原理和排種裝置 排種裝置是播種機(jī)最關(guān)鍵的部件，先進(jìn)的排種器和排種原理對(duì)播種機(jī)的效率的提高有 著很重要的作用，迄今為止，我國(guó)學(xué)者幾乎涉獵了世界上所有的排種器：如外槽輪式排種器、離心式排種器、各種圓盤式排種器等，而具有我國(guó)獨(dú)創(chuàng)特色的窩眼輪式排種器、紋盤式排種器、錐盤式精量排種器也獲得了廣泛的應(yīng)用，但是在馬鈴薯播種機(jī)上，先進(jìn)的排種器和排種方式依然制約播種機(jī)效率的一個(gè)瓶頸。因此在已經(jīng)解決種子和播種方式的情況下研制相應(yīng)的播種機(jī)顯得是關(guān)重要。顯然，在排種器方面，我國(guó)應(yīng)該朝著氣流輸送式條播排種器、孔帶式精密排種器、氣力式精密排種器以及傾斜圓盤指夾式排種器的方向發(fā)展。新的排種原理包括氣力式排種原理和機(jī)械式排種原理也應(yīng)得到廣泛的采用（陳興田，1999）。 4. 小結(jié) 一個(gè)比較先進(jìn)的播種機(jī)主要取決于其幾個(gè)關(guān)鍵的部件，如：開溝器、仿形機(jī)構(gòu)、覆土器以及排種器。尤其是排種器在整個(gè)播種機(jī)結(jié)構(gòu)中顯得尤為重要，排種器的好壞直接關(guān)系到播種機(jī)的播種效率，因此，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外播種機(jī)研制的重點(diǎn)依舊是放在排種器的研制上。我國(guó)在這方面也有不少的研究，尤其在氣吸式排種器，窩眼式排種器還有氣力式排種器的研究上有了一定的突破，但是和國(guó)外先進(jìn)水平還有一定的差距，因此，我國(guó)還必須加大研制的力度。 新型馬鈴薯已經(jīng)研制成功并將實(shí)現(xiàn)大力推廣，在將來的幾年內(nèi)，相應(yīng)的馬鈴薯播種機(jī)將對(duì)這種新型馬鈴薯的推廣起到極大的推動(dòng)作用。新型的馬鈴薯將徹底改變傳統(tǒng)的馬鈴薯塊莖式播種方式，其播種方式將和玉米，油菜籽等顆粒的播種方式更為相似，但還是存在很多不同的地方，因此不能直接選用像玉米播種機(jī)或者油菜籽播種機(jī)這些現(xiàn)成的播種機(jī)型。由于現(xiàn)目前新型馬鈴薯還沒有開始實(shí)現(xiàn)大面積推廣，相應(yīng)的馬鈴薯播種機(jī)具還是一片空白?；诖?，對(duì)現(xiàn)有的馬鈴薯播種機(jī)和其余各類顆粒式播種機(jī)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一種適合新型馬鈴薯的機(jī)械式或者氣吸式播種機(jī)就成了當(dāng)前以及未來相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)播種機(jī)的研制方向，同時(shí)研制的重點(diǎn)也將放在馬鈴薯播種機(jī)的排種器的研制上。 參考文獻(xiàn)： [1] 李寶筏．農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)．北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社， 2003 [2] 朱秉蘭．簡(jiǎn)明農(nóng)機(jī)手冊(cè)．鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，2001 [3] 張波屏．編譯．播種機(jī)械設(shè)計(jì)原理．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982 [4] 馮小靜．精少量播種機(jī)械使用與維修．鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，1998 [5] 馬大敏．王俊民，王秀．新型農(nóng)機(jī)具使用與維修．北京：高等教育出版社，1996 [6] 程興田．播種機(jī)械的現(xiàn)狀及發(fā)展前景．農(nóng)機(jī)與食品機(jī)械，1999，6：1～2 [7] 陶衛(wèi)民．國(guó)外農(nóng)業(yè)裝備發(fā)展趨勢(shì)．新農(nóng)村，2001，7：25 [8] 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