文献综述2

山西农业大学非全日制专业学位研究生文献综述小麦播种机的发展和概述 学 号 Z20144059 姓 名 许海亮 学位类别 农业推广硕士 领 域 农业机械化 指导教师 李志伟 培养单位 工学院 2016年5月小麦播种机的发展和概述 1 引言发展精确的农业耕作设备，提高土地单位产出率，已成为农业机械化发展的必然趋势。据统计，我国目前有13亿人口，人均耕地面积仅为1.1亩，年产粮食大约是5亿吨，到2030 年我国人口将达到峰值16亿，那时每年将需要6.4 亿吨粮食。而中国目前大多数的小麦播种方式还是撒播和条播，因此单位产量较低。要想增加小麦产量，实行精密播种是最有效的途径之一。而且由于中国现阶段城市化进程的发展，农村直接从事农业生产的人在迅速减少，必然要求播种机自动化程度较高。另外我国的耕地面积还在以每年500600万亩的速度在流失。因此，如何提高粮食的单位产量，提高农业生产效率将是未来农业发展的核心战略问题。小麦精播机不但可以实现小麦的精密播种，可以根据播种条件的不同情况进行调节，而且自动化程度较高，有较强的适应性。小麦精播机推广应用将极大地提高目前小麦的亩产量，将带来巨大的经济效益，同时具有重要的社会效益和战略作用。精密播种机是实现精密播种的主要手段，而排种器是播种机得以实现精密播种的核心部件，是决定播种机特性和工作性能的主要因素。排种器的工作机理和结构是否合理将直接影响到播种机的播种精度、播种速度、制造成本以及对种子的适应性等各个方面，因此有必要对精密排种器进行研究与改进，以进一步提高精密播种质量。田间试验能够直接准确地反映出排种器的排种性能, 但是田间试验耗时耗力, 而且不能准确控制各影响排种器排种性能的因素,很难对各因素进行理论上的分析。所以, 实验室内的试验被广泛采用, 并取得了良好的效果。2 小麦精密排种器的分类及优缺点2.1 机械式精密排种机械式精密排种器主要依种子粒型，用排种器的型孔将种子从种箱中分离出来，充种、清种和卸种等环节靠种子自重或机械装置来完成，如窝眼轮式和环带孔式精密排种器，其结构简单紧凑，使用方便可靠，造价低，能完成多种作物的精密条播、穴播及混播，在一般的作业速度和工作条件下能地满足农艺要求，但其存在问题主要是对种子外形尺寸要求较严，需对种子进行加工分级，同时配套不同的排种盘或种带，且伤种现象比较严重，不能满足高速作业。2.2 气力式精密排种器气力式排种器通常是通过拖拉机动力输出带动风机，产生真空吸力或空气压力，使种子按粒（单粒或多粒）贴附在型孔上，充种或清种环节靠气力来完成，如气吹式、气吸式和气压式精密排种器。气力式排种器通用性较好，能播各种大小不同的种子，且无伤种现象，可适应高速作业要求，但整机需配备气力装置，结构复杂，造价昂贵，噪声大，气路易出故障，易出现漏播现象。3 国内外气力式小麦排种器的研究发展3.1 国外气力式小麦排种器研究发展国外对气力式小麦排种器研究始于20世纪70年代， 起初对中耕作物精密播种机加以改进来精播小麦。如1976 年前后， 德国研制了GS-23 型气吸式小麦精密播种机, 其排种器由种子室和真空室组成,但是该机难以实现单粒排种, 而且播种均匀度很差, 重播严重。后来， 法国研制出一种单粒气吸式小区播种机, 它的排种器是一个安装在转轴上的金属盘，盘的周缘侧布着若干个吸嘴与圆盘内腔的真空负压相连。但是，由于小麦和中耕作物种子形状的差异，用改进后的中耕作物精密播种机不能达到小麦精播的技术要求。20世纪80年代初，奥地利Wintersteiger 公司研制成功了由一个固定的带螺旋槽的圆和一个带有径向槽的圆盘相叠的组合吸孔式排种器的小麦精密播种机。该机无清种装置，通用性好，可播种各种规格的种子,精确度高，具有良好的单粒排种效果,在世界各国的小区育种工作中得到广泛应用, 但成本高, 结构复杂,作业速度低,不能应用于大田生产。3.2 国内对气力式小麦排种器的研究 国内对气力式小麦精播机的研究起步较晚。近几年来,国内的气力式精密排种器和精密播种机的研究进人了一个较快的发展时期,先后研制出多种精密播种机。如黑龙江省农垦机电设备厂研制出2BQ-6 型播种机,该机采用垂直双圆盘气吸式排种器, 吸种能力强。用钩型链和套筒滚子链传动, 结构紧凑, 传动可靠。此外, 黑龙江省虎林石油机械厂研制发明了小四轮拖拉机用气吸式精密播种机,并获得了国家专利。气压式如2BQYF-6A硬茬播种机, 它采用结构独特的排种盘使充种、携种可靠, 而且控制了充种室内的种子群, 使种子形成比较合理的充种状态。该机主要适用于小麦高茬地夏播作物的施肥精密播种,在一些地区得到了推广使用。1990 年, 黑龙江农科院成功研制了2XJB-4型小区精密播种机, 并在小范围进行了应用,但没有普及推广。为提高该机的利用率, 西北农业大学对其做了用于大田的改进研究, 使之能够连续均匀供种, 但还存在作业速度低的问题。近年来, 中国农业大学又对组合吸孔式小麦精密排种器做了改进, 其排种性能优于机械式排种器, 而且作业速度高, 均匀性好, 较好地实现了小麦单粒精密播种, 但要在大田推广还有一定困难。山东省小麦工程中心研制出的气吸式小麦精量播种机与小四轮拖拉机配套, 采用双圆盘气吸式排种器，试验表明该机排种均匀性比较好, 但也存在链条雍土、整机质量大等问题。4 国内常用排种器试验台及不足目前国内比较成熟的试验台多为带式试验台，带式排种器试验台有SD-175型排种器试验台、JPS-12排种器性能检测试验台等。其中SD-175 型排种器试验台采用沙带的型式, 即在平带上均匀铺设一层细沙, 排种器排出的种子落在沙带上, 因细沙颜色与种子颜色相近, 只能人工观察试验结果, 不利于仪器识别, 制约着试验台的自动化检测水平。JPS-12 排种器性能检测试验台由可编程控制(PLC)控制, 虽然在一定程度上实现了自动控制, 但PLC程序语言繁琐,要求试验人员有专业的编程水平,仅有少数掌握PLC程序的人员才能完成操作,试验台使用范围受到限制。此外, 现有的带式试验台普遍存在以下不足：不能真实模拟播种机在田间的实际工况,排种高度不能调整,排种器不能倾斜试验；对不同类型的排种器通用性差,一般局限于机械式排种器,不能测试气力式排种器，只能做精播试验,不能做条播试验，不能同时安装不同种类的排种器进行对比性试验等；试验台自动化水平低等。5 小麦精播机排种器及台架试验的发展前景5.1 研究高速作业的精密排种器提高播种机作业效率是播种机发展的方向。为保证作业效率、降低油耗和机组配套的合理性，大面积播种要求播种机作业速度不低于8km/h。20世纪80年代初，国外在精播玉米等大粒距作物的作业机速就已达到810km/h，而我国播种机的作业速度仍维持在57km/h。以谷物播种机的作业速度为例，目前国外同类机型的作业速度可达到15km/h，有的甚至可达到20km/h，而国内仅为89km/h。精密排种器提高作业速度时，其工作性能就会随着下降，同时排种频率较高，用肉眼等一般手段难以检测其排种质量，为此，研究适应高速作业要求的精密排种器具有非常重要的意义。5.2 应用更多信息控制检测技术精密播种技术具有省种、高产，高效的优点。随着农业现代化的发展和农业产业结构的调整，精密播种机越来越受到广大农民的欢迎。但是目前国内绝大多数机械式和气力式播种机，其播种过程是全封闭，播种质量无法直接获知，需要人工进行检查。在作业时发生种箱排空、输种管杂物堵塞或排种传送失灵等工艺性故障现象，均会导致排种管不能够正常播种，造成漏播现象。同时，在进行排种器台架试验时，多为肉眼观测，人工测量，计算，误差大，且自动化水平低。因此，将光机电一体化技术应用到精密播种机上和试验台上使其越来越智能化是迫切的需求。如利用光敏传感器监控播种机的故障判断和种子积累；用单片机来监控播种密度和播种速度，能够最大限度的避免漏种现象。因此，应用性能稳定的新型传感器、单片机等新成果，将会大大提高精密播种机的整机性能及台架实验的效率及准确性。参考文献1马丽君.小麦精播机应用现状及发展前景J.农机使用与维护.2011(06)：16.2陈凤艳.气吸式小麦精密播种机缝隙式排种器的设计与研究D.河北：河北农业大学，2011.3杜辉，樊桂菊，刘波.气力式精量播种机与排种器的研究现状J.农业装备技术.2002(03)：28-30.4林叙彬.精密排种器的研究进展J.研究探索.2012(07)：48-49.5霍文国，吕钊钦.浅析气力式精密播种机的发展及研究现状J.农业机械.2003(04)：31-32.6李民，刘恒新，李伟，等. 2BST-160型播种机性能试验台研究N.农业工程学报.2004,20(03).7马立.新型缝隙式小麦气吸播种机的研究D.河北：河北农业大学,2010.8马立，张晋国.圆管孔眼式小麦气吸排种器的设计J.农机化研究.2010(06)：97-100.9张晋国，马立，史智兴，等. 新型缝隙式小麦气吸排种器的设计J.农机化研究.2010(04)：35-38.10周淑贤，宋建农