李智勇　蒙賀偉　李亞萍

（1新疆生產建設兵團農機技術推廣總站，石河子832000；2石河子大學機械電氣工程學院，石河子832003）

淺談馬鈴薯播種機械研究現(xiàn)狀

李智勇1蒙賀偉2李亞萍2

（1新疆生產建設兵團農機技術推廣總站，石河子832000；2石河子大學機械電氣工程學院，石河子832003）

馬鈴薯主糧化已成為我國發(fā)展戰(zhàn)略，馬鈴薯將成為老百姓餐桌的主糧。預計2020年50%以上的馬鈴薯將作為主糧消費。到時，我國馬鈴薯種植面積將擴大到1億畝以上。目前馬鈴薯種植環(huán)節(jié)仍存在勞動強度大、效率低現(xiàn)象，本文介紹了馬鈴薯產業(yè)發(fā)展情況，實現(xiàn)機械化意義和必要性，指出了馬鈴薯播種機械研究當前存在問題，并提出了意見建議。

馬鈴薯；播種；機械；現(xiàn)狀

為保障國家糧食安全，我國將馬鈴薯作為重點農作物，成為老百姓餐桌上的又一主糧，對國民經濟及“三農”穩(wěn)定發(fā)展具有重要意義。同時，因其高營養(yǎng)價值和經濟價值，近年來發(fā)展較快，種植面積和總產量不斷提高。“十二五”期間，我國馬鈴薯種植業(yè)平穩(wěn)發(fā)展，種植面積和總產量逐年增長。2014年，全國馬鈴薯種植面積已超過8500萬畝，總產量超過1億噸，基本滿足了我國居民食用消費和馬鈴薯加工業(yè)原料供應需求，預計到2020年，中國和印度對全球的馬鈴薯產量貢獻率將達到60%。在我國發(fā)布的《國家糧食安全中長期發(fā)展規(guī)劃綱要（2008-2020年）》中，明確了馬鈴薯為我國保障糧食安全的重要作物，具有重要的戰(zhàn)略地位，在“十三五”期間，我國馬鈴薯種植面積預計將達到1億畝以上，同時提高畝產，總產量達到1.3億噸以上。

1　馬鈴薯播種實現(xiàn)機械化意義和必要性

馬鈴薯種植從整地到收獲包含眾多環(huán)節(jié)，其中種植和收獲環(huán)節(jié)勞動強度最大，基本都由人工完成，不僅勞動強度大而且還造成了資源的浪費。較人工種植，實現(xiàn)馬鈴薯種植全程機械化，能夠體現(xiàn)機械化生產節(jié)本增效的優(yōu)勢，可降低人工勞動強度，改善在生產中的作業(yè)環(huán)境和勞動條件，大幅提高勞動生產率和種植生產的經濟效益。根據試驗測試數據顯示：馬鈴薯機械化種植較人工種植每hm2平均增產6960kg，按照市場售價0.60元/kg，即可增收278.40元。同時馬鈴薯機械化種植較人工種植，每hm2可節(jié)省優(yōu)質種薯195kg，按照優(yōu)質種薯價格1.20元/kg，即可節(jié)省種薯234元。為此，提高馬鈴薯機械化種植水平不僅可以降低勞動強度和生產成本，而且還能提高產量和農戶收入。

目前，馬鈴薯種植模式主要有單壟單行和寬壟雙行2種，前者在耕地面積較大的地塊中會存在作業(yè)效率低、土地利用率差等問題，為此，其僅適用在小面積地塊的播種作業(yè)。而針對新疆作物土地面積較大特點，寬壟雙行的馬鈴薯種植模式正逐漸被農戶所接受。在播種過程中，將壟中的種薯排布成三角形分布，有助于提高馬鈴薯的產量和土地利用率。針對大田中這種特殊的寬壟雙行馬鈴薯種植模式下的馬鈴薯機械化播種，項目組設計一種集開溝、施肥、播種、鋪膜鋪管及覆土等為一體的寬壟雙行高效多功能雙行馬鈴薯種植機，其具有播種效率高、漏種及重種率低等特點。

2　國內外研究現(xiàn)狀

2.1國外研究現(xiàn)狀20世紀50年代以后，歐美的許多發(fā)達國家先后完成了由傳統(tǒng)農業(yè)向現(xiàn)代農業(yè)的過渡和轉化［1］，馬鈴薯播種機經過幾十年的發(fā)展和應用，其技術水平已達到相當完善的程度。

德國GRIMME公司研制生產的VL19E馬鈴薯播種機，其主要結構由芯鏵式開溝器、帶勺式排種器、鏈條式傳動機構、覆土起壟圓盤橡膠充氣地輪和箱體等部分組成，該機具有牽引阻力小、性能可靠、結構緊湊、傳動平穩(wěn)和作業(yè)質量好等優(yōu)點。意大利的F. LLISPEDO公司為意大利最大的收獲機械和薯類作物種植機械制造廠，F(xiàn).LLISPEDO公司具有齊全的產品種類，其公司產品既有半自動單壟作業(yè)機械，能夠實現(xiàn)與手扶拖拉機配套使用，又有自動單壟和多壟機械，能夠與中小型四輪拖拉機配套，適用于不同用戶。

2.2國內研究現(xiàn)狀馬鈴薯作為我國重要的農作物，其種植面積和產量位于世界前列，但機械化水平低，對馬鈴薯播種機的研究起步晚，伊始于20世紀60年代，馬鈴薯總體生產機械化水平一直不高。近年來，因新技術、新工藝的出現(xiàn)和應用，為馬鈴薯播種機械提供了較好的發(fā)展平臺。20世紀80年代以來，馬鈴薯播種機械化得到快速發(fā)展，國內陸續(xù)有十多家科研院所和生產企業(yè)自發(fā)研制馬鈴薯播種機，取得突破性進展。

哈爾濱市農業(yè)機械化研究所研制的2CM-4馬鈴薯播種施肥聯(lián)合作業(yè)機主要由播種裝置、施肥裝置、覆土鏵及鎮(zhèn)壓輪等組成，在施肥裝置中配有螺旋攪拌器，防止肥料架空堵塞。采用掛輪式株距進行調節(jié)，調節(jié)方便，能夠適應不同地區(qū)種植模式的農藝要求，該機性能良好、作業(yè)效率高，并且具有操作簡單等特點。內蒙古農業(yè)大學研制的2BSL-2型馬鈴薯起壟播種機采用芯鏵式開溝器，其優(yōu)點是入土性好，結構簡單，對播種的前整地要求不高，性能穩(wěn)定可靠。青海省互助縣農機站研制的側置式馬鈴薯播種機主要由開溝器、播種離合器、排種導向槽及種箱等部件構成，該機具有排種均勻、勞動生產率較高，且能夠實現(xiàn)合理密植的優(yōu)點，加之其能與手扶拖拉機配套，具有較強的適應性。

劉小娟等［2］對2CMFL-2型馬鈴薯播種機械的參數選擇、排種器的結構設計以及機具的合理配置進行了研究介紹。采用了節(jié)距30mm的鉤形鏈勺式排種機構，解決了傳統(tǒng)種肥箱存在的問題，該排種機構具有造價低、株距調節(jié)方便、維護簡便和可靠性高等特點。李建東等［3］針對我國懸掛式馬鈴薯種植機械性能指標不理想、株距不均、作業(yè)效率低、存在重播漏播等問題，設計了2CM4B型牽引式馬鈴薯種植機。采用了交叉取種技術，配以振動排種部件，實現(xiàn)了精量播種。該播種裝置采用了上驅動的驅動方式，使皮帶打滑率偏高問題得到有效降低。采用鏈耙施肥結構，加大了排肥量的調節(jié)范圍，有效解決了堵肥問題。唐海軍等［4］根據馬鈴薯播種時的農業(yè)要求和種植模式，改進設計了一種補償式馬鈴薯播種機，主要由起壟裝置、覆膜裝置、排種裝置、排肥裝置及補償播種裝置等部件構成。在原有馬鈴薯播種機上添加補償播種裝置，采用激光對射傳感器和步進電機，能有效地實現(xiàn)馬鈴薯的自動補償播種，降低了漏播率，增加了產量。田艷清等［5］針對現(xiàn)有馬鈴薯播種機械漏播和重播等問題，研究設計出一種馬鈴薯播種施肥聯(lián)合作業(yè)機，可一次性完成開溝、施肥、播種、覆土、起壟、覆膜等作業(yè)。該機采用獨特的手指狀取種播種機構，使漏播率和重播率降低。使用旋耕起壟裝置，在實現(xiàn)種溝均勻覆土的同時能夠完成起壟作業(yè)，大大提高了作業(yè)質量和效率。通過田間試驗數據，該馬鈴薯播種機能夠實現(xiàn)聯(lián)合作業(yè)，其平均漏播率為0.91%，平均株距偏移率為7.28%，平均重播率為1.17%。

此外，通用的馬鈴薯播種機的類型還有2CML-2型馬鈴薯播種機，該機能夠一次性實現(xiàn)開溝、施肥、播種、覆土等環(huán)節(jié)作業(yè)，為與小型拖拉機配套使用的全自動機械化作業(yè)機具，但該型播種機的鏈勺與鏈條之間有脫落現(xiàn)象。2BSMX-2型雙行馬鈴薯播種機，對排種器進行了改造，主要采用升運薯杯形，同時采用外槽輪式排肥器，其主要優(yōu)點為質量輕、體積小和有利于在小地塊實施作業(yè)，同時可與功率為13.7～17.7kW的小四輪拖拉機配套，可以一次性完成播種、施肥、鋪膜等馬鈴薯播種機械化作業(yè)［1］。

3　存在問題

3.1部分馬鈴薯播種機播種性能不高通過使用情況看，部分馬鈴薯播種機存在著漏播率和重播率高、種子損傷嚴重的問題，對馬鈴薯種植生產正常開展造成了一定的影響。

3.2部分機具結構復雜、價格昂貴目前馬鈴薯生產不乏性能可靠產品，但其復雜的結構對操作維護提出了較高要求，同時整機價格昂貴，已超出種植農民接受范圍。

3.3部分機具適應性還需提高當前馬鈴薯種植地區(qū)的氣候、環(huán)境、土地條件以及種植模式等不盡相同，部分播種機出現(xiàn)播種質量差、故障率高、作業(yè)效率下降的現(xiàn)象。

4　意見建議

4.1完善關鍵技術，不斷提升馬鈴薯播種機可靠性

針對現(xiàn)有馬鈴薯播種機存在的播種性能不高問題，需進一步加強馬鈴薯播種機開溝、取種、投種等播種關鍵技術的研究，以實現(xiàn)裝備的高效低耗精量馬鈴薯播種，并通過繼續(xù)加大對機具的研究力度，積極探索新工藝，使用新材料，完善產品性能，不斷提升產品技術含量和質量水平。

4.2開展裝備作業(yè)質量在線監(jiān)測技術研究，提高技術裝備智能化水平針對馬鈴薯種植技術裝備自動化水平低等問題，利用現(xiàn)代檢測傳感技術，加強對播種過程中的重播、漏播等作業(yè)質量的在線監(jiān)測技術研究，以提升馬鈴薯種植的作業(yè)質量，為高性能、高可靠性馬鈴薯種植機械的研究奠定基礎，從而從整體上提升我國馬鈴薯種植機械智能化水平。

4.3加強馬鈴薯種植模式的研究，增強馬鈴薯種植機械的通用性和適應性針對我國馬鈴薯種植區(qū)域大、種植模式不統(tǒng)一等現(xiàn)象，積極開展不同區(qū)域馬鈴薯種植模式的研究，以解決適于不同種植模式、不同區(qū)域作業(yè)要求的馬鈴薯種植機械裝備的研究，如針對新疆鋪膜鋪管作業(yè)以及現(xiàn)有一壟雙行種植模式，開展能夠實現(xiàn)一壟雙行種植模式下鋪膜鋪管作業(yè)的馬鈴薯種植機械。

4.5加強生產工藝的研究，不斷降低馬鈴薯播種機械的制造成本針對生產和應用過程中出現(xiàn)的問題，對產品、工藝及工裝進行優(yōu)化改進，確保產品質量和生產能力穩(wěn)定；優(yōu)化結構設計，積極探索馬鈴薯收獲機械零部件的標準化、系列化，從而達到提升產品質量、便于維修保養(yǎng)、降低生產成本的目的［6］。

4.6把好產品檢驗測試關，確保產品質量不斷提高零部件的加工精度及合格率，加強整機制造裝配工藝的研究，并針對各關鍵裝置主要零部件的失效形式及成因，制定各檢測點的試驗及檢測標準，建立各零部件

與整機質量評價檢測體系與規(guī)范，以保證產品質量。

［1］劉全威，吳建民，王蒂，等. 馬鈴薯播種機的研究現(xiàn)狀及進展. 農機化研究，2013（6）：238-241

［2］劉小娟，張書.2CMFL-2型馬鈴薯種植機排種器的設計研究.農業(yè)機械，2008（9）：48-49

［3］李建東，趙金英，薛方期，等.2CM4B型牽引式馬鈴薯種植機的研制.農機化研究，2011（6）：45-48

［4］唐海軍，呂釗欽，劉樹峰. 新型馬鈴薯播種機的設計. 農機化研究，2015（12）：148-151

［5］田艷清，蔣金琳，周申，等.小型馬鈴薯播種施肥聯(lián)合作業(yè)機的設計.農機化研究，2014（12）：158-160，164

［6］李智勇，蒙賀偉，李亞萍. 馬鈴薯收獲機械研究現(xiàn)狀及存在問題.新疆農機化，2016（2）：19-22，25

2016-07-06）