楊曉霞，張曉文，鄒 嵐

（北京市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所有限公司，北京 100096）

我國是世界上最大的蔬菜生產(chǎn)國，同時也是蔬菜最大的消費(fèi)國。蔬菜生產(chǎn)在我國種植業(yè)中僅次于糧食種植，是第二大農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)[1]。2019年，我國蔬菜種植面積已突破0.2×108hm2，產(chǎn)量超過7×108t，產(chǎn)值2×1012元。我國露地蔬菜整體生產(chǎn)管理方式落后、機(jī)械化程度較低，尤其是播種環(huán)節(jié)，因此，研制開發(fā)并推廣適合我國國情的集整地、起壟、施肥、鋪滴灌帶、鋪膜、覆土等工序于一體的多功能蔬菜播種機(jī)，是我國蔬菜種植產(chǎn)業(yè)亟待解決的問題。

1 蔬菜播種機(jī)的現(xiàn)狀

數(shù)據(jù)顯示，我國已經(jīng)有150多種播種機(jī)機(jī)型[2]，絕大多數(shù)產(chǎn)品都是和小型拖拉機(jī)配套使用的，極少數(shù)是與大中型拖拉機(jī)配套使用。

傳統(tǒng)蔬菜播種機(jī)根據(jù)排種器的結(jié)構(gòu)及工作原理，可分為機(jī)械式播種機(jī)和氣力式播種機(jī)[3]。機(jī)械式播種機(jī)具有操作簡便、成本較低、維護(hù)簡單、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，尤其不會出現(xiàn)空穴斷行問題，但其缺點(diǎn)是播種精度不高，對種子的外觀尺寸要求比較高，并且種子的破損率高，導(dǎo)致種子出苗率偏低，降低整體產(chǎn)量。氣力式播種機(jī)靠負(fù)壓吸取種子實現(xiàn)播種，其技術(shù)性能具有較強(qiáng)優(yōu)勢，作業(yè)質(zhì)量穩(wěn)定，可實現(xiàn)單粒播種，減少種子用量，降低種子成本；適用于扁、長圓、大、中、小等各種不同形狀的蔬菜種子，且對種子幾乎不造成損害；可實現(xiàn)高速播種等。但是，這種播種機(jī)的驅(qū)動功率較大，造價較高，且維護(hù)相對復(fù)雜[2]。青島大順農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司研發(fā)制造的3DS-2Q型氣吸式蔬菜播種機(jī)，通過調(diào)整選種器，可以保證種子大小在形狀不一致的情況下，避免出現(xiàn)重播和漏播現(xiàn)象；可以完成白蘿卜、胡蘿卜、甜菜等大中粒蔬菜種子的精量播種，株距精確到毫米級別。

目前，產(chǎn)品安全被提到了前所未有的高度，蔬菜的安全生產(chǎn)迫在眉睫，機(jī)械式播種機(jī)、氣力式播種機(jī)都是采用的燃油發(fā)動機(jī)作為動力，播種過程中排出的尾氣含有大量的有害物質(zhì)，不僅對蔬菜的正常生長及其品質(zhì)產(chǎn)生不良影響，也會對工作人員的身體健康造成影響。因此，節(jié)能環(huán)保的電動蔬菜播種機(jī)應(yīng)勢而生。上海矢崎機(jī)械貿(mào)易有限公司生產(chǎn)的SYV-M600W電動蔬菜播種機(jī)，采用電動驅(qū)動，低位排種的設(shè)計使落種穩(wěn)定，可完成小白菜、蔥、卷心菜、萵苣、小白菜等多種不同形狀小粒蔬菜種子的播種作業(yè)，且播種精度高。甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)研制了一款電動雙行胡蘿卜播種機(jī)，該機(jī)由蓄電池給電機(jī)提供動力，采用2個開溝排種器平行工作，完成開溝、播種、覆土，經(jīng)過反復(fù)田間試驗，結(jié)果表明該機(jī)可持續(xù)工作6 h以上，且種子漏播率低，損失率低，整機(jī)作業(yè)效率高[5]。

蔬菜播種機(jī)按照不同農(nóng)藝要求可分為只完成單一功能的普通播種機(jī)和能完成2種或多種作業(yè)的聯(lián)合播種機(jī)[6]，如施肥播種機(jī)、起壟播種機(jī)、開溝播種機(jī)、免耕播種機(jī)和鋪膜播種機(jī)等[7]。

河北衡水市鑫禹機(jī)械廠研制的2BMYJP-2型白菜、娃娃菜鋪膜精播機(jī)，與小型四輪拖拉機(jī)配套，具有排種精量，穴粒精準(zhǔn)，種籽損壞率低，性能穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，并能一次完成刮土、澆水、播種、鎮(zhèn)壓、開溝、覆膜、復(fù)土等多項作業(yè)；河南豪豐機(jī)械制造有限公司研制開發(fā)的2HBJ-4型胡蘿卜精量播種機(jī)，可以一次完成施肥、起壟、鎮(zhèn)壓、播種和覆土等多項農(nóng)藝過程，生產(chǎn)效率大大提高。

聯(lián)合播種機(jī)一次入地可以完成多項作業(yè)項目，這樣減少了機(jī)器下地次數(shù)，減少了對土壤的壓實性破壞，降低了能源消耗，提高了拖拉機(jī)手的勞動效率，降低了作業(yè)成本[8]。因為要一次性完成耕整地、起壟、施肥、鋪滴灌帶、鋪膜、播種（包括開溝、播種、覆土、鎮(zhèn)壓）等作業(yè)，所以，聯(lián)合播種機(jī)的工作速度只能是綜合考慮各種作業(yè)的需求，不會很高。

2 蔬菜播種機(jī)存在的問題

近些年來，我國已經(jīng)提高了對蔬菜種植機(jī)械的重視程度，加快了蔬菜機(jī)械化研發(fā)的進(jìn)程，但現(xiàn)在的播種機(jī)總體上結(jié)構(gòu)簡單、造型粗放、可靠性低、工作幅寬窄、生產(chǎn)率低，自動化、智能化程度低，存在的問題具體如下：

（1）蔬菜播種機(jī)的研發(fā)仍處于仿制階段，大多通過糧食播種機(jī)改裝而來，專用機(jī)型比較少[4]；相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計往往只憑經(jīng)驗，缺乏對蔬菜種子物理特性等基礎(chǔ)理論的深入研究，缺乏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

（2）工作速度低。國內(nèi)播種機(jī)的設(shè)計工作速度大約是4～7 km/h，基本上只有國外播種機(jī)的30%。造成速度低的原因是排種器的排種速度不夠；機(jī)架單薄，工作速度一旦提高，播種機(jī)振動劇烈[9]。

（3）多功能和區(qū)域匹配問題。聯(lián)合播種機(jī)的功能要和當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件（土壤肥力、氣候因素、蔬菜品種等）和社會條件（耕地規(guī)模、道路狀況等）相適應(yīng)?，F(xiàn)在一些單位設(shè)計的播種機(jī)只追求技術(shù)上的先進(jìn)，使用者的要求、當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)條件在機(jī)器的結(jié)構(gòu)上沒有得到充分的體現(xiàn)。

（4）精密度播種機(jī)的研究不夠成熟，排種器結(jié)構(gòu)尚不完善，播種精度不理想，達(dá)不到實際生產(chǎn)要求，尤其是對形狀差異大、質(zhì)量較輕的蔬菜種子，容易產(chǎn)生重播和漏播的現(xiàn)象[4]。

（5）播種機(jī)上廣泛使用簡易滑動軸承，但是磨損速度快，失效后容易產(chǎn)生更大的摩擦力，造成播種效果差。

（6）多數(shù)播種機(jī)的排種器對類型多樣的蔬菜種子的適應(yīng)性差，機(jī)器通用性低，只能播一種或指定規(guī)格的種子[10]。

（7）機(jī)件質(zhì)量低，整機(jī)的可靠性差，使用壽命短，容易損壞，需經(jīng)常維修，更換部件頻繁。

3 蔬菜播種機(jī)的發(fā)展趨勢

（1）高新技術(shù)將不斷應(yīng)用于播種機(jī)械。光電傳感器、計算機(jī)控制技術(shù)、衛(wèi)星遙感技術(shù)等應(yīng)用到播種機(jī)的研發(fā)中，便于播種機(jī)的管理、維護(hù)及信息共享[4]，同時，可以提高作業(yè)質(zhì)量，改善機(jī)器性能，減輕勞動強(qiáng)度。

（2）加大對排種器的研發(fā)力度。新型材料應(yīng)用到播種機(jī)排種器的研制中，可以在確保結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可靠性的前提下，進(jìn)一步提高整機(jī)質(zhì)量，減少動力消耗，提高作業(yè)速度、播種精度及機(jī)器使用壽命。

（3）加強(qiáng)通用型播種機(jī)的研發(fā)。國內(nèi)蔬菜播種機(jī)多為單一型且沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，由于播種季節(jié)的限制，造成播種機(jī)的使用效率偏低，發(fā)展通用型播種機(jī)，使機(jī)具適用于不同的種植模式，盡可能完成多種類型蔬菜種子的撒播，從而擺脫播種季節(jié)的限制，降低播種機(jī)的閑置率。

（4）強(qiáng)化農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合，推進(jìn)蔬菜標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化生產(chǎn)。農(nóng)機(jī)農(nóng)藝結(jié)合對我國蔬菜播種機(jī)推廣具有至關(guān)重要的作用，農(nóng)業(yè)部門應(yīng)總結(jié)推廣始于機(jī)械化播種的蔬菜品種，并按照便于機(jī)械化收獲的模式進(jìn)行種植，使得蔬菜機(jī)械化播種得以實現(xiàn)。

綜上所述，我國露地蔬菜播種機(jī)的研究取得了一定進(jìn)展，但是技術(shù)含量、性能水平仍存在較大的發(fā)展空間，我國研究學(xué)者和生產(chǎn)企業(yè)將會不斷優(yōu)化創(chuàng)新，設(shè)計研發(fā)制造出適合我國國情的集多功能于一體的蔬菜播種機(jī)，全面提升播種機(jī)械的作業(yè)功能，推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化和現(xiàn)代化的發(fā)展步伐。