李冰冰

（鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學院，河南 鄭州 451150）

0 引言

我國很早就開始種植花生，花生也是我國當下最主要的油料作物之一。我國花生的總產(chǎn)、單產(chǎn)、出口量，都位居世界前列，2022年我國花生種植面積達到5 077萬畝。因此，花生是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要作物，應(yīng)該在農(nóng)機化普及和設(shè)計上下功夫。

目前，我國花生農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)水平相比農(nóng)業(yè)發(fā)達國家的差距正在縮小，然而機械化覆蓋率依然不足，特別是農(nóng)機分散化、局域性的問題導致我國花生產(chǎn)能提高緩慢。而在保持花生播種面積的前提下，要提高產(chǎn)能，降低成本，增加種植經(jīng)濟效益，就需要精密播種技術(shù)。

國內(nèi)對氣吸式花生精密播種機的研究工作主要集中在機構(gòu)設(shè)計上，張?zhí)鹛鸬萚1]改良排種器機構(gòu)，降低工序時間；王萍等[2]將土地含水率等影響因素考慮在內(nèi)，發(fā)明了區(qū)別于傳統(tǒng)的穴播器。針對花生機械化技術(shù)，劉昊等[3]分析對比了單行精播機、膜下播種機、膜上播種機，免耕播種機等關(guān)鍵部件，分析對比排種器不同樣式的效果，總結(jié)探討改進方向；陳付東等[4]針對氣吸式花生排種器吸種時種孔接觸不充分、易漏播的問題，改良創(chuàng)新；孟杰等[5]改良播種機電路，提高排種效率；張春艷等[6]分析精量播種機化肥噴施過程，改良播種機化肥部件。

1 氣吸式花生精密播種機

1.1 工作原理

氣吸式花生精密播種機作業(yè)需要做到起壟、開溝、施肥、排種、覆土、覆膜、覆土壓膜。氣吸式精密播種機的特點就是，用過風機將真空室空氣抽出，形成負壓，利用排種盤的孔吸住種子箱內(nèi)的種子，使用地輪傳導動力給垂直排種盤，帶動排種盤種子轉(zhuǎn)動，到負壓釋放區(qū)，種子脫落完成作業(yè)[7]。這種負壓排種的優(yōu)點在于，種子完整率很高，播種精度高，出苗率高。精量播種讓生產(chǎn)成本降低，作業(yè)效率提高。

1）真空度。真空度和排種盤吸種能力緊密相關(guān)，真空度越大，吸種能力越強，空穴情況越不易發(fā)生；但是單孔捕獲多粒種子的可能性越大，重播率越高。

2）孔徑。吸孔孔徑越大，對種子吸力越大，空穴率越小，重播率越高。

3）刮種器。為了降低重播率，刮種器的設(shè)計就是將多余的種子刮去，但是設(shè)計不好的話，特別是農(nóng)機運作時十分容易產(chǎn)生機械抖動干擾，直接導致刮種器和排種盤的距離發(fā)生變化，容易導致種子破碎，達不到刮種目的。刮種器和排種盤之間的距離小于種子直徑的一半，才能防止刮種器運作時導致種子在排種盤和刮種器之間的空隙中堆積，導致故障。

4）風機。風機是氣吸式精量播種器的負壓來源，通過高速旋轉(zhuǎn)的風機葉輪產(chǎn)生負壓，當風機故障，產(chǎn)生風管漏氣、葉輪破損、風管直徑小等情況時，會導致風力降低，真空度下降，吸種能力極大減弱。

1.2 結(jié)構(gòu)要點

圖1為氣吸式花生精密播種機。氣吸式排種器需要設(shè)計好孔徑大小、型孔排列方式、孔數(shù)量、風壓、真空室的參數(shù)。

圖1 氣吸式花生精量播種機

1.2.1孔徑大小和真空度關(guān)聯(lián)

孔徑大小和真空度有著直接相關(guān)關(guān)系，真空度越高，吸種能力越強，在保持真空度不變的情況下，排種盤上孔徑越小，每孔吸取單粒種子的情況越多，播種精度越高。在孔徑不變的情況下，真空度越高，孔吸種能力越強。因此，提高風壓，縮小孔徑可以提高播種精度[8]。表1為保持孔數(shù)不變的情況下，孔徑和風壓適宜參數(shù)。

表1 孔徑與風壓適宜參數(shù)表

1.2.2 排種器線速度和播種精度關(guān)聯(lián)

排種盤線速度和播種精度存在關(guān)系。在保持風壓不變情況下，隨著排種盤線速度提高，吸種時間越短，種子消耗越快，精確度下降，空穴增加。在維持風壓不變的情況下，需要調(diào)整降低排種盤線速度，適配播種精度，消除空穴情況[9]。

然而，排種盤線速度受制于機組作業(yè)速度，即便出于時間成本的考量，也要維持在一定程度。在表1風壓條件下，排種盤線速度在0.2 m/s～0.5 m/s比較適宜。當超過0.5 m/s時，空穴情況明顯增加，播種精度降低。

1.2.3 孔組排列

在孔組排列上，通常是采用半徑方向排列方式或者延遲角度排列方式。因此吸種孔捕獲種子是單孔進種，所以當吸種機會多時，種子補充情況良好。延遲角度排列方式中投種孔的水平距離較大，成穴性越差，適用于單粒播種，半徑呈現(xiàn)方向排列時，投種孔水平距離小，成穴率高，適用于多粒播種。

1.2.4 孔組數(shù)量和真空室截面積關(guān)聯(lián)

排種盤上孔組數(shù)量和真空室截面積、真空室負壓存在關(guān)聯(lián)。真空室依靠風壓形成負壓，壓力呈現(xiàn)不均勻的特點，在風嘴處壓力最高，距離風嘴越遠，壓力越小。播種精確度和壓力有顯著關(guān)聯(lián)。壓力越均勻，吸種越牢靠，播種才能越精準。和壓力均勻性相關(guān)的是真空室截面積，截面積越大，真空室內(nèi)的壓力越均勻。同時，孔組是真空室和外界環(huán)境相連的部分，孔組數(shù)越多，壓力差就越大，導致壓力越小。

2 氣吸式花生精量播種機使用

普及、推廣氣吸式花生精量播種機，需要總結(jié)歸納精量播種機的使用和維護方法，幫助農(nóng)業(yè)從業(yè)者學習和掌握農(nóng)機使用方法。

2.1 常見故障

1）地輪出現(xiàn)較大滑移率。這種情況多是由于地輪位置過高，或者傳動機構(gòu)卡滯，主梁不平導致的。維修時，檢查這三個部分即可。

2）不排種。此類現(xiàn)象常發(fā)生于吸氣管故障，排種器密封度降低，種子架空，傳動失靈，刮種器異常時。維修時，檢查吸氣管有無堵塞、脫落情況，排查傳動機構(gòu)、刮種器和排種器即可。

3）開溝器入土過淺。此種現(xiàn)象主要由于鎮(zhèn)壓輪深度調(diào)節(jié)板插銷位置不當，或者開溝器伸縮桿彈簧故障。入土過深時，也需檢查這兩個位置，并檢查地輪高度[10]。

4）跳鏈或者掉鏈。此種現(xiàn)象主要由于鏈條不對中心位置，或者鏈條鏈輪接觸部位阻塞。

2.2 注意事項

2.2.1 作業(yè)前

1）在作業(yè)前，需要做好準備工作，防止播種效果不如預期，導致收成時虧損。

2）在機組起步前需要接合風機，并確保拖拉機燃油存量，特別在田間轉(zhuǎn)彎時要降低風機轉(zhuǎn)速繼續(xù)運轉(zhuǎn)，確保排種器內(nèi)吸附的種子不要掉落。

3）在啟動播種機時，要緩慢下落播種機，不能過快入土作業(yè)，避免常見入土工作部件受到過大應(yīng)力破損問題發(fā)生。

4）種子要精選，預處理出大小、形狀基本一致的種子，去除不良種子和雜質(zhì)，做到純凈度高，發(fā)芽率高。精量播種對種子的要求十分嚴格，除了機器精選外，還需要人工檢查，選用籽粒飽滿、大小一致的種子，控制破籽率在3%以下，發(fā)芽率在96%以上。

5）在播種前，先要整地，要求種植用地土粒細碎，表面松軟平整，深度適當。使得田地達到齊平、松墑、碎凈標準，人工輔助清理地表的殘渣、殘膜。

6）化肥根據(jù)農(nóng)藝規(guī)范選用適用化肥，確保其在保質(zhì)期內(nèi)、無雜質(zhì)。

7）調(diào)整機具正確組裝調(diào)試，進行試播，調(diào)整機具行距。

8）氣吸式精密播種籽率高，種植初期，發(fā)芽出苗較慢，抗逆能力較差，需要選擇適合的播種期間，嚴格把控播種質(zhì)量，覆土要均勻一致，不要過厚，特別要杜絕錯誤和膜孔打不透的情況發(fā)生。檢查穴播器，避免空穴。

9）在播種前，要檢查播種機和拖拉機的掛接以及調(diào)整。檢查拖拉機機上拉桿和播種機機架是否處于水平狀態(tài)。調(diào)整下懸掛臂限位螺桿，使播種機橫向中心線重合于縱向中心線。檢查懸掛下拉桿銷軸位置，液壓系統(tǒng)分配器狀態(tài)。

2.2.2 作業(yè)中

1）在作業(yè)過程中，注意種子和肥料需要在播種地塊后再轉(zhuǎn)入種箱、肥箱，不能在田間轉(zhuǎn)移或者出發(fā)前加入。常見提早加入種子、肥料導致機組重心后移，在震動中種子發(fā)生破損、肥料夯實，排出困難。此外還要注意種箱、肥箱中的雜物清理。

2）常見在田間作業(yè)時，播種機出現(xiàn)問題，導致田間故障，不利于精量播種控制，導致播種均勻性不一，產(chǎn)能降低。因此在正式作業(yè)前，需要試播調(diào)試播種機，隨時注意各個部件的工作情況，觀察各個轉(zhuǎn)動部件運轉(zhuǎn)情況，各個鏈條和傳動機構(gòu)是否正常，檢測播種的深度、行距、株距。以農(nóng)藝要求為標準。

3）在播種機工作時，作業(yè)人員大多在前方，需要通過傳動部件聲音來確保運轉(zhuǎn)狀態(tài)。當發(fā)生故障時，傳動產(chǎn)生異響，需要及時停機檢查排除故障。

4）在作業(yè)時，拖拉機不能急轉(zhuǎn)彎和倒車，避免過大應(yīng)力損傷播種機。

5）播種機作業(yè)每3 h，需要停機檢查開溝部件形狀，螺栓有無松動。避免作業(yè)過程中機械抖動使得播種機作業(yè)異常。

6）風機要確保每作業(yè)12 h注入潤滑油，避免軸承燒壞故障。

2.3 作業(yè)期間氣吸式精量播種機調(diào)整

2.3.1 機架

機架高度問題要在田間作業(yè)前仔細檢查。調(diào)整好機架高度，才能讓播種單體的仿形機構(gòu)留存上仿形量，避免播種單體承擔過重的力，導致播種深度過深或者部件損壞。調(diào)整時，可以轉(zhuǎn)動支撐輪調(diào)節(jié)螺桿，使得機架上升或者下降，確保施肥部件的施肥深度適宜。

2.3.2 播種

1）播種行距上，一般花生精量播種機行距設(shè)置在60 cm～70 cm。調(diào)整時，需要設(shè)定基準線為播種機梁架中心線，向左向右對稱串動播種單體和施肥開溝部分，調(diào)整支撐輪、排肥箱和傳動機構(gòu)，特別要注意將移動過的零部件擰緊。

2）播種株距調(diào)整，主要通過播種機傳動系統(tǒng)進行調(diào)整，大多數(shù)播種機傳動系統(tǒng)是通過鏈條傳動完成的，尤其要注意對應(yīng)的鏈輪張緊程度。

3）播種深度調(diào)整上，需要讓播種單體限深指示針處于同一刻度。由此讓整機播種深度一致，然而在播種作業(yè)的實際操作中，要根據(jù)實際狀況調(diào)整。

4）排種盤的調(diào)整，需要檢查對應(yīng)部件完整性，并試運轉(zhuǎn)。

2.3.3 施肥

1）施肥量上，根據(jù)選用的花生品種、壟距和株距結(jié)合土地肥力參考施肥，以支撐輪轉(zhuǎn)動10圈為基準，檢查施肥量，滑移率以10%計算畝施肥量。

2）施肥深度除了依靠支撐輪調(diào)整機架高度來調(diào)整外，還可以串動施肥開溝器柄端和加壓彈簧調(diào)節(jié)施肥開溝器深度。

2.3.4 風機

風機問題上，需要檢查風機和播種機架是否牢靠，皮帶張緊要處于適宜狀態(tài)，不能過松或過緊。將固定大皮帶輪鎖緊螺母松開，調(diào)整張緊絲杠長度。

3 結(jié)論

綜上所述，花生是我國主要的油料作物之一，和民眾生活息息相關(guān)，針對氣吸式花生精密播種機的研究探索，可以幫助農(nóng)業(yè)發(fā)展確定未來發(fā)展方向。目前，氣吸式花生精密播種機主要問題在于農(nóng)機存在分散化、局域性的問題，缺乏普及和推廣，農(nóng)業(yè)從業(yè)者需要掌握氣吸式精密播種機的工作原理和結(jié)構(gòu)特點，才能創(chuàng)新發(fā)展，加速花生等特色經(jīng)濟作物機械化的發(fā)展，助推鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施。