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玉米播種機械發(fā)展及優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用思路

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玉米播種機械發(fā)展及優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用思路

摘要:玉米播種機械作為一種農(nóng)業(yè)種植的主要生產(chǎn)工具,在玉米種植生產(chǎn)中有著重要應(yīng)用。但是玉米播種機械經(jīng)歷了手動直插、滾筒鴨嘴和氣吸精量播種的發(fā)展過程,呈現(xiàn)出了各具特色的發(fā)展特點。本文分析了北方地區(qū)玉米播種機械的發(fā)展現(xiàn)狀,對設(shè)備機具的發(fā)展階段、組成構(gòu)造、應(yīng)用程度上的優(yōu)勢特點進行研究,為促進玉米播種機械的合理開發(fā)應(yīng)用和技術(shù)改進創(chuàng)新提供一定的理論參考。

關(guān)鍵詞:北方地區(qū);玉米;播種機械;發(fā)展現(xiàn)狀;優(yōu)化設(shè)計;思路

玉米作為北方地區(qū)的主要種植農(nóng)作物,在促進耕地資源合理開發(fā)利用、提供畜牧業(yè)和化工生產(chǎn)原料上發(fā)揮著重要作用,是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民增收的主要經(jīng)濟渠道,在當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展中占有重要的地位。武威市涼州區(qū)地處河西走廊中段,年日照時數(shù)長,土壤疏松肥沃,灌溉條件充足,渠道渠系建設(shè)完善,光熱條件充足,土質(zhì)疏松肥沃,發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有得天獨厚的優(yōu)勢,是發(fā)展農(nóng)作物種植的絕佳地帶。隨著農(nóng)業(yè)機械化的快速發(fā)展,玉米播種機械得到了快速發(fā)展,經(jīng)歷了從手動直插、鴨嘴滾筒點播到氣吸精量播種的發(fā)展歷程,在此過程中呈現(xiàn)出不同的發(fā)展特點,實現(xiàn)了播種機械人工化、智能化、精量化的發(fā)展目標(biāo)。雖然玉米播種機械朝著先進智能的趨勢發(fā)展,但在其發(fā)展過程中呈現(xiàn)出來的諸多特點,對玉米播種機械的改進優(yōu)化和推動玉米種植機械化的發(fā)展仍具有重要的現(xiàn)實指導(dǎo)意義。

1北方地區(qū)玉米播種機械發(fā)展現(xiàn)狀

播種機械是玉米種植過程中重要的生產(chǎn)工具,對于促進玉米出苗壯苗、提高生產(chǎn)經(jīng)濟效益有著重要意義。在生產(chǎn)實踐中,玉米播種機械經(jīng)歷了從手動到半自動、從機械排種到氣動排種、從人力驅(qū)動到機械、電力驅(qū)動的發(fā)展階段,呈現(xiàn)了獨有的發(fā)展特點,在一定程度上引領(lǐng)著玉米機械化種植的發(fā)展歷程。

1.1播種模式實現(xiàn)了從手動化到半自動化的發(fā)展

玉米播種機在研發(fā)之初采用了人力推種滾筒排種的播種模式,在此過程中人員操作勞動強度大,地塊較小的勉強能適應(yīng),但是在面積較大的地塊往往因人力播種影響著播種效率的提升。在后續(xù)的改進發(fā)展過程中,采用了拖拉機驅(qū)動,人員勞動強度得到了大幅度地減輕。但在此條件下,面積較小地塊的播種無法適應(yīng),因此電動自走式玉米播種機得到了小范圍的應(yīng)用

1.2排種方式實現(xiàn)了從機械排種到氣動排種的轉(zhuǎn)變

最早的玉米播種機采用機械滾筒的排種方式,在此條件下播種過程中需種量較大,致使玉米種植成本上升,同時一穴雙苗或多苗現(xiàn)象帶來的間苗難問題,嚴(yán)重困擾著玉米種植戶,造成人工間苗用工量的增加,在一定程度上增加了玉米種植成本,影響了種植效益。而后的氣動精量播種機采用壓縮空氣推動排種,實現(xiàn)了單穴單苗的播種目的,有效降低了玉米種子成本,且不間苗,受到了廣大種植戶的一致好評。但是氣動精量播種機維修難度大,如出現(xiàn)故障必須由專業(yè)人員維修,且播種機體積普遍較大,不能有效適應(yīng)小面積種植,在種植面積適宜性上還存在著相應(yīng)的弊端。

1.3種箱實現(xiàn)了從滾筒一體到獨立種箱的轉(zhuǎn)變

設(shè)計之初玉米點播器采用滾筒式種箱設(shè)計,種子暫存在種箱中,人力驅(qū)動下利用種子重力進行播種,獨立種箱使種子存量增大,保證了大面積播種條件下的種子用量,減少了種子添加頻次,提高了播種工作效率。但種箱和播種穴呈一體式設(shè)計,暫存的種子數(shù)量不適應(yīng)大面積播種的需要。同時,在重力驅(qū)動播種過程中,種子之間相互摩擦、擠壓產(chǎn)生的物理性損害造成種子胚芽損傷、包衣劑脫落,影響著種植后的出苗效果。

1.4材質(zhì)設(shè)計上實現(xiàn)了從鐵質(zhì)到新材料的轉(zhuǎn)變

起初的玉米播種機采用鐵質(zhì)設(shè)計,體積笨重且攜帶不便,同時種子包衣劑在種箱內(nèi)存放造成農(nóng)藥對種箱的潛在性腐蝕,影響使用年限。后續(xù)研發(fā)過程中種箱采用塑鋼、碳鋼等新型材料設(shè)計,種箱質(zhì)量得到了有效地減輕,攜帶使用較為便捷,且耐腐蝕性強,防止了藥劑對種箱的侵襲腐蝕,延長了使用壽命。

1.5實現(xiàn)了設(shè)備的互聯(lián)互用

玉米播種機械從最初的單獨點播、攜種播種到氣吸排種發(fā)展模式,在設(shè)備互聯(lián)互用上與施肥、覆膜和滴灌帶鋪設(shè)不能有機的結(jié)合,一體化種植中斷。此后在機械驅(qū)動的施肥覆膜機、滴灌帶鋪設(shè)機上增加了可拆卸式的玉米播種機組,且播種機與各相配套機組相互關(guān)聯(lián),在提高設(shè)備使用效率的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)了各配套機組之間的分體式連接,推動了玉米種植全程機械化的發(fā)展進程。

2優(yōu)化玉米播種機械設(shè)計應(yīng)用的思路

縱觀玉米播種機械的發(fā)展歷程,均經(jīng)歷了由小到大、由慢到快的發(fā)展格局,在充分肯定現(xiàn)階段一體式氣吸排種播種機優(yōu)勢的同時,還應(yīng)充分認(rèn)識到小型播種機械在廣大農(nóng)村地區(qū)的應(yīng)用現(xiàn)實,優(yōu)化推廣玉米的機械化播種技術(shù)還應(yīng)充分借鑒各階段玉米播種機的優(yōu)勢,實現(xiàn)玉米播種機械的優(yōu)勢互補,全面提高玉米機械化種植水平。

2.1應(yīng)用新材料設(shè)計,減輕機身自重

玉米播種機械在玉米生產(chǎn)機械化作業(yè)上有著不可替代的作用,是推動玉米生產(chǎn)機械化進程的重要推手。為此要應(yīng)用塑鋼、鋁合金、碳化鋼等新型復(fù)合材料,合理進行玉米種箱的制作,最大限度減輕玉米播種機械的自重,減輕田間操作過程中的行駛阻力,保證播種過程中所攜帶玉米種子量的最大化。同時,強化玉米種子種箱內(nèi)層的設(shè)計,采用不易粘附藥劑的軟材質(zhì)設(shè)計,保護種子胚芽不受損傷和種子表層粘附的藥劑不受影響,切實提高種子播種后的出苗率。

2.2優(yōu)化氣動排種設(shè)計,減輕故障率

現(xiàn)階段氣動排種玉米播種器的設(shè)計均采用外置式供氣,在此過程中氣壓的穩(wěn)定性影響著排種的數(shù)量。為此要在氣動裝置上增設(shè)穩(wěn)壓器,保證供氣的穩(wěn)定性。在供氣管道上使用鋼絲軟管,提高供氣管道的耐用程度。優(yōu)化氣體供應(yīng)裝置、氣體分配裝置、氣體輸送管道的設(shè)計應(yīng)用,采取外界動力暫存壓縮氣體的方式,增設(shè)恒壓氣瓶,實現(xiàn)便攜式手推玉米播種器氣體排種裝置的有效供應(yīng);在氣體分配裝置上采取一支多路的分配系統(tǒng),增設(shè)氣體回流裝置,實現(xiàn)玉米播種器氣動排種的有效播種,防止?jié)L動播種過程中種子相互碰撞、摩擦引起的種子損傷和種子表面失去保護藥劑的粘附,影響播種后玉米種子的出苗率。

2.3提高設(shè)備通用性,完善動力配套

要站在農(nóng)業(yè)種植機械化、規(guī)模化、科技化的發(fā)展角度上,高起點、新技術(shù)謀劃玉米播種機的設(shè)計與推廣應(yīng)用。在結(jié)合玉米種植規(guī)模實際情況的基礎(chǔ)上,加大與旋耕施肥、鋪膜鋪管、壓穴覆土裝置的聯(lián)用聯(lián)動,為實現(xiàn)一次性覆膜施肥和滴灌帶鋪設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)。完善與動力配套機械的配合應(yīng)用,實行與相關(guān)附屬播種機械的分置式設(shè)計,能依據(jù)地塊面積、耕種需求和拖拉機動力狀況增減相應(yīng)的播種機,適應(yīng)不同規(guī)模種植地塊的機械化播種需要,實現(xiàn)一機多用,達到能通過增減設(shè)備種類適應(yīng)不同作業(yè)要求的目的,從根本上減輕農(nóng)戶的農(nóng)機具購置成本。

作者:張麗花 何玉龍 單位:甘肅省武威市涼州區(qū)西營鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站

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