设施蔬菜育苗机械化精准播种技术研究

摘要

设施育苗播种机的播种质量直接影响着蔬菜的产量,因此研制播种质量高、运行稳定的育苗播种机械是现代设施农业发展的迫切要求。我国的设施育苗产业经过数年的发展,已经具备了一定的规模,但采用机械化育苗播种的育苗场并不多,传统育苗播种方法仍然比较常见。由于现有育苗播种机漏播和重播现象比较严重、播种定位精度低、工作不稳定,导致出苗率低、出苗参差不齐、后续的间苗工作繁重,使得育苗的成本增加;同时,进口国外的稳定育苗播种机械成本很高,能够承受高昂价格的育苗场很少。因此限制了机械化育苗播种的推广和应用,所以解决这一问题的关键在于研制适合我国国情、工作稳定可靠的育苗播种机械。
　　 本研究针对设计方案进行了播种理论的分析,进行了样机的试制,并对样机进行了的试验,找到了较优的参数组合。
　　 根据播种流程,种子有三种状态:在种盘内振动状态,被吸附过程状态和随吸嘴运动状态。针对每个状态对种子进行了运动分析,描述了振动过程,分析了吸附过程中种子的受力情况,找到了满足随吸嘴运动的基木条件。通过理论的分析找出了影响三种运动状态的参数。
　　 样机的设计采用气吸振动式吸种。利用真空发生器产生负压,并用吸嘴将种子吸附,为了减小种子间的摩擦力,通过振动的方式增加种子的流动性。为了提高播种时穴盘的定位精度,使用较精确的步进电机和同步带带动穴盘行进。针对导种精度低的问题,重新设计了导种机构,采用伸缩方式,将导种管伸入穴孔中,使种子直接落到穴孔底部。采用可编程控制器对播种进行控制,提高了运行稳定性。在气路中采用气力式投种,提高了投种的稳定性,并能起到清针作用。
　　 样机试制完成后,在国家精准农业研究示范基地进行了辣椒播种试验。通过理论分析和初步试验研究,选取吸嘴孑L径,负压值和振动流量为影响因素,测试对单粒率、漏播率和重播率三个指标的影响;并根据初步试验中取得的参数范围为每个因素选取了三个水平,设计了三因素三水平的正交试验。试验参照GB/T6973-2005《单粒(精密)播种机试验方法》进行统计。通过对统计结果的极差分析和方差分析,做出了各个因素对指标影响程度的排序。综合考虑选取了因素水平的最优组合,重新进行了播种试验,结果为单粒率93.63％,空穴率4.04%,重播率2.33%。
　　 通过理论分析和试验分析,针对设计的样机得出了一些结论。但样机仍然存在着不足,随着应用的推广和研究的深入,育苗机械化精准播种技术仍能得到很大的提高,并有着广阔的发展前景。