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摘要 介绍了里下河小麦小区播种机的各部分功能以及实现方式，并与现有科研单位使用较为普遍的温特斯泰格、红兴隆小区播种机进行对比，为广大科研单位在小区播种机的选择上提供依据。
关键词 小麦；小区播种机；功能比较
中图分类号 S223.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）29-0194-03
Research on Function Innovation of Wheat Plot Seeder in Lixia River Compaired a New Lixiahe Plot Seeder for Wheat Breeding
LIU Yeyu，SHOU Lulu，LI Dongsheng，WU Xujiang* et al
（Institute of Agricultural Science of the Lixiahe District in Jiangsu Province， Key Laboratory of Wheat Biology and Genetics and Breeding in the Middle and Lower Reaches of the Yangtze River，Ministry of Agriculture，Yangzhou，Jiangsu 225007）
Abstract The function of each part in the wheat seeder and the realization methods were mainly introduced， and to be compaired with the other plot seeders such as Wintersteiger and Hongxinlong， provide the basis for the scientific research units in the choice of plot seeder.
Key words Wheat；Plot seeder；Function compaired
基金项目 国家现代农业产业技术体系建设专项（CARS-3-1-1，CARS-3-2-11）。
作者简介 刘业宇（1986—），男，安徽滁州人，研究实习员，从事小麦育种专用机械研究。*通讯作者，副研究员，博士，从事小麦育种研究。
收稿日期 2017-08-11
小麦是我国重要的粮食作物，从事小麦研究工作的农业科研院所和种子公司众多。但大多数单位还是采用传统的人力手工播种，由于播种工作量大且集中而劳动力成本高、临时劳动人口下降，因此各单位对小区播种机的需求十分迫切[1-2]。而目前我国小区播种机发展缓慢，无法适应我国育种事业的要求[3-4]。近几年来，我国某些科研单位已经开始使用小麦小区播种机，其中以温特斯泰格和红兴隆小区播种机使用最为普遍[5-7]。温特斯泰格小区播种机为纯进口机械，其价格昂贵，在国内只有少數科研经费充裕的单位使用；红兴隆小区播种机价格便宜，制作较为简易，能够满足一般试验，但对一些高要求的试验却无法满足。
在目前小麦品种审定工作中，小麦品种（系）的适应性和产量性状鉴定必须通过小区试验来完成，其试验结果是推荐新品种（系）参加下一阶段试验的主要依据，大量的小区试验促使了小麦小区播种机的发展。
一个小区播种机的好坏，最终评判的依据是播种质量的高低，其直接影响试验数据的真实性、准确性，最终会影响到一个新品种的审定，而播种质量主要体现在以下几个方面：
①播种深浅的控制。根据不同的土壤质地、湿度和平整度，播种的深浅要求也要随之改变，这就要求播种机在不同的试验条件下能根据实际情况控制播种深浅，从而能够保证出苗的整齐一致。因此一种优秀的播种机的播种深度控制要具有简单、准确、反应快速等特点[4]。
②小区长度控制。根据不同试验的内容，小区试验长度也不同。这就需要播种机播种长度能够适应不同的试验需求[8-9]。
③播种起始点和结束点稳定一致。在规定的地点开始播种且能在规定的地点播种结束，才能保证每个小区排列整齐，试验规范[10-11]。
④单个小区内每行种子数量的均匀一致。播种机一次播种6～10行，每行种子数量必须基本接近，否则调查取样的试验数据不能反映材料的真实特性，影响对材料的取舍判断。
了解国内外小区播种机的优缺点以及在小麦小区播种机研发中遇到的问题，对加快我国小区播种机的完善和推广具有重要意义。
1 里下河小区播种机简介
里下河农机公司根据小麦小区试验的农艺要求及特点，研发了里下河小区播种机（图1）。经过里下河地区农业科学研究所小麦生物学与遗传育种重点实验室现场试验表明，该机完全满足小麦育种和各项试验的要求，在某些方法上已经超越了国内和国外的播种机。其主要参数如下：转向为液压转向；动力方式为液压驱动；小区长度为2.5～15.0 m；播种行数6～10行；行距20.0～26.6 cm；播种深度0～80 mm。工作流程上，与目前市场上的小麦小区播种机基本一致，通过锥体格盘把种子均匀地等分，再由种子分配头将种子均匀地分配到各个落种管中，根据试验要求，把一定量的种子，在一定范围的小区内完全、均匀地播下去。
2 里下河小区播种机主要性能的对比研究
2.1 播种深度控制
以温特斯泰格、红兴隆为列，开沟圆盘直接链接到横梁上，通过人为感知，操作油缸提升或下降来控制播种深度，精确把握性较差[11]。而里下河小区播种机入土深度依靠开沟圆盘和镇压轮的水平高低位差进行控制，其位差可以在播种前调节到需要的深度（图2）。油缸仅施加给开沟圆盘压力使其入土。这样的设计抛弃了人为感知的调节方式，直接调整到需求播种深度，更加精准。另外，里下河小区播种机的开沟器系统应用了平行四连杆机构，播种深度调节完成后，单个小区内每个独立的平行四连杆机构会根据地面高低自动变形，保证了单个小区内每行播种深度保持一致，不会出现因整地不平整、土壤松紧不一等带来的过深难出苗、过浅露籽问题，影响试验质量。这种设计可以做到一次播种，每行深度保持一致，在同类产品中独树一帜。 2.2 小区长度的调节
不同试验要求的小区长度存在差异。温特斯泰格和红兴隆小区播种机通过大小齿轮组合调节小区长度，得到的小区长度呈一定的百分比增加或减小。每调节1个级别，增加或减小的长度能够达30～100 cm，留下大量的空白，如果需要的小区长度正好落在空白之间，此规格的小区长度就无法调节出来，此时育种家们只能根据机械特点来设计试验[12]。
里下河小区播种机的小区长度调节是通过电脑控制来完成的（图3）。在显示屏中输入所需的小区长度即可， 简单快捷，且输入的长度可以精确到厘米，中间没有长度空白，育种家可以根据试验要求任意设置，最大程度地满足育种家需求。
2.3 小区播种起始点和结束点的确定
温特斯泰格、红兴隆小区播种机的投种方式依靠人工手动投种[11]。通过肉眼观察到达指定位置，手动按压提升杆的方式来实现供种。操作者肉眼观察存在一定误差，观察后手动按压也存在速度快慢问题，很难精确控制落种地点。落种过早，小区种子播到走道上，小区长度不够；落种过迟，2个小区种子混杂，试验直接报废。
里下河小区播种机的投种系统依靠一套电路完成。在指定落种地点1个人树立1个标杆，当播种机经过时，播种机上的触碰开关触碰到标杆，触碰开关控制的吸拉开关提升储种筒，储种筒立刻供种。种子的供应点始终保持在设定的落种位置，不会出现过早或过迟播种导致小区不整齐甚至试验报废的现象。
2.4 小区内每行种子均匀一致
温特斯泰格、红兴隆小区播种机采用的种子分配头是半坡面斜坡式和工字型。半坡面斜坡式分配头的种子分配是自由下落和离心相结合的甩种方式，对分配头的转速要求高，速度变化要求范围要小，小麦播种要求在1 200～1 300 r/min，过多或者过少都会造成种子分配不均匀。工字型分配头分配精度差，每行种子误差高达30%，不能满足育种家对小区内种子均匀分布的需求[10]。
里下河小区播种机的种子分配系统工作时种子分配头旋转，种子连续落入分配头中心（图4）。立于基座平面上的均匀分布的多个叶片同时切割种子流，使种子分配到叶片内侧。通过旋转各个叶片对种子进行排列分配，在叶片内侧形成一条种子流，叶片均匀分布使得每一个叶片切割所捕获的种子流量趋向一致，这是第1次分配。第2次分配时，每一个叶片在圆心内侧排列的种子流都以队列的形式先后甩向各个落种管，多个叶片同时工作，这就保证一批下来的种子被连续多次甩向每一个落种管，保证每行连续获得数量一致的种子，小区内种子均匀一致，提高小区试验质量。
2.5 连续播种系统
连续播种装置是里下河小区播种机的独有装置（图5），国内外其他小区播种机只能播种小区，没有连续播种设备。育种家选育出新品种（系）时，由于种子量较少，需要繁殖快速获得大量种子，人工播种工作量大、小区播种不连续。连续播种装置可以提供45～225 kg/hm2播种量的无间隙调节。该功能解决了新品种（系）繁殖时无设备可用的窘境，增加了小区播种机的使用范围。
2.6 液压四轮驱动
最早使用液压驱动是价格非常昂贵的进口机械温特斯泰格小区播种机，其操作简单，无需专业人员即可快速学会使用，但是其转向系统使用不方便，多家单位出现同一转向部件损坏现象。红兴隆小区播种机仍然使用机械式底盘，由于很多单位缺少专业机械能手，操作难度较高。
里下河小区播种机汲取了温特斯泰格小区播种机的长处，选择了液压驱动方式，并加以改进，使得育种家们操作简单，使用方便。
2.7 四轮转向系统
四轮转向系统是里下河小区播种机的一大特色（图6），在小区播种机上使用四轮转向系统尚属首次。四轮转向的应用大大减少了小区播种结束后田头掉转至下一排小区的时间，缩短了地头转弯半径。南方小麦种植往往有很多排水沟，这非常不利于小区播种机的转弯，以往的小区播种机一个熟练的机工也要3～5次倒车才能实现掉头转向，里下河小区播种机熟练之后可以1次行至最佳位置，节约了大量时间，缩小了对土地的碾压，减少了田间预留掉头的土地面积。
3 结语
里下河小麦小区播种机根据小区试验要求，综合考量试验的各个环节，最大限度地满足了试验需求。同时它克服了温特斯泰格和红兴隆等小区播种机的缺点，提高了播种质量和试验的精准度。实现了播种深浅控制简单快捷，准确稳定；小区长度调整全覆盖，长度调节快速；播种起始结束位置清楚分明，不混杂、不错位；小区内种子分布均匀一致；连续播种装置扩大小区播种机的使用范围；液压驱动、四轮转向操作简单；并且该播种机售价较为合理，能够为广大育种单位接受，这为小麦小区播种机的推广作出了重要贡献。这些特点大幅度提高了小区试验的质量，为广大育种家们节约了时间和人工成本。
安徽农业科学 2017年
参考文献
[1] 蔡东明，田增荣，朱建峰.XBJ150型自走式小区播种机及其在小麦试验中的应用[J].农业机械，2015（13）：117-119.
[2] 蔡东明.XBJ150型和2BZYT型自走式小区播种机在小麦试验中的应用[J].中国农业文摘（农业工程），2017，29（3）：44-46.
[3] 宋江腾，张淑敏.小区播种机的研究现状及发展方向[J].农机化研究，2004（4）：14-16.
[4] 刘曙光，尚书旗，杨然兵，等.小区播种机的发展分析[J].农机化研究，2011，33（3）：237-241.
[5] 薛惠岚，李飞雄，李增武.小区精密播种机用于大田作业的改进研究[J].粮油加工与食品机械，1995（6）：4-5.
[6] 胡波，黄杰.XBJ150系列农业试验小区播种机[J].现代化农业，2003（8）：28-30.
[7] 李炎，万映秀，曹文昕，等.XBJ150型自走式播種机在小麦育种小区试验中的应用[J].安徽农学通报，2011，17（15）：117-119.
[8] 王亮，尚书旗，龚丽农，等.智能化小区播种机电源系统设计[J].机电产品开发与创新，2010，23（5）：44-46.
[9] 龚丽农，员玉良，尚书旗，等.小区播种机电控系统设计与试验[J].农业工程学报，2011，27（5）：122-126.
[10] 刘曙光.小区育种播种机关键装置的设计与机理分析 [D].沈阳：沈阳农业大学，2011.
[11] 王琛，刘扬，段俊兆，等.育种试验小区播种机排种器性能及应用分析[J].农业机械，2012（28）：124-126.
[12] 李建东，杨薇，高波，等.全自动化的小区精量播种机的研制[J].农机化研究，2014（4）：60-64.
关键词 小麦；小区播种机；功能比较
中图分类号 S223.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）29-0194-03
Research on Function Innovation of Wheat Plot Seeder in Lixia River Compaired a New Lixiahe Plot Seeder for Wheat Breeding
LIU Yeyu，SHOU Lulu，LI Dongsheng，WU Xujiang* et al
（Institute of Agricultural Science of the Lixiahe District in Jiangsu Province， Key Laboratory of Wheat Biology and Genetics and Breeding in the Middle and Lower Reaches of the Yangtze River，Ministry of Agriculture，Yangzhou，Jiangsu 225007）
Abstract The function of each part in the wheat seeder and the realization methods were mainly introduced， and to be compaired with the other plot seeders such as Wintersteiger and Hongxinlong， provide the basis for the scientific research units in the choice of plot seeder.
Key words Wheat；Plot seeder；Function compaired
基金项目 国家现代农业产业技术体系建设专项（CARS-3-1-1，CARS-3-2-11）。
作者简介 刘业宇（1986—），男，安徽滁州人，研究实习员，从事小麦育种专用机械研究。*通讯作者，副研究员，博士，从事小麦育种研究。
收稿日期 2017-08-11
小麦是我国重要的粮食作物，从事小麦研究工作的农业科研院所和种子公司众多。但大多数单位还是采用传统的人力手工播种，由于播种工作量大且集中而劳动力成本高、临时劳动人口下降，因此各单位对小区播种机的需求十分迫切[1-2]。而目前我国小区播种机发展缓慢，无法适应我国育种事业的要求[3-4]。近几年来，我国某些科研单位已经开始使用小麦小区播种机，其中以温特斯泰格和红兴隆小区播种机使用最为普遍[5-7]。温特斯泰格小区播种机为纯进口机械，其价格昂贵，在国内只有少數科研经费充裕的单位使用；红兴隆小区播种机价格便宜，制作较为简易，能够满足一般试验，但对一些高要求的试验却无法满足。
在目前小麦品种审定工作中，小麦品种（系）的适应性和产量性状鉴定必须通过小区试验来完成，其试验结果是推荐新品种（系）参加下一阶段试验的主要依据，大量的小区试验促使了小麦小区播种机的发展。
一个小区播种机的好坏，最终评判的依据是播种质量的高低，其直接影响试验数据的真实性、准确性，最终会影响到一个新品种的审定，而播种质量主要体现在以下几个方面：
①播种深浅的控制。根据不同的土壤质地、湿度和平整度，播种的深浅要求也要随之改变，这就要求播种机在不同的试验条件下能根据实际情况控制播种深浅，从而能够保证出苗的整齐一致。因此一种优秀的播种机的播种深度控制要具有简单、准确、反应快速等特点[4]。
②小区长度控制。根据不同试验的内容，小区试验长度也不同。这就需要播种机播种长度能够适应不同的试验需求[8-9]。
③播种起始点和结束点稳定一致。在规定的地点开始播种且能在规定的地点播种结束，才能保证每个小区排列整齐，试验规范[10-11]。
④单个小区内每行种子数量的均匀一致。播种机一次播种6～10行，每行种子数量必须基本接近，否则调查取样的试验数据不能反映材料的真实特性，影响对材料的取舍判断。
了解国内外小区播种机的优缺点以及在小麦小区播种机研发中遇到的问题，对加快我国小区播种机的完善和推广具有重要意义。
1 里下河小区播种机简介
里下河农机公司根据小麦小区试验的农艺要求及特点，研发了里下河小区播种机（图1）。经过里下河地区农业科学研究所小麦生物学与遗传育种重点实验室现场试验表明，该机完全满足小麦育种和各项试验的要求，在某些方法上已经超越了国内和国外的播种机。其主要参数如下：转向为液压转向；动力方式为液压驱动；小区长度为2.5～15.0 m；播种行数6～10行；行距20.0～26.6 cm；播种深度0～80 mm。工作流程上，与目前市场上的小麦小区播种机基本一致，通过锥体格盘把种子均匀地等分，再由种子分配头将种子均匀地分配到各个落种管中，根据试验要求，把一定量的种子，在一定范围的小区内完全、均匀地播下去。
2 里下河小区播种机主要性能的对比研究
2.1 播种深度控制
以温特斯泰格、红兴隆为列，开沟圆盘直接链接到横梁上，通过人为感知，操作油缸提升或下降来控制播种深度，精确把握性较差[11]。而里下河小区播种机入土深度依靠开沟圆盘和镇压轮的水平高低位差进行控制，其位差可以在播种前调节到需要的深度（图2）。油缸仅施加给开沟圆盘压力使其入土。这样的设计抛弃了人为感知的调节方式，直接调整到需求播种深度，更加精准。另外，里下河小区播种机的开沟器系统应用了平行四连杆机构，播种深度调节完成后，单个小区内每个独立的平行四连杆机构会根据地面高低自动变形，保证了单个小区内每行播种深度保持一致，不会出现因整地不平整、土壤松紧不一等带来的过深难出苗、过浅露籽问题，影响试验质量。这种设计可以做到一次播种，每行深度保持一致，在同类产品中独树一帜。 2.2 小区长度的调节
不同试验要求的小区长度存在差异。温特斯泰格和红兴隆小区播种机通过大小齿轮组合调节小区长度，得到的小区长度呈一定的百分比增加或减小。每调节1个级别，增加或减小的长度能够达30～100 cm，留下大量的空白，如果需要的小区长度正好落在空白之间，此规格的小区长度就无法调节出来，此时育种家们只能根据机械特点来设计试验[12]。
里下河小区播种机的小区长度调节是通过电脑控制来完成的（图3）。在显示屏中输入所需的小区长度即可， 简单快捷，且输入的长度可以精确到厘米，中间没有长度空白，育种家可以根据试验要求任意设置，最大程度地满足育种家需求。
2.3 小区播种起始点和结束点的确定
温特斯泰格、红兴隆小区播种机的投种方式依靠人工手动投种[11]。通过肉眼观察到达指定位置，手动按压提升杆的方式来实现供种。操作者肉眼观察存在一定误差，观察后手动按压也存在速度快慢问题，很难精确控制落种地点。落种过早，小区种子播到走道上，小区长度不够；落种过迟，2个小区种子混杂，试验直接报废。
里下河小区播种机的投种系统依靠一套电路完成。在指定落种地点1个人树立1个标杆，当播种机经过时，播种机上的触碰开关触碰到标杆，触碰开关控制的吸拉开关提升储种筒，储种筒立刻供种。种子的供应点始终保持在设定的落种位置，不会出现过早或过迟播种导致小区不整齐甚至试验报废的现象。
2.4 小区内每行种子均匀一致
温特斯泰格、红兴隆小区播种机采用的种子分配头是半坡面斜坡式和工字型。半坡面斜坡式分配头的种子分配是自由下落和离心相结合的甩种方式，对分配头的转速要求高，速度变化要求范围要小，小麦播种要求在1 200～1 300 r/min，过多或者过少都会造成种子分配不均匀。工字型分配头分配精度差，每行种子误差高达30%，不能满足育种家对小区内种子均匀分布的需求[10]。
里下河小区播种机的种子分配系统工作时种子分配头旋转，种子连续落入分配头中心（图4）。立于基座平面上的均匀分布的多个叶片同时切割种子流，使种子分配到叶片内侧。通过旋转各个叶片对种子进行排列分配，在叶片内侧形成一条种子流，叶片均匀分布使得每一个叶片切割所捕获的种子流量趋向一致，这是第1次分配。第2次分配时，每一个叶片在圆心内侧排列的种子流都以队列的形式先后甩向各个落种管，多个叶片同时工作，这就保证一批下来的种子被连续多次甩向每一个落种管，保证每行连续获得数量一致的种子，小区内种子均匀一致，提高小区试验质量。
2.5 连续播种系统
连续播种装置是里下河小区播种机的独有装置（图5），国内外其他小区播种机只能播种小区，没有连续播种设备。育种家选育出新品种（系）时，由于种子量较少，需要繁殖快速获得大量种子，人工播种工作量大、小区播种不连续。连续播种装置可以提供45～225 kg/hm2播种量的无间隙调节。该功能解决了新品种（系）繁殖时无设备可用的窘境，增加了小区播种机的使用范围。
2.6 液压四轮驱动
最早使用液压驱动是价格非常昂贵的进口机械温特斯泰格小区播种机，其操作简单，无需专业人员即可快速学会使用，但是其转向系统使用不方便，多家单位出现同一转向部件损坏现象。红兴隆小区播种机仍然使用机械式底盘，由于很多单位缺少专业机械能手，操作难度较高。
里下河小区播种机汲取了温特斯泰格小区播种机的长处，选择了液压驱动方式，并加以改进，使得育种家们操作简单，使用方便。
2.7 四轮转向系统
四轮转向系统是里下河小区播种机的一大特色（图6），在小区播种机上使用四轮转向系统尚属首次。四轮转向的应用大大减少了小区播种结束后田头掉转至下一排小区的时间，缩短了地头转弯半径。南方小麦种植往往有很多排水沟，这非常不利于小区播种机的转弯，以往的小区播种机一个熟练的机工也要3～5次倒车才能实现掉头转向，里下河小区播种机熟练之后可以1次行至最佳位置，节约了大量时间，缩小了对土地的碾压，减少了田间预留掉头的土地面积。
3 结语
里下河小麦小区播种机根据小区试验要求，综合考量试验的各个环节，最大限度地满足了试验需求。同时它克服了温特斯泰格和红兴隆等小区播种机的缺点，提高了播种质量和试验的精准度。实现了播种深浅控制简单快捷，准确稳定；小区长度调整全覆盖，长度调节快速；播种起始结束位置清楚分明，不混杂、不错位；小区内种子分布均匀一致；连续播种装置扩大小区播种机的使用范围；液压驱动、四轮转向操作简单；并且该播种机售价较为合理，能够为广大育种单位接受，这为小麦小区播种机的推广作出了重要贡献。这些特点大幅度提高了小区试验的质量，为广大育种家们节约了时间和人工成本。
安徽农业科学 2017年
参考文献
[1] 蔡东明，田增荣，朱建峰.XBJ150型自走式小区播种机及其在小麦试验中的应用[J].农业机械，2015（13）：117-119.
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[3] 宋江腾，张淑敏.小区播种机的研究现状及发展方向[J].农机化研究，2004（4）：14-16.
[4] 刘曙光，尚书旗，杨然兵，等.小区播种机的发展分析[J].农机化研究，2011，33（3）：237-241.
[5] 薛惠岚，李飞雄，李增武.小区精密播种机用于大田作业的改进研究[J].粮油加工与食品机械，1995（6）：4-5.
[6] 胡波，黄杰.XBJ150系列农业试验小区播种机[J].现代化农业，2003（8）：28-30.
[7] 李炎，万映秀，曹文昕，等.XBJ150型自走式播種机在小麦育种小区试验中的应用[J].安徽农学通报，2011，17（15）：117-119.
[8] 王亮，尚书旗，龚丽农，等.智能化小区播种机电源系统设计[J].机电产品开发与创新，2010，23（5）：44-46.
[9] 龚丽农，员玉良，尚书旗，等.小区播种机电控系统设计与试验[J].农业工程学报，2011，27（5）：122-126.
[10] 刘曙光.小区育种播种机关键装置的设计与机理分析 [D].沈阳：沈阳农业大学，2011.
[11] 王琛，刘扬，段俊兆，等.育种试验小区播种机排种器性能及应用分析[J].农业机械，2012（28）：124-126.
[12] 李建东，杨薇，高波，等.全自动化的小区精量播种机的研制[J].农机化研究，2014（4）：60-64.