浅析果蔬类精密播种机

姜彩宇 肖戟 王新阳 张亮 李健

摘要：蔬菜是人们平常生活中不可或缺的副食品，随着生活水平的不断提升，人们已经从吃饱向吃好转变，对蔬菜的质量要求越来越高。我国无论在蔬菜产量方面还是蔬菜的种植面积均排世界前列，但是蔬菜机械化种植暂未实现普遍应用，传统的人工栽植方式不仅消耗大量财力、人力、物力，且种植效率很低，种植质量较差。随着科技的不断发展与创新，精密播种机的诞生实现了蔬菜种子播种量精准，植株株距及播深保持一致、均匀合理的分布在田间，不但实现了对蔬菜种子的生长建立了最优环境，可大批节约蔬菜种子，大量减轻了人工间苗的劳动量，而且确保了植株成长后高质、高产，所以实现果蔬类精密播种机械的普及是替换传统人工种植模式，实现蔬菜种植业自动化、数字化、智能化、规模化高速发展的必然趋势，新时代的农业对蔬菜精密播种机械的欲求越发急切。本文通过对蔬菜播种机国内外对比分析及近年来的蔬菜播种机的主要形式、发展前景及存在的问题进行了综述分析，为果蔬类精密播种机的进一步研制提供了参考。

关键词：蔬菜播种机;精密;现状;发展

引言

随着社会的持续发展，人们的生活水平也在稳步提升，对食品的要求更高质更绿色。蔬菜作为一种不可或缺的副食品越来越被人们重视，我国是世界上的蔬菜种植、销售大国，根据《2016中国统计年鉴》，我国无论是蔬菜种植面积、产量、出口均从2006[CD1]2015年实现了高速的增长。由此可见蔬菜产业势能巨大。然而截止目前，人工或者半机械化播种仍然是我国蔬菜的主要种植方式，蔬菜播种的总体机械化水平仅仅大约20%，此数字远远低于我国的粮食作物。然而国外有些发达国家在蔬菜种植管理等方面已经实现了自动化、产业化、智能化及数字化，我国应着力发展蔬菜生产机械化，逐步实现减少与发达国家在蔬菜种植管理等方面的距离，进一步适应我国不断发展壮大的蔬菜种植产业。

播种机是蔬菜种植过程中关键作业工具，依据我国蔬菜的种植农艺，务必依照较短的农时，将种子播到土壤中，使蔬菜种子在优越的环境中孕育生长。影响植株出苗率最主要的原因就是播种质量的好坏，从而影响后期蔬菜的产量。由于精密播种机可以实现蔬菜种子播种量精准，植株株距及播深保持一致、均匀合理的分布在田间，不但实现了对蔬菜种子的生长建立了最优环境，而且可大批节约蔬菜种子，所以新时期的农业对精密播种机械的渴求愈加迫切。果菜类蔬菜主要有甜瓜、番茄、黄瓜、辣椒等。叶菜类蔬菜主要有白萝卜、红萝卜、菠菜、芹菜、胡萝卜、甜菜、洋葱、生菜、白菜、小白菜、娃娃菜等。由于蔬菜的种子拥有众多形状且有的不太规则，而且种子多是小粒重量轻、体积小、播量少且播深严格，所以导致了其播种难度系数大，市场上系列产品不多，并且大部分基本都存在播种精度不够、可靠性及稳定性差等问题。

1蔬菜播种机国内外对比分析

1.1国外蔬菜种植机械的发展状况分析

美国、法国、英国、日本等发达国家在20世纪60、70年代就实现了蔬菜播种的机械化，近年来更是在蔬菜播种装备领域的自动化、智能化方面高速发展。特别是法国与日本，蔬菜种子的发芽率及成活率高，已被其他国家纷纷引进种植，其配套的精密播种机械可实现株距、行距均匀整齐划一，出苗后生长状况一致，最大程度的方便了后期的田间管理和收获，蔬菜不仅高质而且高产。国外蔬菜播种机械主要以机械式及气力式为主，欧洲各国早期主要为机械式播种，此种播种机械优点主要是性能可靠、耗能低、通用性高等，代表机型为德国的CG-6型、法国的MONOAIR型等。气力式播种机是在机械式基础上研制而成的，优点主要是精度高，可高速作业等，代表机型为日本的TVS-4型、法国满胜的8行MS-2007型等。然而在小型手推式蔬菜播种机领域，日本和韩国处在领先地位，该机型具有播种精度高、造价低、结构简单等优点。国外的蔬菜播种设备虽然具有耗能低、性能可靠、播种速度快、适应性好等优点，但是对蔬菜种子要求严格，整機及相关零配件售价高，无法解决国内的蔬菜种植的区域性及农艺多样性的问题，相关售后服务与零配件无法实现及时提供与供给，导致了近年来没有在我国进行大面积推广应用。

1.2我国蔬菜种植机械的现状分析

近年来，我国在蔬菜种植方面仍是主要以人工为主，但随着蔬菜种植业的发展壮大及人们对蔬菜高质绿色的需求，已经开始从粮食作物种植机械化向蔬菜类种植机械化方向转变。虽然已经取得较大进步，但是目前的机械化水平还远远不能满足社会的需求，市场上暂存的蔬菜播种机基本都存在制造生产质量差，各生产商加工标准不一，机器故障率较高，稳定性及可靠性较差，根本无法实现精量播种，也是大面积推广应用的主要缺陷。正是基于以上原因，我国有些生产单位已经开始着手逐步提高蔬菜播种机的质量及自动化、智能化程度，例如上海康博公司生产的2BS-JT10型精密蔬菜播种机，该机由汽油发动机作为动力源，具有性能可靠、种苗成活率高等优点，而且可实现播深的调整及株距的调节，但该机存在播种宽度小、自动化程度低等缺点。黑龙江德沃公司生产的2SQS-8X型气力式蔬菜播种机适用性较强，可对众多品种小粒径蔬菜种子进行播种，该机可靠性、稳定性较高，并且能根据蔬菜种植农艺的不同进行株距及行距的调整。但该机存在耗能大、智能化水平低、受机器振动影响大等缺点。

2目前国内外果蔬类播种机主要形式

2.1机械式

机械式播种机是最早研制应用的，截止目前用户群体最多，依据排种器的样式不一形成了圆盘式、槽轮式、指夹式、窝眼轮式和勺式等主要几种播种形式，普遍具有的优点包括：造价低、易操作、结构相对简单、播种精度较佳和通用性较强等。播种过程中，通过行走轮带动排种轮做自传运动，然后由种子自重、种子间碰撞力及相互间强制挤压力带动种子，通过排列均匀的排种管落入事先由开沟器开好的沟槽内，完成排种工作。机械式播种机缺点主要有不仅对种子形状规则及尺寸要求严格，而且排种过程中种子损伤率略高，成活率较低。

2.2气力式

气力式播种机是在机械式基础上研制而成的，工作原理是通过风机不断高速旋转产生的风力，在封闭严密的气室内形成了负压亦或正压的环境，种子通过持续的风力跟随播种机排种盘一并旋转，当种子旋转出气室，就不再受到气压的控制，会凭借自重或在刮种板作用下落入事先由开沟器开好的沟槽内，完成排种工作。虽然气力式播种机精度高，对种子适应性较强，种子破损率低，可高速作业，但是其造价高，稳定性较差，对制造生产工艺及气压控制相对严格。

随着高新技术的不断涌现与发展，在机械式和气力式播种机的基础上，国内外各研发学者对蔬菜的播种技术进行了持续的摸索与创新，提出了多种新的播种原理。

2.3静电播种式

日本最先提出通过静电进行蔬菜播种的技术，此技术打破了常规的播种方法，其原理是事先对种子进行处置，通过磁粉包裹菜种，操控电磁铁中线圈持续的进行通电放电，通过磁力的产生及消失，实现吸种及排种的目的。

2.4新型流体播种式

英国提出了一种可以播种蔬菜的新型流体播种技术。其原理是利用水和种子混合，再添加定比的肥料、保水剂、相关农药以及其他激素等，以致种子可以悬浮于溶液中，在排放悬浮液的时候，通过粘结力和悬浮力带动种子进行播种作业，该技术解决了小粒蔬菜种子难掌控，排种作业时运动路径相对杂乱的难题。并且，溶液中的养料、水分等物质为种子创造了优良的生长环境，确保了秧苗成长后高质高产。

2.5种子带播种式

发源于日本的种子带播种技术，目前在部分发达国家应用较广，其原理是利用编织机编织种子带，并在编织机编织工作中通过排种器让蔬菜种子按照设定的株距均匀的落在编织带上，将编织带打包成捆，通过专用的播种机在田间开沟、平铺，该播种技术大幅提高了播种的均匀性及种子的出苗率。

随着研发者不断的创新，新型播种技术的诞生为小粒蔬菜种子精量播种创造了更多更佳的选择，虽然新型播种技术提高了蔬菜播种的稳定性，大幅降低了种子损伤率，但是也增加了工作量和成本，对相关技术要求较高。

3果蔬类精密播种机市场前景

随着农村土地不断的流转，新型城镇化战略的实施、新时代农村的建设以及农业现代化的持续发展，种植模式已经开始从一家一户小规模转向集约化、规模化;农村主要劳动力向城镇转移，导致劳动力极其缺乏，造成人工价格水涨船高，用工成本大幅增加;随着人们对蔬菜更高质绿色的需求，部分种植大户已经瞄准蔬菜的广阔发展前景，例如山东、内蒙古、河北等地，蔬菜种植规模不断增加。鉴于以上问题分析现急需发展配套的蔬菜精密播种机械，解决制约多年来蔬菜行业发展的瓶颈问题。蔬菜采用人工种植效率非常低下，以66.67hm2地萝卜种植为例，每667m2地萝卜播种大约需要1.5人工，人工费按照180元/d计算，种植 66.67hm2地则需要花费27万元，但是如果改用蔬菜播种机种植则生产成本只需人工种植的 1/4左右，并且无论是在种植精度、后期产量及品质等方面都远远高于人工。

分析可知，市场上对于蔬菜播种机的需求极其迫切，尤其是在规模化种植区域。并且伴随着用工成本的持续上涨，蔬菜种植产业自动化前景的连续发展，相信果蔬类精密播种机不断创新及发展必将不断升温，市场前景也会愈加广阔。

4我国果蔬类精密播种机存在的问题

4.1蔬菜机械化播种发展较晚、不完善

我国在研发蔬菜机械化播种方面起步晚，而且由于小粒蔬菜种子播种技术要求较高，目前我国主要以引进消化吸收为主，缺乏自主创新，研发能力不足。当前完全由我国自主研制的蔬菜播种机较少，绝大多数蔬菜精密播种机是通过学习和借鉴研制完成的。

4.2产品质量及功能问题

由于国内农业播种机械制造加工厂品质参差不齐，而且产品用料及制造加工工艺与国外相比也比较落后，市场上销售的小粒种子精密播种机大多数都具有可靠性及稳定性低、故障率较高、功能少及自动化程度低等缺点。

4.3產品杂乱，机型不一

大部分制造生产厂家自己单独设定相关型号及系列，各产品所用的关键零部件各不相同，从而形成了各播种机间零部件无法完成互换的局面，通用性差也为农户的使用和维修带来诸多不便。

4.4机器工作效率低

目前小粒蔬菜种子精密播种机为实现漏播率、重播率及损伤率低、确保植株质量等目的，普遍将机器行进速度调低;造成蔬菜播种机工作效率低的另一个原因是播种行数较少。

5总结

我国在研发果蔬类精密播种机械方面较国外一些发达国家起步晚，无论是创新能力还是研发水平都落后于其他国家，而且由于小粒蔬菜种子播种的技术要求严格，所以我国在果蔬类播种机械研制方面尚存在许多不足之处，通过与玉米、水稻等主要粮食作物生产机械化的发展进程对比分析，可以看出我国蔬菜生产机械化的发展进程亦是路漫漫其修远兮。这需要以创新为动力源，各科研单位，专家学者以及生产厂家多方面多角度形成合力，有序推进，通过集成创新和协同创新相结合、蔬菜种植农艺与现代高新技术相结合、自主创新与引进消化吸收相结合及社会化服务与自主购机相结合，研制出适合我国果蔬种植产业发展的精密播种机械装置。

参考文献

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