种子清选机研究现状与发展思考

许才花

(黑龙江省农业机械工程科学研究院 佳木斯分院，黑龙江 佳木斯 154004)

0 引言

随着国家对农业机械化发展的重视程度逐渐增加，对种子发展提出了“种子工程”发展目标，主要内容包括种质资源的收集和利用，并加快新品种的选育和引进，发展完善的种子清选、加工和包衣技术[1-4]。种子清选作为“种子工程”的主要发展内容之一，是将收获后的粮食或者种子内部多余的杂质，如秸秆残茬、石子、草籽、受损种子及不符合种植要求的种子进行清除，目前主要依靠种子清选机进行种子清选与分级，保证清选后的种子符合播种要求[5]，为作物后续生长及产量提供良好的基础条件。

目前，市面上农用种子清选机主要包括风筛式种子清选机、比重式种子清选机、窝眼式清选机和复式清选机，可以根据不同的种子类型及要求选择合适的种子清选机类型[6-7]。我国种子清选机基本能够满足对种子清选的要求，但是相比于美国、丹麦等国家，国产种子清选机在作业质量和工作可靠性等方面还存在一定的差距，应该进一步提升我国农用种子清选机的自主创新能力，提高清选效率与工作可靠性[8]，促进我国种业的进一步发展。

1 种子清选机主要类型及工作原理

1.1 主要类型

目前，市面上农用种子清选机主要包括风筛式种子清选机、比重式种子清选机、窝眼式清选机和复式清选机。

1)风筛式种子清选机。主要是根据谷物不同外形、尺寸及漂浮速度，利用空气动力学特征进行谷物风选。

(2)比重式种子清选机。基于种子与杂质之间的比重不同进行谷物与杂质的分离。

(3)窝眼式清选机。窝眼筒清选机是通过物料长度的差异进行分选的设备，当物料宽度及厚度相近而长度有差异时，用筛选设备很难进行分离，而用窝眼筒清选机则较为理想。例如，可以去除小麦种子中的燕麦及荞子，也可以去除水稻种子中的糙米。

(4)复式清选机。是将以上三种清选机的工作原理综合，可以实现较高的清选率，一般分为农用种子的预清选、基本清选与精筛三个阶段。在预清选阶段，可以将较大的杂质，如秸秆残茬、石子等清除；在基本清选过程中，主要是清除尺寸较小的草籽、比重较轻的杂质；精筛主要是将清选完成的种子进行分级处理，将外形尺寸和破损的种子进行筛分。

1.2 工作原理

农用种子清选过程主要包括参数设置、种子筛分、振动清选和工况复位。随着农业机械自动化和智能化发展，目前农用种子清选机基本可以实现自动控制，在种子进行清选工作前，首先根据种子类型、供料速度、振动参数及风机风速进行参数设置；然后进行人工送料，将种子批量放入喂料系统，并通过电磁振动装置将种子向清选系统均匀供料，种子在清选系统完成种子清选；最后种子进入筛分系统，将已经清选结束后的种子进行级别筛分。完成种子清选机筛分工作后，应将参数设置复位，关闭机器后，检查种子清选机内部筛板中是否有种子或者其他杂质残留，对种子清选机进行检查与清理。控制系统主要以STM32为控制器，完成种子清选机内部各个传感器之间的信息采集、处理与转换，及时将种子清选情况转换为数字信号显示，用户根据实际情况进行不同系统的参数动态调节，实现种子高效清选。

2 国内外种子清选机发展现状

2.1 国外种子清选机发展现状

欧美国家种子清选机的研发已经十分成熟，在现有清选技术基础上，不断进行技术创新，目前推广根据种子极化带电特性进行种子清选与杂质分离技术，基于高压静电下种子与杂质之间带电量的不同，完成种子与杂质之间的高效分离与清选。另外，研制了种子色选机，基于色选原理，根据种子与杂质表面光泽度的不同，完成种子清选，但是价格高昂，目前尚未完成大面积的推广与应用。

国外种子清选机的主要发展特点为清选效率高、种子清选效果好，工作可靠性较高，目前，以丹麦、美国、德国、意大利等国家在此方面发展较为先进。国外种子清选机研发知名企业包括CIMBRIA公司，在国际市场中占据较大的市场份额，另外还有德国PETKUS公司和美国WESTRUP公司等知名企业。目前应用较为广泛的种子清选类型及主要特点如表1所示。

表1 国外种子清选机类型及结构特点

2.2 国内种子清选机发展现状

我国对种子清选机的研究始于20世纪70年代，自主研发的种子清选机类型主要以小型机械为主，在不同种子类型之间通用性较差，工作性能不稳定。另一方面，我国机械加工制造能力水平有限，导致种子清选机配套设备较多，工序复杂，不能很好地满足种子清选发展要求。目前，我国种子清选机主要类型与发展特点如表2所示。

表2 国内典型种子清选机类型及结构特点

3 国内种子清选机发展存在的问题

3.1 缺乏大型种子清选设备

我国种子清选机发展较晚，目前自主研发的种子清选机主要类型为中小型。随着我国农业集约化发展，对农业机械大型化要求日益提高，各种农业机械大型化发展是农业生产的必然趋势和发展要求。目前，我国大型种子清选机主要依赖进口，价格昂贵，提高了农业生产成本。

3.2 专用机型较少，设备形式单一

种子类型繁杂，品种较多，目前我国种子清选机多为通用机型，对于特定的种子清选设备较少，种子与清选机之间的匹配性较差，进而导致作业质量较差。国内主要种子清选设备核心部件结构形势较为单一，无法根据不同的作业要求选出合适的核心部件，限制了我国种子清选机工作效率的提升。

3.3 自主创新能力较低

我国农业机械普遍自主创新能力不足，研发经费较少，多为国外仿制设备，整体无法满足高质量种子的清选要求。另一方面，我国机械加工技术与工艺水平与国外相比也有较大的差距，导致种子清选机发展缓慢。

4 种子清选机发展趋势

4.1 加强大型种子清选机的研发

随着我国农业生产规模的不断扩大与发展，未来种子清选设备也逐渐向大型化发展，因此，应重视大型种子清选设备的研发与投入，提高种子清选生产率，满足我国种子产业的发展要求，全面提高农业机械大型化、集约化发展。

4.2 加强不同种子专用清选设备的研究

根据不同种子清选要求，设计专用种子清选机，加强企业与高校之间的产学研结合与交流，突破现有种子清选机存在的技术瓶颈，加大核心部件技术参数与材料的研发和创新，全面提升种子清选机的工作效率。

5 结论

本研究针对我国种子清选机存在的清选效果差、种子破损率高等问题，系统论述了国内外种子清选机的发展现状，提出目前我国种子清选机在实际应用与发展中存在的主要问题，指出未来我国种子清选机应加强大型种子清选机的研发，加强企业与高校之间的产学研结合等主要发展方向与研究重点。研究结果以期为加快我国种子清选机的发展提供技术参考。