马铃薯是世界第四大粮食作物，是我国第五大粮食作物，又是重要的饲料和工业原料，其适应性广、丰产性好、营养丰富、经济效益高川。我国是世界最大的马铃薯生产国，近几年种植面积和总产量稳居世界首位，随着脱毒种薯繁育技术的发展，马铃薯的平均产量也逐年上升，逐渐缩小与欧美发达国家的差距。
    目前，需要解决的关键问题是机械化生产，为提高马铃薯生产机械化水平，农业部2012年7月6日印发了《马铃薯机械化生产技术指导意见》，《意见》要求，各地要结合本地实际，细化技术内容，逐步规范马铃薯种植，探索全程机械化的合理生产模式，完善适宜本地区的马铃薯机械化生产技术体系和操作规范。积极扶持马铃薯生产专业合作组织发展，促进适度规模经营，提高社会化服务能力，推进马铃薯生产标准化、规模化、专业化，为实现马铃薯全程机械化生产创造条件。
    播种是马铃薯机械化生产最重要的环节，播种质量直接影响马铃薯的生长品质和产量。国外马铃薯播种机发展较早，从早期的马拉式播种机已经发展到目前大型、复式、多功能联合作业机具，技术逐渐趋于成熟，产品质量和性能优越，广泛应用于马铃薯生产过程中。近十年，国外马铃薯种植机不断进入我国市场，通过实际使用发现，国外机具与我国复杂多样的种植模式不适应，农机产品价格过高，并且存在零配件供应周期长及售后服务不及时等问题，因此，国外马铃薯播种机在我国广泛推广存在一定的难题。
    随着马铃薯产业发展，国内一些科研机构和企业投入到马铃薯播种机的研发当中，近些年来，多种多样的国产马铃薯播种机已经应用于马铃薯生产中，但是存在机具性能不稳定、作业质量差、播种精度不高等问题，这是需要迫切解决的。
    无论何种样式的马铃薯播种机，核心机构都是播种单体，其性能直接影响马铃薯的播种质量。本文在研究国内外马铃薯播种机的基础上，结合我国实际种植情况和模式，设计一款新型的马铃薯播种单体，该播种单体可以应用于各种马铃薯播种机上，可降低重播率和漏播率，提高播种均匀度，对于促进我国马铃薯产业的发展具有重大意义。

    1 马铃薯播种单体结构与工作原理
    1.1马铃薯播种单体结构
    马铃薯播种单体主要由剔薯机构、主动轮装配、皮带种勺装配、种箱、箱底防架空抖动机构、从动轮装配、开沟器、导薯机构、电子振动机构等构成，如图所示。

    1.2马铃薯播种单体工作原理
    马铃薯播种过程如图中①～⑧所示，主动轮转动①带动从动轮转动②，一方面，从动轮上安装的五星橡胶轮带动防架空抖动机构不停抖动，箱底活动板随之摆动，种箱里的种子不断向种箱底部下滑，保证连续提供种子③；另一方面，装有种勺的皮带上升，种勺从种箱内连续不断取种④。当种勺经过一直运行电子振动机构时⑤，种勺里多余的种子被抖出勺外，落回到种箱内⑥，种勺经过主动轮最高点时，种子被抛出，抛到前一个种勺的背面⑦，进入到导薯机构，最后落入到开沟器形成的沟槽内，完成播种⑧。
    2 马铃薯播种单体关键技术
    2.1电子振动系统
    我国马铃薯种植方式多采用切块方式，人工切块不能完全保证种薯大小一致，而播种单体上种勺大小是一致的，因此，播种过程中可能会有种勺取种时出现一个勺内有两个或者更多种子情况，这就要求播种单体上配备剔除多余种子的机构。目前，国内外机器多数采用机械式结构振动皮带来实现剔种，其效果一般。本研究设计一种电机驱动偏心轮结构振动皮带剔种，其特点是高频率抖动具有更明显的剔种效果，经过优化参数设计，该电子振动系统大大提高了种薯的剔除率。
    2.2箱底防架空抖动机构
    马铃薯播种过程中，因种箱底部架空引起供种不足导致漏播现象经常出现，因此，有必要设计一种防架空机构，本研究中，种箱底部设计成活动的连接板，利用从动轮驱动五星轮来抖动种箱底部，其抖动频率与播种速度成正比，无需调节，结构简单，大大减少了漏播率。
    2.3导薯机构
    株距的均匀性是影响马铃薯生长品质的一个重要因素，要实现最大限度的均匀播种，要从两个方面保证：一是排好队，即马铃薯种薯逐个按顺序排队往下落；二是落好位，即落到地面的种薯尽量定住位置，不乱弹动，排成一条直线。本研究中设计了导薯机构，保证种薯在下落过程中排队，导薯机构底部有导薯尼龙件，可将种薯顺利导入到开沟器开出V型沟的底部，最大限度保证了播种的均匀度。

    3 试验与结果
    3.1实验室试验
    马铃薯播种单体试制完成后，为了验证各部件性能，在实验室环境下进行试验，为了给播种单体提供动力，制作一个简易实验台，实验台主要由架子和带有减速器的电机组成，试验时，电机接三相交流电驱动马铃薯播种单体转动主动轮，通过试验，验证了播种单体的总体性能，优化种勺、电子振动系统、箱底防架空抖动机构、导薯机构的参数，为田间试验奠定了基础。
    3.2田间试验
    将试制的马铃薯播种单体安装在马铃薯播种机上，结合其他功能结构，进行马铃薯田间试验，试验地点为黑龙江省农业机械工程科学研究院试验田和黑龙江省兰西县种植户，作业面积达500亩。试验表明：该播种单体调节方便、性能可靠、播种精度高。试验人员对马铃薯播种单体重播率、漏播率、株距和播深进行了测量，结果显示：各项性能指标均达到国家标准。

    4 结束语
    机械化播种是马铃薯全程机械化的最重要环节，本文在总结国内外马铃薯播种机发展情况和存在问题的基础上，针对我国马铃薯种植实际情况，设计了一款马铃薯播种单体，并且进行了试验研究，结果表明：该播种单体作业效果良好，可应用于马铃薯播种机上，结合其他功能部件，完成马铃薯播种过程中开沟、投种、覆土和镇压的工作。该马铃薯播种单体的应用，将会更好地适应我国马铃薯种植模式，同时降低了成本，更容易被广大农民接受。综合各方面因素，该播种单体具有较大的推广价值，可促进马铃薯全程机械化发展和农民增产增收，对我国经济发展有重要意义。