摘要:本文针对我国蔬菜种植行业面临的问题,设计出适合小粒蔬菜种子的播种精度高的排种器,配备到设施播种机上,从而实现不同小粒蔬菜种子的精密播种。本项目研究的小粒蔬菜种子排种器落种对播种质量的影响的总体技术方案就是在研究排种器的基础上,结合实际农艺情况,实现技术再创新。
1 项目研究的意义
蔬菜在我国经济作物中占有非常重要的经济地位,已成为我国农业仅次于粮食的重要农产品。蔬菜种植业是发展我国农村经济的重要组成部分。据农业部2009年统计数据:中国蔬菜播种面积和总量分别占世界的43%和49%,均居世界第一。(2011-2020全国蔬菜产业发展规划》中指出:2020年全国的蔬菜播种面积实际修订为2.3亿亩,总产量为5亿t。“十二五”发展规划中,黑龙江省把蔬菜产业作为重点产业来支持发展,2012年全省蔬菜种植面积为680万亩。
目前,国内大面积蔬菜种植仍以人工为主,播种时搞人海战术,严重浪费人、财、物,而且播种质量差,影响蔬菜的品质和产量。收入的减少、成本的增加、劳动强度加大等因素严重影响种植户的生产积极性。目前在蔬菜种植行业面临几个严峻问题:一是农村劳动力转移导致雇工贵、雇工难等问题进一步凸显;二是国外优良蔬菜品种的引进,增加了种子成本;三是人们对蔬菜品质的要求提高,导致对蔬菜播种环节要求更加严格,人工种植蔬菜压力增大。
目前,国外如法国MONOSEM、德国Kverneland、意大利GASPARDO和SFOGGIA等公司的蔬菜播种机排种器技术先进,播种精度高,但是“水土不服”,价格昂贵,运输时间长,售后不及时,难以在国内大面积推广;国内对小粒蔬菜播种机排种器的研发还处于起步阶段,主要有河南豪丰、河南兴农等公司,但是由于播种精度低,可控性不理想,市场保有量较低。
针对当前我国设施蔬菜种植方面存在的情况,结合我国国情,重点通过模拟、数据优化、试验等基础研究,设计出播种精度高的排种器,配备到设施播种机上,从而实现不同小粒蔬菜种子的精密播种。本项目研究的小粒蔬菜种子排种器落种对播种质量的影响的总体技术方案就是在研究排种器的基础上,结合实际农艺情况,实现技术再创新。项目的研究符合国内蔬菜装备的发展趋势,走在国内蔬菜播种领域的前沿。该项研究不仅会提高蔬菜播种的作业效率、减轻劳动强度、改善生产条件,而且实现增产增收,帮助农民尽快致富。
2 项目研究的内容和解决的关键问题
2.1研究内容
(1)本项目对小粒蔬菜种子排种器落种对播种质量的影响进行系统研究,在对小粒蔬菜排种器落种对播种质量的影响研究基础上,找到了最佳的落点。
(2)针对小粒蔬菜种子的性状,应用高清摄像机跟踪记录排种器播种后种子下落的轨迹,并进行数据分析,以种子形状、风力(4级以下)、孔径大小、投种点为主要影响因素,以落种深度和株距为目标函数。建立相应数学模型,优化结构参数及工艺最佳参数结合,实现数据最优化,为今后小粒蔬菜种子排种器的研制提供参考依据。
(3)通过实验验证,重点解决排种器投种口与种子落点的位置关系,实现播种后种子深浅一致、株距均匀。
(4)研究排种器的前进速度和种子投种速度之间的相对关系,通过排种器播种实验和数学模型确定最佳速比,实现播种后落种位置均匀一致,确保播种质量。
2.2解决的关键问题
(1)通过研究排种器投种口与种子落点的位置关系,解决了种子下落过程中随机性强不按预定位置落下的问题,实现播种后种子深浅一致、株距均匀。
(2)研究排种器的前进速度和种子投种速度之间的相对关系,通过排种器播种实验和数学模型确定最佳速比,解决了种子落下后位置不一致,导致株距不均的现象,实现播种后落种位置均匀一致,确保播种质量,为小粒蔬菜种子排种器的开发奠定研究基础。