贾生涛１，石 鑫２，王学农２，杨会民２，刘旋峰２，李彦栋１，牛长河２
（１．新疆农业大学机电工程学院，乌鲁木齐 ８３００５２；２．新疆农业科学院农业机械化研究所，乌鲁木齐 ８３００９１）
摘 要：为了提高旋耕式大蒜播种机对新疆大蒜种植模式的适应性，依据新疆蒜种外形尺寸优化蒜种勺参数，提高取种单粒率，降低空穴率及重播率。选择机具性能的主要因素（机具作业速度、大蒜种子外形尺寸、鳞芽长度），采用单因素试验分析进行田间试验，分析不同参数对大蒜播种机正芽率、空穴率、重播率的影响，得出各因素影响程度，为后期机具优化提供理论依据。 关键词：大蒜播种机；蒜种勺；旋耕式；优化；性能试验
中图分类号：Ｓ２２３．２＋６ 文献标识码：Ａ文章编号：１００３－１８８Ｘ（２０２１）０２－０１９０－０５
０ 引言
我国大蒜种植面积已经达到３３万ｈｍ２，产量约为１２５８万ｔ，占全世界７６．６％。新疆吉木萨
尔白皮大蒜与上海嘉定蒜、江苏太仓蒜、山东大蒜被誉为中国四大名蒜；伊犁昭苏种植的“六瓣红”大蒜为昭苏县地方名优品种，大蒜素含量高达０．２８％，是世界各地大蒜含量最高的品种。新疆地区劳动力不足，大蒜生产环节人工费用已超过生产总成本的１／２，且比重越来越大，使得大蒜种植综合效益降低，种植风险增大，缺乏适合大蒜主产区的大蒜生产装备已成为制约大蒜生产的瓶颈。大蒜生产（单粒取种、鳞芽扶正、直立下栽）机械化水平落后，严重影响大蒜种植面积进一步扩大和农民经济收入提高［１－７］。
为了提高产量和效益，解放劳动力，适应我国新疆种植模式的土壤、气候等条件，新疆农科院农机化所引进了山东省农机院专利技术产品—２ＢＵ－８型大蒜旋耕精准播种机，它是山东省农机研究院根据山东品种金乡大蒜进行研制的。该品种大蒜尺寸均匀、芽尖尺寸长，蒜体长宽比例较大，正芽率较高；而新疆吉木萨尔白皮大蒜特点是芽尖尺寸较短，蒜体长宽比例较小。因此，要根据新疆大蒜的特点，对取种勺进行优化改进，针对机具作业参数进行研究，达到
收稿日期：２０２０－０１－１４
基金项目：新疆维吾尔自治区区域协同创新计划项目（科技援疆计划）（２０１９Ｅ０２４２）；新疆维吾尔自治区公益性科研院所基本
科研业务费专项（ＫＹ２０１９０２６）
作者简介：贾生涛（１９９５－），男，甘肃环县人，硕士研究生，（Ｅ－ｍａｉｌ）８５７８６４３８１＠ｑｑ．ｃｏｍ。
通讯作者：牛长河（１９８２－），男，乌鲁木齐人，副研究员，硕士生导师，（Ｅ－ｍａｉｌ）１５９９９１３３００７＠１３９．ｃｏｍ。大蒜直立精量播种的目的［８］。
整机核心部分由单粒取种装置、鳞芽方向控制装置、直立下栽装置３部分组成。大蒜鳞芽方向控制不稳定、大蒜品种适应性差是目前限制大蒜播种装备推广应用的最主要原因。通过研究机具在新疆的种植模式及土壤条件下机具的各项参数，为优化大蒜播种机提供理论依据。
１ 整机结构及工作原理
大蒜直立精量播种机，采用链勺式排种器、控制蒜种鳞芽种植和直立下栽机构实现单粒取种、蒜种方向控制和直立下栽，机具可以完成旋耕、平地、取种、鳞芽扶正、下栽等完整播种模式，满足国内大蒜种植需求。整机结构如图１所示，参数指标如表１
hxi
所示。
１．地轮 ２．地轮升降调节螺栓 ３．鸭嘴式直立插播器 ４．种箱架５．种箱 ６．勺链张紧螺栓 ７．勺链式取种装置 ８．溜槽
９．悬挂架 １０．鳞芽扶正装置 １１．驱动链轮
１２．平地装置 １３．机架 １４．旋耕装置
图１ 旋耕式大蒜播种机
涂料用润湿分散剂
Ｆｉｇ．１ Ｒｏｔａｒｙｇａｒｌｉｃｓｅｅｄｅｒ
表１ 旋耕式大蒜直立精量播种机性能指标
Ｔａｂｌｅ１ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｄｅｘｅｓｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｐｒｅｃｉｓｉｏｎｓｕｓｐｅｎｄｅｄｇａｒｌｉｃｓｅｅｄｅｒ
产品型号旋耕式大蒜直立精量播种机
备注
结构型式悬挂式行距／ｃｍ１５～２０株距／ｃｍ１１～１５可调播深／ｃｍ４－６可调漏播率／％≤５重播率／％≤５鳞芽朝上率／％≥８０蒜种破损率／％
≤２
工作时，拖拉机带动机具前进，拖拉机后输出轴带动旋耕机旋转，受牵引力作用，平地轮挤压土壤并完成地面平整；地轮受地面摩擦反作用力旋转，地轮旋转力通过链轮链条传递给单粒排种器和直立下载插播器，勺链式单粒排种器旋转带动取种勺从种箱内拾取蒜种，完成单粒取种；蒜种通过溜槽进入鳞芽扶正装置，实现鳞芽朝上，再经过扶正装置落入鸭嘴式插播器，插播器将扶正的蒜种插入平地轮整好的土地，由驱动地轮覆土。勺链式取种器与插播器由地轮同步驱动，可以保证传动比的同步性，实现等株距播种。
２ 大蒜播种机零部件
２．１ 勺链式单粒取种机构
勺链式单粒排种器由种箱、取种勺、链条、链轮、主动轴及蒜种溜槽等组成，如图２
所示。
图２ 单粒取种工作过程
Ｆｉｇ．２ Ｗｏｒｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｉｎｇｌｅｓｅｅｄｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
链条隔一定距离布置１个取蒜勺，距离取决于蒜种株距与传动比。实际种植要求多行同时种植，因而整机含有多组勺链式排种器，每组排种器布置８组勺链式取种器，实现多行同时种植。取蒜勺形状在一定程度上决定了勺链式排种器工作指标（漏播率、重播率），因而成为排种器关键部件。该装置工作分为４阶段，即垂直上升蒜勺取种、斜面输送蒜种并清清理多余蒜种、水平输送蒜种到溜槽并清理蒜种、溜槽与蒜勺实现蒜种单粒排种。地轮与勺链式取种机构通过链轮链条连接实现动力传输，作业时取种机构的链条速度与机具作业速度满足一定关系。机具作业速度是影响机具单粒率的主要因素。２．１．１ 新疆蒜种外形参数
蒜种为吉木萨尔大蒜，选取个头饱满、形状规范蒜瓣作为测量对象，随机取样２００蒜种作为测量样本，如图３所示。分别测量大蒜种体的长度Ｌ（ｍｍ）、宽度Ｂ（ｍｍ）、厚度Ｈ（ｍｍ）及鳞芽长度Ｔ（ｍｍ）作为大蒜种体形态分析的基础数据，统计结果如表２
所示。
图３ 蒜种的外形尺寸Ｆｉｇ．３ ＧａｒｌｉｃＤｉｍｅｎｓｉｏｎｓ表２ 蒜种尺寸统计
Ｔａｂｌｅ２ Ｓｉｚｅｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｏｆｇａｒｌｉｃｓｐｅｃｉｅｓ
ｍｍ
品种
指标平均值最大值吉木萨尔白皮
长Ｌ
２９．３２３５．８８宽Ｂ１６．２９２５．８８厚Ｈ１８．３５２６．００金乡蒜种
长Ｌ
２９．１３３．２宽Ｂ
１４．７
２０．８
厚Ｈ
１７．６
２１．２
徐陶［９］等人对山东金乡大蒜种子外形尺寸特性进行试验研究，对比山东蒜种存在较大差异，即大蒜种子尺寸长度Ｌ与宽度Ｂ差值较大、长度Ｌ与厚度Ｈ差值较大，依据蒜种参数对单粒取种机构进行优化改进。２．１．２ 优化取种勺外形参数
按照适应新疆大蒜品种，制作一组取种勺。山东大蒜与新疆大蒜相比，长度与宽度、长度与厚度比值相差较大，需要改进尺寸比例，以降低取种时重复率、空穴率，提高取种勺单粒率。如图４所示，依据新疆蒜种外形尺寸统计分析，在同一质量级别下，新疆蒜种比山东大蒜长度短，因此改进取种勺长度Ａ、宽度Ｂ及高度Ｃ。
图６ 田间试验Ｆｉｇ．６ Ｆｉｅｌｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
３．２ 试验方案
依据机具参数指标，拖拉机前进速度参考机具下地前期作业效果。机具的测试行程设为５
０ｍ，共测３个行程（取３组数据）；在每个行程上随机选取４００个蒜种（每行５０个），记录测量范围内蒜种芽尖向上的数目、每个蒜坑蒜种数目，计算每个测量范围内蒜种正芽率、重复率、空穴率，以及３个行程测量范围内平均正芽率Ａ１、重复率Ａ２、空穴率Ａ３
，即Ａ１＝Ｃ１
４００×１００％（１）Ａ２＝Ｃ２４００×１００％（２）Ａ３＝Ｃ３４００
×１００％（３）
其中，Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３
为蒜种正芽数、重复数、空穴数。３．２．１ 关键部件单因素试验
依据图２新疆大蒜尺寸统计，试验选择新疆蒜种外形尺寸以长（２７～２９ｍｍ）、宽（１８～２０ｍｍ）、高（１５～１７ｍｍ）为标准。通过前期试验资料查询及机具试验指标，确定机具作业速度为Ⅰ挡怠速，测量机具的正芽率、空穴率、重复率。
数据库探针
３．２．２ 机具性能田间单因素试验
确定本次机具性能单因素试验为蒜种鳞芽长度及机具作业速度。
１）蒜种鳞芽长度。旋耕式大蒜播种鳞芽控制机构由两个鸭嘴组成，通过夹持蒜种鳞芽实现蒜种正芽。为选择合适新疆大蒜种子播种，需要测量不同水平的正芽率，选择小于５ｍｍ、５～１０ｍｍ、大于１０ｍｍ等３组蒜种。
旋流沉砂器２）机具作业速度。依据８５４轮式拖拉机技术参数，前进挡的理论行进速度分别为１．５、２．５、３．２ｋｍ／ｈ，
因此机具作业速度选取等间隔水平２
、２．５、３ｋｍ／ｈ。驾驶员通过换挡和控制油门大小调整机具工作速度。３．３ 结果分析
３．３．１ 部件优化试验结果
旋耕式大蒜播种机田间试验结果如表４所示。由表４可知：在优化蒜种勺结构参数下，大蒜种子的正芽率为８２．９％～９０．１％，漏播率为２．０％～５．８％，重复率为１．６％～４．５％，符合大蒜播种机精量播种要求。
表４ 旋耕式大蒜播种机田间试验结果Ｔａｂｌｅ４ Ｆｉｅｌｄｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｒｏｔａｒｙｔｉｌｌａｇｅｇａｒｌｉｃｓｅｅｄｅｒ
医疗箱％
序号
指标
废盐焚烧炉选型
正芽率Ａ１
空穴率Ａ２
重复率Ａ３
１８８．６５．８１．６２８５．７４．６３．８３８２．９２．５４．５４８８．６２．０２．３５９０．１３．１３．３平均值
８７．２
３．６
３．１
３．３．２ 机具性能试验结果分析
１）蒜种鳞芽长度。以蒜种鳞芽长度为单因素的试验结果如表５所示。由表５可知：蒜种芽尖长度处于５
～１０ｍｍ之间蒜种的正芽率大于９０％，蒜种芽尖长度大于１０ｍｍ蒜种正芽率超过９５％。
表５ 田间试验结果Ｔａｂｌｅ５ Ｆｉｅｌｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓ
水平鳞芽长度／ｍｍ
正芽率Ａ１／
％１＜５５１．６２５～１０９０．７３
＞１０
９５．０
２）机具作业速度。以机具速度为单因素的试验结果如表６所示。由表６可知：不同水平下，机具对正芽率与重复率的影响不明显；机具作业速度从２ｋｍ／ｈ上升到３ｋｍ／ｈ，空穴率呈逐渐上升趋势明显，说明机具速度越快空穴率越高。在拖拉机速度Ⅰ挡范围内，空穴率与速度成正比关系。
对田间试验结论分析表明：一是蒜种芽尖长度对机具正芽率有显著影响，蒜种鳞芽长度大于５ｍｍ为最优选择；二是机具作业速度对空穴率有显著影响，在不影响机具作业效率的情况下，速度２ｋｍ／ｈ为最优选择。
表６ 田间试验结果Ｔａｂｌｅ６ Ｆｉｅｌｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓ水平
机具作业速度
／ｋｍ·ｈ
－１
正芽率Ａ１／％空穴率Ａ２／％重复率Ａ３／％１２．０８８．６３．６４．１２２．５８５．７５．８５．２３
３．０
８７．２
１０．１
４．２
４ 结论
１）对勺链式排种器关键部件取种勺进行了优化，田间试验表明：试验前原机具的空穴率、重播率高于１０％，优化后大蒜种子空穴率、重播率小于５％，机具性能得以改善。
２）以蒜种正芽率、空穴率、重复率为试验指标，以蒜种鳞芽长度、机具作业速度和大蒜种子外形尺寸为试验因素，对旋耕式大蒜播种机进行单因素试验。结果表明：影响大蒜播种正芽率的主要因素是蒜种鳞芽
长度，影响机具空穴率与重播率的主要因素是蒜种勺外形尺寸及机具作业速度。
参考文献：
［１］ 白玉成，刘赞东，狄明利．大蒜栽植机械的现状及发展趋势
探讨［
Ｊ］．农机化研究，２００７（１１）：２４７－２４８．［２］ 金诚谦，袁文胜，吴崇友，等．大蒜播种时鳞芽朝向对大蒜
生长发育影响的试验研究［Ｊ］．农业工程学报，２００８，２４（４）：１５５－１５８．
［３］ 杨净，蔺国仓，张润龙，等．新疆高品质大蒜标准化栽培技
术［
Ｊ］．农村科技，２０１７（１０）：５０－５２．［４］ 关明．新疆大蒜种质资源鉴定及规范化种植研究［Ｄ］．乌
鲁木齐：新疆医科大学，２０１１．
［５］ 刘静．不同大蒜品种及鳞芽播种朝向对生长特性与品质
的影响［
Ｄ］．泰安：山东农业大学，２０１８．［６］ 栗晓宇，耿爱军，侯加林，等．大蒜播种机研究现状及展望
［Ｊ］．农业机械，２０１７（２）：１０５－１０７．
［７］ 辛丽．一种大蒜播种机：ＺＬ２０１７２０８０３８６５．０［Ｐ］．２０１８－０１
－３０．
［８］ 徐陶．大蒜种子机械物理特性及其测试方法的研究［Ｄ］．
淄博：山东理工大学，２０１７．
ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎｄＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＴｅｓｔｏｆＫｅｙＣｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆ
ＲｏｔａｒｙＴｉｌｌａｇｅＧａｒｌｉｃＳｅｅｄｅｒ
ＪｉａＳｈｅｎｇｔａｏ１，ＳｈｉＸｉｎ２，ＷａｎｇＸｕｅｎｏｎｇ２，ＹａｎｇＨｕｉｍｉｎ２，ＬｉｕＸｕａｎｆｅｎｇ２
，
ＬｉＹａｎｄｏｎｇ１，ＮｉｕＣｈａｎｇｈｅ
２
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎ
ｇ，ＸｉｎｊｉａｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｕ··
ｒｕ··
ｍｑｉ８３００５２，ｃｈｉｎａ；２．Ｉｎｓｔｉ ｔｕｔｅｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ，ＸｉｎｊｉａｎｇＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｕ··
ｒｕ··ｍｑｉ８３００９１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｒｏｔａｒｙｔｉｌｌａｇｅｇａｒｌｉｃｓｅｅｄｅｒｔｏａｄａｐｔｔｏｔｈｅｇａｒｌｉｃｐｌａｎｔｉｎｇｐａｔｔｅｒｎｉｎＸｉｎｊｉａｎｇ．ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｈａｐｅｓｉｚｅｏｆｔｈｅｇａｒｌｉｃｉｎＸｉｎｊｉａｎｇｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｓｅｅｄｓｃｏｏｐ．Ｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｉｎｇｌｅｓｅｅｄｒａｔｅａｎｄｒｅ ｄｕｃｅｔｈｅｈｏｌｅｒａｔｅａｎｄｒｅｐｅａｔｒａｔｅ．Ｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓｈａｖｅｍａｃｈｉｎｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｐｅｅｄ、ｔｈｅｓｉｚｅｏｆｔｈｅｇａｒｌｉｃｓｅｅｄｓｈａｐｅａｎｄＧａｒｌｉｃｂｕｄｌｅｎｇｔｈ．Ａｆｉｅｌｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｍａｋｅｓｕｓｅｏｆｓｉｎｇｌｅｆａｃｔｏｒｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｏａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐａｒａｍ
ｅｔｅｒｓｏｎｔｈｅｇａｒｌｉｃｓｅｅｄｄｒｉｌｌｉｓｂｕｄｒａｔｅ、ｈｏｌｅｒａｔｅ、ｒｅｐｌａｙｒａｔｅ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｖａｒｉｏｕｓｆａｃｔｏｒｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｏｐｒｏｖｉｄｅｓｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｄａｔａｆｏｒｌａｔｅｍａｃｈｉｎｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇａｒｌｉｃｓｅｅｄｅｒ；ｇａｒｌｉｃｓｅｅｄｓｐｏｏｎ；ｒｏｔａｒｙｔｉｌｌａｇｅ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｅｓｔ
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议