小区育种播种装备与技术研究现状与展望

小区育种播种机是培育新品种、繁殖良种和对比品种等田间试验所用的专用播种机。本文简述了我国小区育种业发展现状与小区育种机械化发展水平,综述了小区育种播种技术及装备的研发历程,从小区育种的播种特点出发,结合不同作物品种和不同播种农艺要求,阐述现有条播、精播模式下小区育种的播种核心技术和工作原理,归纳了小区育种条播排种和精密排种装备的主要结构形式和作业模式,阐述了国内外供种、排种、开沟、覆土、镇压等装置,以及自动控制、小区定位模式、实时监测与记录等方面的实际应用及前沿先进技术研究进展,分析目前国内外小区育种播种机械的研发现状,列举我国小区育种播种技术及装备有代表性的研发成果,从播种技术优化创新完善、机械加工质量提升、高新技术融合和服务模式创新等方面,结合我国国情提出了我国小区育种播种机械化研究方向。     

三叶式自动清换种大豆育种气吸排种器设计与试验

为了提高大豆育种试验中小区播种环节的机械化、自动化水平和播种精确度，针对大豆小区育种播种机清换种技术难题，设计了一种三叶式自动清换种大豆育种气吸排种器。以电机为动力源，驱动三叶式辅助充种清换种机构与齿轮式排种盘协同工作，完成相邻小区之间的不停机快速清种、换种和充种。阐述了排种器基本结构与工作原理，结合育种试验的要求，运用TRIZ理论空间分离原理，对关键部件进行理论分析，并确定了结构参数。对三叶式辅助充种清换种机构进行EDEM虚拟仿真，分析了辅助充种过程，确定了达到最佳辅助充种效果时的叶片倾角。根据小区育种农艺要求，以作业速度、真空度、清换种时间为试验因素，以合格指数、重播指数、漏播指数、清换种距离为试验指标，进行了三因素五水平二次正交旋转中心组合试验，结果表明：最佳工作参数组合为作业速度5.3km/h、真空度4.6kPa、清换种时间0.3s，此时排种器合格指数95.29%、重播指数3.29%、漏播指数1.42%、清换种距离554.6mm，满足大豆育种试验的播种要求。     

小区育种插装式排种器的设计

为提高育种试验机械化水平,降低试验劳动强度,按照小区育种播种机的技术要求,设计了一种插装式排种器,并以作业速度和株距为影响因素对其工作性能进行了测试。结果表明：作业速度为0.4～0.6 m/s,株距为8.5 cm时,粒距合格指数≥82.45%、重播指数≤13.38%、漏播指数≤4.16%,均达到优等品标准;株距为4.0 cm时,合格指数≥65.25%,达到一等品标准;重播指数≤13.87%,达到优等品标准;漏播指数≤19.50%,达到一等品标准。示范试验表明该排种器结构及排种性能满足小区育种农艺要求。     

玉米小区育种精量排种器的试验研究与分析

玉米小区育种精量播种机的核心部件是组合式精量排种器。为分析玉米小区育种精量排种器的性能,选取真空度、排种盘转速和排种盘径向槽宽度作为影响排种器排种性能的主要因素,采用二次回归正交旋转组合设计进行试验设计,并利用JPS-12排种器性能检测试验台进行试验研究。根据试验结果建立了各因素的数学模型,并用Mat Lab绘制三维响应曲面图,分析得出各因素对作业性能指标的影响趋势。同时,利用综合加权平均法找出了能满足排种器性能要求的影响因素数值的最优组合,当真空度为7.4k Pa、径向槽宽度为3.9mm、排种轴转速为32r/min时,粒距合格指数为80.73%,漏播指数为6.64%,重播指数为5.70%,为排种器的进一步研究提供了可靠依据。     

锥体离心式排种装置理论研究

针对国内自主研发的育种试验条播机械的使用情况,对中国农业大学上庄育种试验基地、扬州农科院等多家育种单位进行调研。我国自主研制的锥体离心式排种装置已经较广泛地应用于现有的小区条播机械上,但由于国内对排种装置的研究时间较短,对锥体离心式排种装置工作过程的理论分析方面的研究较少。为此,通过研究小麦种子流在排种装置中的运动状态,分析种子在锥体分种及离心分配装置工作过程中的受力和运动规律,从而改进排种装置的结构,以提高锥体离心式排种器的排钟均匀性,改善育种试验条播机的工作性能。     

四杆平移式大豆小区育种排种器设计与试验

针对大豆小区育种清换种作业操作繁琐的问题,本文设计了四杆平移式大豆小区育种排种器。采用平行连杆机构配合可旋转的排种盘完成清换种作业,根据大豆小区育种作业要求对整机关键部件进行了设计,通过理论分析确定了大豆充种下限角度与排种盘转速的关系,以及排种器的排种盘直径、型孔尺寸、型孔数量、毛刷角度等结构参数数值。采用离散元软件进行仿真,模拟了排种器的排种过程,首先分析并验证了排种盘转速与下限角度的关系,进而在此试验基础上分析了种箱厚度对残余种子数的影响,试验结果表明：下限角度随排种盘转速增大逐渐减小,残留种子数随种箱厚度增加先减小后增大,并确定了下限角度119°、种箱厚度11 mm为排种器的优化结构参数。在最优参数下的田间试验表明：在理论粒距下排种器顺利清换种,作业结束后种箱内无种子残留,同时在作业速度3.6 km/h时粒距平均合格指数87.61%、重播指数6.63%、漏播指数5.75%,均达到优等品标准。     

我国玉米精密播种机械化的现状与发展趋势

玉米精密播种机械化已成为现代播种技术的主要特征和播种技术的主要发展方向,分析了我国玉米精密播种机械化的现状及其影响因素,重点探讨了实施玉米精密播种机械化过程中精密播种机排种器的研究现状及存在的问题,提出了我国玉米精密播种机械化技术应着眼于完善作物育种系统,尽快完全实现种子的商品化;注重玉米精密播种机的精密排种器研究;逐步建立玉米精密播种机械化体系,从生产环节机械化向全过程机械化发展和加强玉米精密播种机械化技术质量的监测工作和监督力度等方面的工作。     

锥体帆布带式小区播种机的设计与试验

针对目前种子繁育机械化水平低、效率低、易混种,且试验数据不准确等问题,设计了一种锥体帆布带式小区播种机。该播种机主要由锥体帆布带式排种器、传动系统、开沟器和机架4部分组成。该播种机选用后悬挂式,直接采用拖拉机作为动力源,在拖拉机牵引作用下,带动地轮滚动;通过左侧地轮的传动经链传动、变速箱、链传动、锥齿轮,将动力传给排种器,通过调节变速箱,实现不同长度小区定量均匀播种。田间试验表明:播种深度合格率为87.5%,伤种率为0.37%,播种均匀性变异系数27.7%,满足育种试验的农艺要求。     

玉米育种播种机械化国内外现状及发展趋势

玉米育种试验系统的现代化程度成为了成功选育新品种的关键性因素,机械化播种作业可以提高试验精度,加快试验进程,提高效率。分析了国内外玉米育种播种机械化的现状,简要介绍了国内外玉米育种精量播种机尤其是排种器的研究类型与现状,提出了我国发展玉米育种播种机械化所面临的问题及发展趋势。      

小区播种机械开沟装置研究现状与发展

对国内外小区播种机械相关资料和相关机型进行检索和调研,综述我国小区育种领域使用的播种机械类型。分析介绍了小区播种过程中对播种质量影响较大的开沟装置,从各试验阶段不同的试验要求、各育种播种机械的工作原理和配套开沟器的适用性等方面,论述了不同类型开沟器的使用现状,分析了各自的优势与不足。对小区播种机械开沟装置的研究改进方向进行了预测和建议。      

小青菜一器双行气力圆盘式精量排种器的设计与试验

为解决当前小青菜机械化播种效率不高的现状,通过理论计算与分析相结合的方法设计了一种一器双行气力圆盘式精量排种器.首先,对一器双行排种器的工作区域进行划分,阐述其工作原理;随后,进行理论计算,明确双排孔排种盘的结构形式和尺寸参数;接着,对排种器其它关键部件进行理论分析,确定了内外侧型孔清种装置的布置,以及分流导种、卸种装...     

农业小区田间育种试验机械的现状及发展

农业试验小区是选育良种、改进栽培技术、进行品种对比试验的基地.小区生产作业是田间育种试验获得正确试验结果的重要环节.为此,介绍了小区田间育种的机械化发展,并着重阐述了小区田间育种试验机械的国内外现状,分析了我国田间育种试验机械发展中存在的问题,提出了相应的对策.     

油菜小区育种带式精量排种器的设计

介绍了油菜小区育种带式精量排种器的结构和原理,确定了排种带型孔数量、型孔间距、倾斜角度等关键参数,为设计提供了依据,设计了一种特殊结构的清种弹片能有效实现清种,分析了该排种器的排种过程。其研究结果对于其他类似作物精量排种器的研究具有一定的理论参考价值和实践价值。     

气吸垂直圆盘式水稻精量排种器设计与试验

为满足水稻大田精量直播机械化需求,设计了一种气吸式垂直圆盘排种器。阐述了该排种器的工作原理,根据农艺要求和实际试验确定了其吸种孔的布置方式,通过理论计算确定了其主要结构及工作参数。开展了吸孔直径、排种盘转速和吸种负压对排种性能影响的试验研究,结果表明:影响排种性能的主次因素依次为气室真空度、排种盘转速、气室真空度与排种盘转速的交互项;最优工作参数组合为吸种孔直径1.4 mm、转速40 r/min、气室真空度1.8 kPa,在此条件下排种合格指数为82.91、重播指数为11.56、漏播指数为5.53,满足水稻的精密播种要求。      

育种试验小区播种机排种器性能及应用分析

近几年,我国田间育种试验播种机械在农艺学家和农机研究者的共同努力下得到了快速的发展,为了使人们对于田间育种试验小区播种机关键部件有一个更为详尽、系统的认识,本文就小区播种机的常用的几种排种装置的关键技术作了介绍,并对其应用模式进行了详细分析,最后对我国的小区播种机的排种系统发展方向作了总结。     

基于电控自动净种窝眼轮式大豆播种器的设计与试验

小区试验是良种优选、不同品种之间进行对比试验重要的手段和方法,随着小区播种机技术的完善与应用,已成为目前种子繁育的重要保障之一。为解决现有的大豆精播排种器存在净种困难的问题,设计了一种基于电控的自动净种窝眼轮式大豆播种器。播种器采用两个步进电机共同控制排种和净种过程,利用脉冲发生器发出的脉冲当量来控制排种轴转速和净种板开闭角度,从而实现育种过程中的单粒播种和快速净种。在排种器试验台上进行性能试验,结果表明:播种器可实现播种和净种功能,漏播指数≤0.10%,重播指数≤1.22%,株距变异系数≤2.98%,净种率≥99.10%,净种时间最小为4.39s,符合小区大豆播种的农艺要求。     

气吹悬浮供种的气吸滚筒式排种器设计与实验

为解决辣椒等小颗粒、不规整种子机械化精量排种问题,设计了一种气吹悬浮供种的气吸滚筒式排种器。为此,阐述了气吹悬浮供种的气吸滚筒式排种器的工作原理,确定了各部件主要结构参数,并对种子吸附过程进行了力学分析。以新疆新选8819辣椒种子为试验对象,通过正交试验方法对影响排种器性能因素进行分析,得出影响排种器性能因素的主次顺序为气室压力、滚筒转速、吸种角度。当吸种角度为20°、种箱气室正压值为2kPa、滚筒转速为12r/min时,可获得单粒率为91.5%、多粒率为5.4%、漏播率为3.2%。经试验验证,样机满足辣椒育苗精量播种的种植要求。     

小麦小区离心式锥形排种装置设计与仿真分析

目前,我国小麦小区株行播种作业以人工为主,作业效果差,影响小麦小区株行育种试验准确性。因此,为解决我国小麦小区株行播种易混杂,均匀性差等问题,设计一种适用于我国小麦小区株行播种机排种装置。该装置采用离心式锥形体排种器排种,利用电磁阀控制矩形叉带动圆柱套环和存种套筒,促使小麦颗粒沿锥形体倾斜表面下滑并随锥形体圆铜盘转动一圈均匀分散到锥形体圆铜盘的扇形排种口,完成分种作业;分种后的小麦颗粒通过落种管自由落到高速旋转离心分配头上并被均匀甩到离心分种管内落到地面,完成播种作业。为验证锥体分种装置和离心排种装置的最佳参数组合,利用EDEM软件对分种阶段和排种阶段进行离散元仿真。仿真结果表明,本装置设计参数为最优参数组合,确定了所设计分种装置和排种装置的合理性。     

小麦精密排种器的研究现状与发展趋势

阐述了我国小麦精密排种器的理论研究情况及各种小麦精密排种器的类型、工作原理、应用状况,分析了我国小麦精密排种器今后的发展趋势.     

种腔自净型气吸式玉米小区精量排种器设计与试验

为满足玉米育种试验的播种需要,设计了一种种腔自净型气吸式精量排种器,该排种器的充种腔与清种腔相互独立,排种与清种过程互不干扰,自净率达100%。通过考察育种试验用种子的形状,并结合育种试验的特点,确定了排种器关键结构参数。对种子吸附的过程进行动力学分析,并利用EDEM软件仿真验证了种量较少时搅种盘的种群扰动作用。利用Fluent软件模拟验证了当剩余种子不超过10粒、清种时间不超过1 s的情况下,清种真空度大于3 k Pa时,可保证剩余种子全部清出。对育种试验用种子进行分级处理,在真空度3～4 k Pa范围内进行单因素试验,结果表明,清种阶段已吸附在吸孔上的任一规格种子均能正常播种。排种器台架试验结果显示,播种机作业速度小于3. 6 km/h,真空度6～8 k Pa,刮种板工作面距离吸孔中心2～4 mm范围内时,排种器的漏播率小于1%,重播率小于4%,合格指数大于95%,各项指标符合国家标准要求,能实现有效排种,同时保证清种率达到100%。排种器田间试验证明,出苗效果符合育种试验的播种要求。