国内外穴盘育苗精密播种机研究现状及原理分析
国内外穴盘育苗精密播种机研究现状及原理分
析
引言
我国目前超过 2/3 的蔬菜栽培采用育苗移栽的方式，工厂化育苗的方式主要有穴盘育苗、容器
育苗及水培育苗等，且以穴盘育苗为主［1 －4］。
穴盘播种是育苗的关键环节之一。传统的穴盘播种以人工点播为主，存在劳动强度大、播种效
率低、播种周期长及播种成本高等问题［5］，并且难以保证播种性能，严重制约蔬菜的规模
化生产和时令性要求。
穴盘育苗播种机可以减轻人工点播的劳动强度、提高播种效率、降低人力资源成本、节省大量
种子［6］，且可为蔬菜的移栽生产及提高产品质量打下良好的基础。
笔者调研了近年来国内外穴盘育苗精密播种机的发展状况及特点，分析了现有穴盘育苗精密播
种机存在的问题，旨在为精密播种机的设计开发与应用提供科学依据与方法。
1 国外穴盘育苗精密播种机研究现状
国外穴盘育苗精密播种技术发展迅速，穴盘育苗精密播种机已经非常成熟，产品覆盖面广，并
且朝着精准化、自动化和智能化的方向发展。目前，国外穴盘育苗精密播种机主要有英国的
Hamilton、意大利的 MOSA 、美 国 的 Blackmore 和SEEDE ＲMAN 、澳 大 利亚的
Williames［7 ］、荷兰的 VISSE Ｒ、韩国的大东机电等［8 －9］。它们的特点如下:
1) 产品成熟，系列全面。精密播种设备从小型到大型，再到播种生产线，不仅能满足小型农户
播种的需求，而且能满足大规模蔬菜播种的需求。针对不同的用户，开发不同结构形式的穴盘
育苗精密播种机，既有半自动穴盘育苗播种机，也有全自动穴盘育苗播种机。
2) 作业效率高。目前，国外穴盘育苗精密播种机的播种效率普遍大于 300 盘/h，一些穴盘育苗
播种机的播种效率甚至超过 1 000 盘/h 。美国 SEEDE ＲMAN 公司生产的 GS 系列穴盘育苗精
密播种机和英国 Hamilton 公司生产的 Natural 系列精密播种机使用单排针式排种结构，播种效
率为 300 盘/h; 荷兰 VISSE Ｒ开发出的 GＲANETTE 2000 双排针式全自动穴盘育苗精密播种
机作业效率能达到 700 盘/h; 美国 Blackmore 公司的 Cylinder 滚筒式穴盘育苗精密播种机作业效
率为 1 200 盘/h; 意大利 MOSA 的M －DSL1200 滚筒式和 M －SDS600/1 200 电子流滚筒式穴
盘育苗精密播种机的效率为 1 200 盘/h。
3) 智能化程度高。半自动和全自动穴盘育苗精密播种机融合气动技术和电控技术，通过精准的
气压和电气控制，实现穴盘精密播种自动化和智能化。
4) 发展多功能适应性精密播种机。在实现穴盘育苗精密播种机播种效率和精度提高的同时，对
于穴盘育苗精密播种机多功能适应性的探索性工作也一直在进行中。
如图 1 所示，荷兰 VISSE Ｒ 公司生产的 Eco －rou-line 滚筒式穴盘育苗精密播种机的滚筒为两
用滚筒。
该滚筒设置有 12 行吸嘴，可以实现滚筒的两种用途: 一是 12 个吸嘴是同样规格的吸嘴尺寸和
吸嘴间距，这种方式下每一种穴盘对应一种播种滚筒; 二是只使用滚筒的 6 行吸嘴播种穴盘，
其他 6 行吸嘴可以使用不同的吸嘴尺寸来播种不同的种子或者用同样的滚筒不同的吸嘴间距播
种其他的穴盘。如图 2 所示，美国 Blackmore 公司生产的 Cylinder 滚筒式精密播种机采用独特
的四选项滚筒头，通过快速切换吸种口，实现不同规格穴盘、不同种子的精密播种，而无需更
换滚筒。该精密播种机作业效率不低于 1 200 盘/ h，可适应播种不同穴盘和不同规格的种子。
目前，滚筒式精密播种机是蔬菜精密播种机的发展趋势，播种速度普遍能够达到 1 000 盘/h 以
上; 但是对于精密播种机的多功能适应性研究仍处在起步阶段，适应不同形态种子的播种机仍
比较缺乏。
2 国内穴盘育苗精密播种机研究现状
我国对穴盘育苗精密播种机的研究始于20 世纪 70 年代。为解决穴盘育苗存在的机械化水平
低、播种精度和效率低的问题，农业部和科技部先后将穴盘育苗技术研究列为重点科研项目，
各地的农机化科研单位及生产企业同时跟进，通过借鉴国外的先进技术，结合我国穴盘育苗播
种的具体要求，研制开发出了不同形式的的穴盘育苗精密播种机［10］。北京海淀区农机研究
所研制的 2BSXP －500 型穴盘育苗精密播种机采用机械结构的垂直圆盘窝眼孔式排种器
［11 ］，播种机生产效率为 350 盘/h 。农业部规划设计研究院研制的 2XB －400 型穴盘育苗精
密播种机［5 ］采用机械窝眼式播种结构，播种效率为 180 盘/h。上述机械式穴盘育苗精密播种
机仅适用于包衣丸粒化种子，存在伤种率高和播种速度低等问题。
江苏大学设计了磁吸滚筒式精密播种机［12］( 如图 3 所示) ，排种器采用电磁铁磁吸头沿周向
阵列、沿滚筒轴周向按穴盘孔距均匀分布的结构形式。经优化后的磁吸滚筒式播种机播种效率
为300 盘/h，能够满足精密播种的精度和效率要求; 但磁吸式排种器对种子要求较高，待播种
子需预先在外表面均匀裹上一层磁粉［13］。台州一鸣机械设备有限公司研发生产的气吸针式
穴盘育苗精密播种机［14］( 如图 4 所示) 借鉴国外针式穴盘育苗精密播种机的结构原理，采用
单排针式播种结构，通过针式吸嘴杆的往复运动实现蔬菜种子的负压吸种与正压吹种，该播种
机播种效率可达 360 盘/h。浙江博仁工贸有限公司生产的气吸滚筒式穴盘育苗精密播种机
［15］( 如图 5 所示) 借鉴国外滚筒式穴盘育苗精密播种机原理，采用负压吸种和正压吹种的原
理，通过正负压转换板和旋转滚筒的相位变化实现滚筒的吸种、卸种与清孔，播种效率为 900
～1 200 盘/h。
上述气力式穴盘育苗精密播种机存在气压调节困难、播种精度低及对气路系统要求严格等问
题。在通用的结构原理上，国内的穴盘育苗精密播种机与国外已相差无几，但是作业性能与国
外还有很大差距，限制了穴盘育苗精密播种机的研究开发与推广。
3 穴盘育苗精密播种机的原理和分类
3 ．1 根据排种原理分类
实现穴盘育苗精密播种的关键是排种器，根据排种器的囊种方式和囊种力特征［16］，排种器
主要有机械式、磁吸式和气力式 3 种结构。
1) 机械式排种器目前应用于穴盘精密播种，其结构简单、播种速度快，但对种子外形尺寸要求
较严，需要对种子进行严格筛选或丸粒化处理，且排种时易伤种。
2) 磁吸式排种器依靠电磁吸头精确吸取经磁粉包衣处理的种子，断电后磁力消失，种子在重力
和离心力作用下落入穴盘穴孔，通过调节磁吸力的大小来控制播种量和播种精度。其具有较高
的播种精度和对不同规格种子良好的适应能力。
3) 气力式排种器通过真空负压吸种和正压落种实现种子的精密播种作业。精密播种机利用真空
装置产生真空，负压空气从种箱中吸附种子，当传感器检测到穴盘时，排种器对准各个穴孔，
此时负压被切换成较低的正压，利用弱正压力将种子播种到穴盘中的预定位置，实现一穴一粒
的精密播种。气力式排种器不损伤种子，对待播种子的结构尺寸要求不严格，无需进行精选分
级，对种子的适应性较强，并可进行较高速度作业，已成为蔬菜花卉等小粒种子穴盘育苗播种
的首选［17 －20］。
3 ．2 排种器设计样式分类
根据气力式排种器设计样式不同，穴盘育苗播种机可分为板式播种机、针式播种机和滚筒式播
种机。
如图 6 所示，板式精密播种机针对规格化的穴盘，配备相应的播种模版，整盘负压吸种，对穴
正压吹种，实现一次播种 1 盘、一穴播种 1 粒。其突出特点是价格低、操作简单、播种精确，
但存在各个穴孔气压不均匀和播种精度低的问题。针式精密播种机通过针式吸嘴杆的往复运动
实现负压吸种和正压吹种两个工作流程。精密播种机通过真空发生器产生真空，同时针式吸嘴
杆在摆杆气缸的作用下到达振荡的种子盘上方，吸嘴通过真空吸嘴吸附种子; 随后，吸嘴杆在
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国内外穴盘育苗精密播种机研究现状及原理分析引言我国目前超过2/3的蔬菜栽培采用育苗移栽的方式，工厂化育苗的方式主要有穴盘育苗、容器育苗及水培育苗等，且以穴盘育苗为主［1－4］。穴盘播种是育苗的关键环节之一。传统的穴盘播种以人工点播为主，存在劳动强度大、播种效率低、播种周期长及播种成本高等问题［5］，并且难以保证播种性能，严重制约蔬菜的规模化生产和时令性要求。穴盘育苗播种机可以减轻人工点播的劳动强度、提高播种效率、降低人力资源成本、节省大量种子［6］，且可为蔬菜的移栽生产及提高产品质量打下良好的基础。笔者调研了近年来国内外穴盘育苗精密播种机的发展状况及特点，分析了现有穴盘育苗精密播种机存在的问题...
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作者：闻远设计
分类：社科文学类资料
价格：免费
属性：4 页
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格式：DOCX
时间：2024-04-09
