第五章 播种施肥机械Word格式.docx
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棉花
播种方法
行距（cm）
播量（kg／hm2）
播深（cm）
株（穴）距（cm）
穴粒数
条播
12~25
105~300
3～5
——
15~30
4.5～12
穴播
50~70
30~45
4～8
20~50
3±
1
精播
12~18
15~40
3～10
30~70
4．5～15
4～6
12~30
5±
45~70
4.5~15①
2～4
40~70
52.5～75②
18~24
2
注：
①单芽丸粒化种子，直径2．5~3mm，千粒重20g左右。
②浸种拌灰后的重量，棉籽单位容积质量为591g／L左右。
2.播种机的性能要求及性能指标对播种机的性能要求可分为农业技术要求和使用要求。
对播种机的农业技术要求是：
保证作物的播种量、种子在田间分布均匀合理、保证行距株距要求、种子播在湿土层中且用湿土覆盖、播深一致、种子损伤率低、施肥时要求肥料分施于种子的下方或侧下方。
对播种机的使用要求有：
能播多种种子，开沟深度可调且能保证调整后的位置，种箱清扫容易便于更换种子。
播种机的播种质量常用如下性能指标来评价：
（1）排量稳定性指排种器的排种量不随时间变化而保持稳定的程度，可用于评价条播机播量的稳定性。
（2）各行排量一致性指一台播种机上各个排种器在相同条件下排种量的一致程度。
（3）排种均匀性指从排种器排种口排出种子的均匀程度。
（4）播种均匀性指播种时种子在种沟内分布的均匀程度。
（5）播深稳定性指种子上面覆土层厚度的稳定程度。
亦可用播深合格率作评价指标。
若规定播深土lcm，则视为合格。
（6）种子破碎率指排种器排出种子中受机械损伤种子量占排出种子量的百分比。
（7）穴粒数合格率穴播时，每穴种子粒数以规定值±
1粒或规定值±
2粒为合格。
合格穴数占取样总穴数的百分比即为穴粒数合格率。
（8）粒距合格率单粒精密播种时，设t为平均粒距，则1．5t≥粒距>
0．5t为合格；
粒距≤O．5t为重播；
粒距>
1．5t为漏播。
合格粒距数占取样总粒距数的百分比即为粒距合格率。
谷物条播机和精密播种机性能试验，可分别按照GB9478—88《谷物条播机试验方法》和GB6973—86《单粒（精密）播种机试验方法》进行。
外槽轮排种器的性能指标如表5—2。
表5—2外槽轮排种器的性能指标
品种
各行排量不一致性的
变异系数（％）
总排量不稳定性的
种子破碎率
（％）
≤3.9
≤5.2
≤6.5
≤1.3
≤2.6
≤O．5
不考核
≤1．O
第二节种肥特性
种子和肥料的物理机械特性是设计播种机，特别是设计排种、排肥部件和种箱肥箱的基本依据。
在播种机的试验、调整及使用中，也会用到种子和肥料的有关特性。
一、种子特性和种子处理
种子的物理机械特性与品种、地区、生长条件以及种子加工处理方法有关。
与播种机有关的种子特性主要有：
（1）种子的几何尺寸和形状一般以长、宽、厚三个尺寸来表示。
它是决定排种器结构的主要参数，特别是与精密排种部件的型孔尺寸密切相关。
（2）体积密度即单位容积内种子的质量。
用体积密度可以根据播种量计算种箱容积和排种杯体积。
（3）千粒重即按规定水分的1000粒种子的质量。
在设计和使用中常用来换算播量和单位面积粒数。
（4）种子的摩擦特性可用种子的自然休止角a表示。
使种子自由下落堆成一个圆锥体，此圆锥体底角即为种子的自然休止角a。
一般作物种子的a为24°
～34°
，表面粗糙的种子a可超过55°
。
种子的自然休止角决定种箱结构形式和排种器中种子的喂入情况。
（5）流动性以种子可以自由流动的最小孔口截面积及其流速表示。
若能通过的孔口越小及能达到的流速越高，则种子的流动性越好。
种子的流动性与其尺寸、形状和表面状态等因素有关（图5—1）。
图5一l几种种子的流动特性
1．谷子2．高粱3．小麦4．大豆5．玉米
（6）种子的悬浮速度种子的悬浮速度与气力式排种器的设计密切相关。
处于垂直向上气流中的种子所受的气流阻力和重力相平衡，则种子既不上升也不下降，呈“悬浮”状态，这时相应的气流速度即种子的悬浮速度。
为使种子适合于精密播种或提高其播种均匀性，须对种子进行分级或加工处理。
形状不规则的小粒种子常用丸粒化处理，即用惰性物质将每粒种子包起来，使种子单体变大并呈球状。
丸粒化种子经分级后尺寸均一，因而使它们更易被精密排种器单粒选取。
播棉籽时也须对棉籽进行预处理。
因为未处理的棉籽带有棉绒而粘结成团，且不能自由流动。
用机械（脱短绒机）或化学方法（浓硫酸脱绒）除掉棉籽上的绒毛，既便于机械播种，又可使种子吸水快、出苗早，并能消除附在绒毛上的病菌。
几种主要作物种子的物理机械特性见表5—3。
表5—3种子的物理机械特性
种子尺寸（ram）
自然休止角
千粒重
体积密度
种子名称
长
宽
厚
（。
）
（g）
（kg／L）
大麦
水稻
高梁
粟类
大花生
萝卜
6.6～14.4
4～10
4.3～15.2
3.9～5.3
2.44
6.3～8.2
5.7～18.1
2.8～3.5
1.8～4
2～4.2
4．O～13.3
2.8～4.4
1.71
5.1～7．O
5.1～lO．9
2.1～2.8
1.6～4
1.4～3.6
1.2～2.7
1.8～7.6
1.9～3.2
1.41
4.2～6.9
4.2～10.8
1.3～2.4
23~38
28~45
37~45
30~40
34.5
20~25
20~24
25~30
Z2
26~29
36~39
18~30
220~380
24.8～28．O
1.9～3.6
130~187
300~701
3.68～9.65
O．7～O．85
O．58～O．79
O．44～O．55
O．67～O．82
O．69～O．76
O．68～O．73
O．70～O．73
O．5～O．6
O．6～2.1
二、化肥特性
化学肥料分为液体肥料和固体肥料两大类。
目前，我国应用最广泛的主要是固体化肥。
对施肥机械工作有重要影响的固体化肥的特性如下：
（1）流动性将松散的化肥通过适当孔口落于平面上，使自然形成一圆锥体，圆锥体的底角（自然休止角），可以表示化肥的流动性。
自然休止角愈小则流动性愈好，肥料就容易从排肥机构中排出。
化肥吸湿后自然休止角变大，当自然休止角超过55°
时，多数排肥器均不能正常工作。
（2）吸湿性粉状和晶状化肥有极易从空气中吸收水分的特性。
碳酸氢铵的吸湿性很强，出厂时水分含量小于3．5％，但放置一段时间后，其水分含量可高达10％以上。
化肥吸湿后流动性变差，容易造成排肥器和导肥管堵塞，也会在肥箱内出现架空而无法排出。
（3）架空性将肥料放在底部有孔的容器内，打开孔口盖板后拨出一部分化肥，则会在该部位形成洞穴，而其上层与周围的化肥并不产生流动或倒塌。
这就是化肥架空性所形
成的现象。
化肥吸湿后，当水分含量增加到一定程度，就容易产生架空。
架空性对排肥机构工作影响很大，使肥料断续不均的排出，造成施肥断条。
施用易架空化肥时，肥料内应设置消除架空的搅拌机构。
（4）粘结性含水量较高的化肥受到压力或机械的搅动作用后，易粘结成块状而使排肥器堵塞。
施用这种化肥的排肥器应有破碎化肥结块的能力。
（5）颗粒组成化肥的颗粒组成在一定程度上代表着化肥的流动性、架空性和粘结性等。
组成颗粒尺寸在1～5mm的化肥，流动性最好。
若其组成颗粒尺寸大部分小于0．07mm，
则机械排肥较困难。
常用固体化肥的特性参数见表5—4。
表5—4常用固体化肥的特性参数
化肥名称
（°
外摩擦系数
钢木材
水分含量
碳酸氢铵
硫酸铵
硝酸铵
氯化铵
尿素
过磷酸钙
重过磷酸钙
磷酸铵
硫酸钾
氯化钾
O．65～O．75
O．8～O．85
O．8
O．54
O．88～1.1
1.09
O．96
1.35
O．95
54
43
37
33
28
30
48
50
0.63一
一一
O．66O．73．
O．31O．35
O．48一
O．51O．47
3.5
3
1.5～3
第三节播种机的类型和构造
一、播种机的分类
播种机的类型很多，有多种分类方法。
按播种方法可分为撒播机、条播机和穴播机；
按播种的作物分有谷物播种机、棉花播种机、牧草播种机、蔬菜播种机；
按联合作业可分为施肥播种机、旋耕播种机、铺膜播种机、播种中耕通用机；
按牵引动力可分为畜力播种机、机引播种机、悬挂播种机、半悬挂播种机；
按排种原理可分为气力式播种机和离心式播种机。
播种机种类繁多，但若按机械结构及作业特征区分，则播种机可分为谷物条播机和中耕作物穴（点）播机两大类。
图5—22BF-24A施肥播种机
1．牵引架2．开沟器梁3．传动机构4．地轮5．种子箱6．肥料箱7．起落操纵机构8．深浅调节机构9．起落方轴10．座位11．离合机构12．机架13．输种肥管14．脚踏板15．前列开沟器16．后列开沟器17．覆土器
二、谷物条播机
谷物条播机以条播麦类作物为主，兼施种肥。
增设附加装置可以播草籽、镇压、筑畦埂等作业。
图5-2是谷物条播机的工作原理和一般构造．播种机工作时，开沟器开出种沟，种子箱内的种子被排种器排出，通过输种管均匀分布到种沟内，然后由覆土器覆土。
干旱地区要求播种的同时镇压，有些播种机带有镇压轮，用以将种沟内的松土适当压密，使种子与土壤紧密接触以利发芽。
谷物条播机一般由如下几部分组成：
1．机架．用于支持整机及安装各种工作部件。
～般用型钢焊接成框架式。
2．排种、排肥部分包括种子箱、肥料箱、排种器、排肥器、输种管和输肥管等。
谷物条播机播行多而行距小，故种箱和肥箱多采用整体式结构，用薄钢板压制成型，并与机架联成框架，以增加其刚度。
当种肥间的比例关系常需要改变时，可采用组合式种肥箱（图5—3）。
种箱、肥箱的容积V（m。
），应以保证只在地头填加来确定：
式中Qmax——几种主要作物中最大播量（kg／hm2）；
B——播幅（为开沟器数和行距的乘积）（m）；
L——种肥箱装满后能播施的距离（一般按地块长度的两倍计算），（m）；
η——种肥箱的充满系数；
γ——种子或肥料体积密度（kg／L）。
图5—3组合式种肥箱
1．种子2．肥料
通常谷物条播机每米工作幅宽的种箱容积为45～100L，肥箱容积为45～90L。
前后箱壁的倾角β应大于种子或肥料与箱壁的摩擦角（β一般在55°
～60°
之间），保证种肥顺利流人排种器或排肥器内。
输种、输肥管的类型如图5—4所示。
设计和选择时，主要考虑其直径、倾斜角与长度等参数。
输送管的最小直径一般为26mm，最大直径一般为40mm。
输种管的倾斜角应与种子流动轨迹相适应，采用外槽轮排种器的谷物条播机，输种管应按前进方向向右后方倾斜。
金属管和橡胶管的最小倾斜角分别为35°
和50°
输种管的长度一般为O．3～0．5m。
3．开沟覆土部分包括开沟器、覆土器和开沟器升降调节机构。
开沟器将土壤切开，形成种沟，种子落入沟底后，覆土器以适量细湿土覆盖，达到要求的覆土深度。
谷物条播机上常用的覆土器有链环式、拖杆式、弹齿式和爪盘式（图5—5）。
其中，链环式和拖杆式结构简单，能满足条播机覆土要求，因此，我国生产的谷物条播机上多采用这两种覆土器。
图5—4输种肥管
（a）卷片管（b）卷丝管（c）套筒管（d）漏斗管（e）蛇皮管（f）硬橡皮管（g）橡胶折皱管（h）波形塑料管（i）直简塑料管
4．传动部分通常用行走轮通过链轮、齿轮等驱动排种、排肥部件。
链轮或齿轮一般均能调换安装，以改变排种、排肥传动比调节播种量或播肥量。
各行排种器和排肥器均采用同轴传动。
图5-5谷物条播机上常用的覆土器
（a）链环式（b）拖杆式（c）弹齿式（d）爪盘式
图5—6气力式谷物条播机
l、分配器2、种子箱3、排种轮4．输种管5．松轮迹器6．开沟器7．地轮8．传动机构9．风机lO．机架
图5—6为采用集中排种和气流分种原理，并用气流输送种子的气力式谷物条播机。
在种子箱的底部，装有直径较大的排种轮，用来将种子排入气流管道。
进入垂直气流管道的种子在气流的作用下均匀分布于管道断面并被气流输送到分配器处，分配器将种子分成6～8路，然后通过气流输种管送至种沟。
图5—72BZ一6中耕作物播种机
1．主横梁2．扶手3．种子箱及排种器4．踏板5．镇压轮6．覆土板7．成穴轮8．开沟器9．行走轮lO．传动链11．仿形机构12．下悬挂架13．划行器架14．上悬挂架
三、中耕作物播种机
国内外播种玉米、大豆、甜菜、棉花等中耕作物的播种机多采用精密播种，即单粒点播或穴播。
典型的中耕作物播种机如图5一7所示。
主架由主横梁、行走轮、悬挂架等组成。
而种箱、排种器、开沟器、覆土器、镇压器等则构成播种单体。
播种单体通过四杆仿形机构与主梁连接，可随地面起伏而上下仿形。
单体数与播行数相等，每一单体上的排种器由行走轮或该单体的镇压轮传动。
调换链轮可调节穴距。
中耕作物播种机的排种器多采用机械式或气力式精密排种器。
气力式精密播种机设有风机和风管，以提供排种器所需的气力。
开沟器多采用滑刀式。
播中耕作物时，对覆土及压密要求较高，故每个单体均有覆土器及镇压轮。
常用的覆土器有刮板式和铲式。
铲式覆土器（图5—7）联接在镇压轮架上，可以上下调节，以适应不同的覆土深度要求，常和滑刀式开沟器配合使用。
图5—8镇压轮
（a）金属镇压轮（b）橡胶镇压轮
镇压轮用来压紧土壤，减少水分蒸发，使种子与湿土紧密接触，有利于种子发芽和生长。
压强要求一般为30～50kPa，压紧后的土壤密度一般为0．8～1．2g／cm2。
镇压轮按材料可分为金属镇压轮（图5—8a）和橡胶镇压轮（图5—8b）。
平面和凸面镇压轮的轮辋较窄，主要用于沟内镇压。
凹面镇压轮从两侧将土壤压向种子，有利于幼芽出土。
宽型橡胶镇压轮内腔是空腔，并通过小孔与大气相通，又称零压镇压轮。
工作时由于橡胶轮变形与复原反复交替，因此易脱土，镇压质量好，多用于精密播种机。
四、整地播种联合作业机具
在一次作业中，能同时完成整地、筑埂、平畦、铺膜、播种、施肥、喷药等多项作业或其中某几项作业的机具，均属整地播种联合作业机具。
联合作业机具可以减少田间作业次数，缩短作业周期，抢农时，还可以节约设备投资，降低作业成本。
因此，近几年来发展很快，并在生产中得到广泛应用。
1．旋耕播种机图5—9是一种适用于在未耕地上作业的旋耕播种机示意图。
该机具有除草、整地、播种、施肥、覆土及镇压功能。
播种施肥装置位于旋耕机上方，旋耕机由拖拉机动力输出轴驱动。
排种器和排肥器由地轮传动。
输种管末端为开沟器。
播下的种子覆土后由镇压轮压实。
旋耕机前面还可以安装松土除草铲。
一种在旋耕机后方加装播种机的旋耕播种机组如图5—10所示。
加装时卸下旋耕上的拖板，将拖板与播种机铰联。
在旋耕机罩壳后边的加强型钢上设有两个锥销（左右各一个），播种机机架上相应的锥套与锥销形成动配合。
工作时，拖拉机动力输出轴驱动旋耕机进行播前整地，排种器排出的种子通过导种管和开沟器落入土中。
旋耕刀片甩出的土粒在开沟器两侧和下面形成向后土流。
两侧的土流将种子挤压成一束，而下层土流则造成良好的种床。
由旋耕机罩壳和播种机下盖板反弹回来的土粒覆盖在种子上，拖板后缘将覆土压实并刮平。
图5—9旋耕播种机示意图
1．松土除草铲2．齿轮箱3．肥料箱4．种子箱5．传动链6．导种管7．镇压轮8．开沟器9．传动轮10．旋耕机
图5一l0旋耕播种机组
1．旋耕机2．锥套3．锥销4．种肥箱5．传动链6．导种（肥）胶管7．开沟器梁8．橡胶块9．地轮10．开沟器11．拖板
2．整地播种机图5-11是一种适用于已耕地上作业的整地播种机。
该机可一次完成松土、碎土、播种等作业。
排种器采用气力式集中排种装置，排种轮由传动轮驱动。
图5-11整地播种机
1．分配器2．种子箱3．输种管4．风机5．传动轮6．开沟器7．碎土镇压器8．松土铲9．立式旋转耙10．机架
3．铺膜播种机铺膜播种机按工艺特点可分为先铺膜后播种和先播种后铺膜两大类。
图5-12为采用先铺膜后播种工艺的鸭嘴式铺膜播种机。
该机每个播种单体配置两行开沟、播种、施肥等工作部件，并设一塑料薄膜卷和相应的展膜、压膜装置。
作业时，肥料箱内的化肥由排肥器送入输肥管，经施肥开沟器施在种行的一侧，平土器将地表干土及土块推出种床外，并填平肥料沟，同时开出两条压膜小沟，由镇压辊将种床压平。
塑料薄膜经展膜辊铺至种床上，由压膜辊将其横向拉紧，并使膜边压入两侧的小沟内，由覆土圆盘在膜边盖土。
种子箱内种子经输种管进入穴播滚筒的种子分配箱，随穴播滚筒一起转动的取种圆盘通过种子分配箱时，从侧面接受种子进入取种盘的倾斜型孔，并经挡盘卸种后进入种道，随穴播滚筒转动而落入鸭嘴端部。
当鸭嘴穿膜打孔达到下死点时，凸轮打开活动鸭嘴，使种子落入穴孔，鸭嘴出土后由弹簧使活动鸭嘴关闭。
此时，后覆土圆盘翻起的碎土，小部分经锥形滤网进入覆土推送器，横向推送至穴行覆盖在穴孔上，其余大部分碎土压在膜边上。
图5—12鸭嘴式铺膜播种机
1．覆土推送器2．后覆土圆盘3．穴播器4．种子箱5．前覆土圆盘6．压膜辊7．展膜辊8．膜辊9．平土器及镇压辊10．开沟器11．输肥管12．地轮l3．传动链14．副梁及四连杆机构15．机架16．肥料箱
五、免耕播种机
免耕播种机是在未耕整的茬地上直接播种的机具，亦称直接播种机。
免耕播种机的多数部件与传统播种机相同。
不同的是由于未耕翻地土壤坚硬，地表还有残茬，因此，必须配置能切断残茬和破土开种沟的破茬部件。
常用的破茬部件有波纹圆盘刀、凿形齿或窄锄铲式开沟器和驱动式窄形旋耕刀（图5—13）。
波纹圆盘刀具有5cm波深的波纹，能开出5cm宽的小沟然后由双圆盘式开沟器加深。
其特点是适应性广，在湿度较大的土壤中作业时，也能保证良好的工作质量，能适应较高的作业速度。
凿形齿或窄锄铲式开沟器结构简单，入土性能好，但容易堵塞，当土壤太干而板结时，容易翻出大土块，破坏种沟，作业后地表平整度差。
驱动式窄形旋耕刀有较好的松土、碎土性能，需由动力输出轴带动，结构复杂。
图5～13破茬工作部件
（a）波纹圆盘刀（b）凿形齿（c）窄锄铲式（d）斜圆盘式（e）窄形旋耕刀
图5一l42BQM一6A型气吸式免耕播种机
1．地轮2．主梁3．风机4．肥料箱5．四杆机构6．种子箱7．排种器8．覆土镇压轮9．开沟器10．输种管11输肥管12．破茬松土器
图5—14为2BQM一6A型气吸式免耕播种机简图。
该机与铁牛一55型拖拉机三点挂结，运用于玉米、大豆等中等作物在前茬地上直接播种。
工作时，破茬松土器开出8～12cm的沟，外槽轮式排肥器将肥料箱中的化肥排人输肥管，肥料经输肥管落入沟内，破茬松土器后方的回土将肥料覆盖。
气吸式排种器排出的种子经输种管落入双圆盘式开沟器开出的种沟内，随后，靠V型覆土镇压轮覆土并适度压密。
通常，采用免耕播种时，播种的同时应喷施除草剂和杀虫剂。
若播种机上无上述功能，则需将种子拌药包衣，以防虫害。
第四节播种机的排种器
排种器是播种机的核心部件，其性能的优劣，直接影响播种质量。
排种器种类很多，通常按播种方式分为撒播器、条播排种器和点播排种器三大类。
一、谷物条播排种器
1．类型与要求谷物条播排种器有外槽轮式、内槽轮式、滚齿式、磨盘式、摆杆式、离心式及气力式等。
几种条播排种器工作原理及特点见表5—5。
表5—5谷物条播排种器的类型
型式
简图
工作原理
特点和适用范围
外
槽
轮
式
排
种
器
1．外槽轮2．排种盒
工作时外槽轮旋转，种子靠自重充满排种盒及槽轮凹槽，槽轮凹槽将种子带出实现排种。
从槽轮下面被带出的方法称为下排法。
改变槽轮转动方向，使种子从槽轮上面带出排种盒的方法称上排法
槽轮每转排量基本稳定，其排量与工作长度成直线关系。
主要靠改变槽轮工作长度来调节播量。
一般只需2～3种速比即可满足各种作物的播量要求。
结构简单，容易制造，国内外已标准化。
对大、小粒种子有较好的适应性，广泛用于谷物条播机，亦可用于颗粒化肥、固体杀虫剂、除莠剂的排施
内槽
1．种子箱2．内槽轮
凹槽在槽轮内圆上，槽轮分左右两部分，可排不同的种子。
工作时槽轮旋转，种子靠内槽和摩擦力被槽轮内环向上拖带一定高度，然后在自
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