張鵬飛 李景宇 張思豪 刁培松 王文君

摘要：精密播種技術(shù)是農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)的重要組成部分，也是規(guī)?；N植實(shí)現(xiàn)節(jié)本增效的重要手段。對(duì)種子的運(yùn)動(dòng)行為的精準(zhǔn)調(diào)控，是精密播種技術(shù)的核心，也是改善單粒精播質(zhì)量的關(guān)鍵。從播種機(jī)種子運(yùn)動(dòng)各環(huán)節(jié)角度，在充種清種、導(dǎo)種輸種、投種落地三個(gè)階段的種子運(yùn)動(dòng)調(diào)控以及后續(xù)觸土部件對(duì)種子位置的影響等方面，綜述單粒精播機(jī)械中種子運(yùn)動(dòng)調(diào)控方法的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和進(jìn)展。從排種器、導(dǎo)種輸種裝置、種子落地時(shí)的彈跳滾動(dòng)、后續(xù)觸土部件等方面指出精密播種過(guò)程中存在的應(yīng)著重解決的技術(shù)問(wèn)題，并針對(duì)以上技術(shù)問(wèn)題結(jié)合我國(guó)的生產(chǎn)現(xiàn)狀對(duì)今后精密播種機(jī)種子運(yùn)動(dòng)調(diào)控方法發(fā)展趨勢(shì)作展望，指出了精密排種技術(shù)、導(dǎo)種輸種技術(shù)、種子落地防彈跳技術(shù)、覆土鎮(zhèn)壓技術(shù)的具體發(fā)展建議，為精密播種技術(shù)研究及裝備創(chuàng)新設(shè)計(jì)和應(yīng)用推廣提供參考。

關(guān)鍵詞：精密播種；單粒率；種子運(yùn)動(dòng)；調(diào)控方法

中圖分類(lèi)號(hào)：S223.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-5553 （2023） 04-0122-07

Abstract： Precision planting technology is an important part of agricultural mechanization production， and also an important means of saving cost and increasing profits in large-scale farm production. Accurate control of seed motion is the core of precision planting technology and the key to improve the quality of single-seed precision planting. From the perspective of seed motion stages in precision seeding operation， the overall situation of seed motion control method of the single-seed precision planter was discussed， and the main technical problems in precision seeding operation were pointed out. In view of the above technical problems and combined with the current production situation of China， the future development trend of precision planting technology is forecasted. Specific suggestions are given in terms of precision seeding technology， seed guide technology， seed bouncing inhibition technology， and soil covering and compaction technology. The research provides reference for innovation design and application promotion of precision planter.

Keywords： precision planting; single-seed rate; seed motion; control method

0 引言

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)向著高精度、高效率的方向發(fā)展，尤其是農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)—種植業(yè)，對(duì)先進(jìn)高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)有著更為迫切的需求［1］，如精密播種技術(shù)、高效耕整地技術(shù)、精準(zhǔn)植保技術(shù)、低損收獲技術(shù)等［2-5］，其中精密播種技術(shù)作為大田農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的起點(diǎn)，已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育和豐產(chǎn)豐收的重要保障。

精密播種是指在根據(jù)農(nóng)藝要求，將確定數(shù)量的種子按照固定的行距、粒距和深度播入土壤并準(zhǔn)確定位的過(guò)程［6］，其主要目的是提高粒距、行距均勻性及播深一致性，為種子創(chuàng)造均勻一致的生長(zhǎng)環(huán)境［7-9］，降低由于株距不一致造成的相鄰植株對(duì)空間、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、光照等資源的過(guò)度競(jìng)爭(zhēng)，節(jié)約種子、減少間苗用工、提高產(chǎn)量。其中精量排種系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)高速精密播種的基礎(chǔ)。

精量排種系統(tǒng)是由充種箱體至種溝土壤的整個(gè)過(guò)程中提供種子運(yùn)移和自由度約束的系列串聯(lián)裝置，包括單粒精量排種、種子平穩(wěn)運(yùn)移、種子準(zhǔn)確定位等關(guān)鍵技術(shù)和裝置［10-14］，其目標(biāo)是對(duì)種子的運(yùn)動(dòng)行為進(jìn)行精準(zhǔn)控制，是單粒精密播種技術(shù)裝備的核心。在整個(gè)精量排種系統(tǒng)中，種子的運(yùn)動(dòng)貫穿于從充種到落地的各個(gè)環(huán)節(jié)。因此，對(duì)精量排種系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的種子運(yùn)動(dòng)行為進(jìn)行有效調(diào)控是改善單粒精播質(zhì)量的關(guān)鍵。

精密播種機(jī)械作業(yè)過(guò)程中，種子一般經(jīng)歷充種清種、導(dǎo)種輸種、投種落地三個(gè)階段，每個(gè)階段中的種子運(yùn)動(dòng)均會(huì)對(duì)最終的播種精度產(chǎn)生影響。國(guó)內(nèi)外關(guān)于高速精密播種機(jī)的種子運(yùn)動(dòng)特性研究也主要集中在這三個(gè)方面。除此之外，后續(xù)觸土部件的作業(yè)過(guò)程也會(huì)影響土壤中種子的位置。

本文的目的是從充種清種、導(dǎo)種輸種、投種落地三個(gè)階段的種子運(yùn)動(dòng)調(diào)控以及后續(xù)觸土部件對(duì)種子位置的影響等方面，綜述單粒精播機(jī)械中種子運(yùn)動(dòng)調(diào)控方法的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和進(jìn)展，指出精密播種過(guò)程中普遍存在的應(yīng)著重解決的技術(shù)問(wèn)題，并結(jié)合我國(guó)的生產(chǎn)現(xiàn)狀對(duì)今后的精密播種發(fā)展趨勢(shì)作展望。

1 精密播種機(jī)種子運(yùn)動(dòng)調(diào)控方法國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展

1.1 充種清種階段的種子運(yùn)動(dòng)調(diào)控方法

充種清種是利用精量排種器將種子群體化為連續(xù)均勻的單粒種子，提高充種率和單粒率。國(guó)內(nèi)外研究人員對(duì)機(jī)械式和氣力式精量排種器進(jìn)行了大量研究。針對(duì)機(jī)械式排種器，通過(guò)分析排種器內(nèi)種子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，優(yōu)化排種盤(pán)［15-16］、取種部件［17-19］、清種裝置［20-21］等結(jié)構(gòu)，改善其排種性能；運(yùn)用高速攝像技術(shù)探索機(jī)械振動(dòng)對(duì)取種、攜種、清種過(guò)程的影響規(guī)律［22-23］。針對(duì)氣力式排種器，采用氣流擾動(dòng)種群的方法，改善種群空間狀態(tài)與氣流結(jié)構(gòu)［24-25］；采用正壓氣流充種方式［26］，并結(jié)合電力驅(qū)動(dòng)方式［27］，改善高速作業(yè)穩(wěn)定性；采用機(jī)械和氣力相結(jié)合的排種方式［28］，實(shí)現(xiàn)種子的穩(wěn)定吸附和單粒率；采用正負(fù)壓雙作用排種器，負(fù)壓吸種和正壓卸種相結(jié)合，或負(fù)壓吸種和機(jī)械卸種機(jī)構(gòu)相結(jié)合［29］，保證小粒種子吸種和卸種穩(wěn)定性。目前在充種清種方面的研究主要是通過(guò)優(yōu)化排種器結(jié)構(gòu)或采用多種原理組合形式，改善種子在取種、攜種、清種、卸種過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)，以適應(yīng)高速作業(yè)需求，保證單粒率。不同排種方式的技術(shù)總結(jié)和對(duì)比如表1所示。

相比于機(jī)械式排種器，氣力式排種器在單粒精播作業(yè)過(guò)程中優(yōu)勢(shì)明顯，作業(yè)速度高、種子損傷小、排種性能可靠，因此氣力式排種器被廣泛應(yīng)用在要求大型高速作業(yè)的規(guī)模化農(nóng)場(chǎng)中。

1.2 導(dǎo)種輸種階段的種子運(yùn)動(dòng)調(diào)控方法

導(dǎo)種輸種是對(duì)離開(kāi)排種器的種子通過(guò)自身重力、被動(dòng)約束或主動(dòng)約束等方式引導(dǎo)至種溝的過(guò)程，主要分為無(wú)約束輸種、被動(dòng)導(dǎo)種和主動(dòng)導(dǎo)種三種方式。無(wú)約束輸種是指種子離開(kāi)排種器后，只受到重力和慣性力的作用而沒(méi)有其他的約束，相關(guān)研究主要集中在改善種子離開(kāi)排種器時(shí)的投種高度、投種角度和投種速度上［30-31］。被動(dòng)導(dǎo)種是利用導(dǎo)種管使種子按照相對(duì)固定的軌跡運(yùn)動(dòng)，研究主要集中在通過(guò)優(yōu)化導(dǎo)種管腔體機(jī)構(gòu)和導(dǎo)種曲線(xiàn)參數(shù)［32-34］，提高導(dǎo)種均勻性和穩(wěn)定性。主動(dòng)導(dǎo)種分為機(jī)械、氣力、水力三種輸送方式強(qiáng)制種子保存有序狀態(tài)，其中，機(jī)械輸送方式采用柔性導(dǎo)種帶［35］、毛刷式導(dǎo)種部件［36］、輸送帶式導(dǎo)種部件［37］、V型凹槽撥輪式導(dǎo)種部件［38］等主動(dòng)運(yùn)移機(jī)構(gòu)，減少種子輸送過(guò)程中的無(wú)序碰撞；氣力輸送方式通過(guò)優(yōu)化氣送風(fēng)壓工作參數(shù)［39］和導(dǎo)種部件、集排器［40］、導(dǎo)流渦輪［41］等結(jié)構(gòu)參數(shù)，提高種子流的均勻性；水力輸送方式采用電磁控制［42］、水泵驅(qū)動(dòng)［43］、凸輪推抵［44］等方式控制水流壓力，減小種子和管壁的碰撞。目前國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家技術(shù)已經(jīng)非常成熟，擁有先進(jìn)的氣力式主動(dòng)導(dǎo)種輸種系統(tǒng)，播種粒距一致性高，作業(yè)可達(dá)20 km/h，并得到推廣應(yīng)用。然而，國(guó)內(nèi)播種機(jī)的主動(dòng)導(dǎo)種輸種系統(tǒng)還處于研究試驗(yàn)階段，目前仍普遍采用被動(dòng)導(dǎo)種方式（導(dǎo)種管），播種速度為6～8 km/h，速度和精度都有待提升。不同導(dǎo)種輸種方式的技術(shù)總結(jié)和對(duì)比如表2所示。

隨著作業(yè)速度的提高，無(wú)約束導(dǎo)種和被動(dòng)導(dǎo)種的方式由于無(wú)法很好地解決種子離開(kāi)排種器時(shí)的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性和種子在導(dǎo)種管中無(wú)序碰撞問(wèn)題，研究人員逐漸將研究重點(diǎn)逐步轉(zhuǎn)向主動(dòng)導(dǎo)種方式。另外，主動(dòng)投種方式還可以通過(guò)降低投種速度和高度，間接降低種子落地后的彈跳和滾動(dòng)，提高單粒播種精度。

1.3 投種落地階段的種子運(yùn)動(dòng)調(diào)控方法

投種落地是種子從離開(kāi)導(dǎo)種輸種裝置開(kāi)始到靜止在種溝某個(gè)位置的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程。而研究種子與土壤碰撞瞬間的運(yùn)動(dòng)特性是消除種子落地彈跳和滾動(dòng)的基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)外研究人員對(duì)種子與土壤碰撞關(guān)系進(jìn)行了部分探索，如通過(guò)分析種子離開(kāi)排種器的運(yùn)動(dòng)軌跡，找到碰撞速度和角度、土壤表面特性、種子類(lèi)型對(duì)彈跳高度和位移的影響規(guī)律［45］；通過(guò)測(cè)量土壤物理特性，建立了大豆種子與土壤顆粒的EDEM模型，分析大豆種子與土壤碰撞過(guò)程中的瞬間速度、受力情況［46］；通過(guò)分析種溝形貌、土壤類(lèi)型和土壤含水率等因素對(duì)種子落地彈跳位移影響規(guī)律，建立了種子彈跳的力學(xué)模型［47］。關(guān)于種子與種溝土壤碰撞后產(chǎn)生彈跳的研究主要集中在測(cè)量種子彈跳高度、位移及建立力學(xué)和仿真模型上，并沒(méi)有針對(duì)如何控制種子的彈跳進(jìn)行深入研究，也沒(méi)有提出對(duì)應(yīng)的控制方法。

為實(shí)現(xiàn)對(duì)種子落地彈跳和滾動(dòng)的限制，國(guó)外研究人員普遍采取了種子落地彈跳后的補(bǔ)救措施，主要是通過(guò)在導(dǎo)種輸種機(jī)構(gòu)的后方增設(shè)壓種裝置，如拖帶式壓種舌、剛性壓種輪、橡膠壓種輪［48］等，減少種子落地碰撞后產(chǎn)生的彈跳和滾動(dòng)。國(guó)內(nèi)研究人員借鑒國(guó)外研究成果，也采取類(lèi)似的方法降低種子落地彈跳［49］。這些方法目前在大型高速精密播種機(jī)械，特別是氣力式播種機(jī)械上應(yīng)用普遍。

然而，這類(lèi)種子落地彈跳后的補(bǔ)救措施，只能在一定程度上減少種子落地后的彈跳和滾動(dòng)范圍，并不能從根本上消除種子的彈跳和滾動(dòng)。另外，壓種舌或壓種輪等被動(dòng)壓種裝置雖然可以增加種子土壤的充分接觸，但也會(huì)造成種子位置的二次移動(dòng)和種子損傷。

1.4 后續(xù)觸土部件對(duì)種子位置影響的研究進(jìn)展

種子落入種溝后，為保證種子土壤的充分接觸，通常還需要壓種、覆土、鎮(zhèn)壓等工序，在該過(guò)程中，土壤與種子的相對(duì)位置也會(huì)產(chǎn)生一定的變化。國(guó)內(nèi)外研究人員針對(duì)后續(xù)工作部件對(duì)種子位置的影響進(jìn)行了相關(guān)研究，主要集中在通過(guò)試驗(yàn)或仿真，優(yōu)化部件結(jié)構(gòu)和工作參數(shù)，減小種子的位移，如針對(duì)不同土壤類(lèi)型和種子類(lèi)型，選用不同的壓種裝置，以減小種子損傷和種子的移動(dòng)［48］；通過(guò)對(duì)覆土過(guò)程中土流與種子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的仿真分析，優(yōu)化覆土器的結(jié)構(gòu)和工作參數(shù)，減小覆土過(guò)程中的種子位移量［50］；通過(guò)建立鎮(zhèn)壓裝置與土壤、種子作用的離散元模型，分析鎮(zhèn)壓作業(yè)時(shí)土壤和種子的流動(dòng)過(guò)程，找到了鎮(zhèn)壓裝置對(duì)種子位置的影響規(guī)律［51］。

隨著觸土部件結(jié)構(gòu)的成熟和針對(duì)不同作物的專(zhuān)用部件的開(kāi)發(fā)，觸土部件對(duì)種子位置的影響越來(lái)越小，相關(guān)的研究也逐漸減少。

2 存在問(wèn)題

1）? 高速高效是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向，而氣力式排種器在規(guī)?；N植大型機(jī)具和高速作業(yè)中的優(yōu)勢(shì)非常明顯，因此近年來(lái)氣力式排種方式得到了快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。然而，目前我國(guó)的氣力式排種器在高速作業(yè)條件下的播種單粒率和穩(wěn)定性還不能滿(mǎn)足要求，隨著作業(yè)速度的提高，排種盤(pán)轉(zhuǎn)速也會(huì)相應(yīng)地增加，由于充種時(shí)型孔處氣流力作用時(shí)間縮短、離心力增大，清種時(shí)種子與清種部件接觸時(shí)間短、動(dòng)量大，導(dǎo)致充種和清種性能下降，尤其在14 km/h以上的高速作業(yè)條件下，會(huì)嚴(yán)重影響播種單粒率和穩(wěn)定性。另外，氣力式排種方式的快速發(fā)展，并不意味著機(jī)械式排種方式將被氣力式排種方式取代，我國(guó)現(xiàn)有的耕地政策以及復(fù)雜的地形特點(diǎn)，尤其是丘陵山區(qū)機(jī)械化需求日益增加，決定了小型低速播種作業(yè)機(jī)具的長(zhǎng)期需求，而機(jī)械式排種器在小型播種機(jī)具和低速作業(yè)中的優(yōu)勢(shì)不可替代，因此未來(lái)機(jī)械式和氣力式兩種排種方式會(huì)長(zhǎng)期并存發(fā)展。然而，丘陵山區(qū)的復(fù)雜作業(yè)條件，如大斜坡、振動(dòng)嚴(yán)重等，對(duì)機(jī)械排種性能也有顯著影響。

2）? 主動(dòng)導(dǎo)種輸種裝置是實(shí)現(xiàn)高速播種作業(yè)條件下種子穩(wěn)定運(yùn)移的關(guān)鍵，發(fā)達(dá)國(guó)家針對(duì)主動(dòng)導(dǎo)種輸種裝置進(jìn)行了系統(tǒng)研究，匹配特定的排種器進(jìn)行作業(yè)，因此，主動(dòng)導(dǎo)種輸種裝置與不同排種器適應(yīng)性相對(duì)較差。相比之下，近年來(lái)我國(guó)的主動(dòng)導(dǎo)種輸種技術(shù)和裝置雖然已經(jīng)進(jìn)行了一些相關(guān)研究并取得了一定進(jìn)展，還處于模仿和試驗(yàn)階段，目前還沒(méi)有成熟的主動(dòng)導(dǎo)種輸種裝置廣泛應(yīng)用在高速播種機(jī)上，也沒(méi)有深入研究主動(dòng)導(dǎo)種輸種過(guò)程中的種子相對(duì)位置變異過(guò)程。另外，現(xiàn)有的工作也主要集中在機(jī)械式導(dǎo)種輸種裝置的研究上，對(duì)氣流和水流導(dǎo)種輸種過(guò)程的研究很少。

3）? 種子離開(kāi)導(dǎo)種輸種機(jī)構(gòu)，脫離約束并自由下落，會(huì)與種溝土壤發(fā)生碰撞而產(chǎn)生無(wú)規(guī)則的彈跳，最終使種子落地位置失去控制，抵消充種排種、導(dǎo)種輸種、播深控制等機(jī)構(gòu)的作用。隨著播種作業(yè)速度的進(jìn)一步提高，這一問(wèn)題也更加凸顯。目前對(duì)投種落地階段相關(guān)技術(shù)的研究相對(duì)滯后，關(guān)于種子落地彈跳行為的控制方法主要有兩種：（1）投種前的主動(dòng)控制，通過(guò)主動(dòng)導(dǎo)種裝置實(shí)現(xiàn)近地投種，降低投種高度和速度，減少落地碰撞能量進(jìn)而降低種子落地彈跳位移；（2）種子落地彈跳后的補(bǔ)救措施，通過(guò)在導(dǎo)種管后方增設(shè)壓種裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)種子落地彈跳后的強(qiáng)制按壓，降低種子彈跳范圍，在土壤含水率高的情況下該方法作業(yè)效果較差，此外被動(dòng)壓種裝置雖然可以增加種子土壤的充分接觸，但也會(huì)造成種子位置的二次移動(dòng)和種子損傷。現(xiàn)有這兩種方法在一定程度上降低了種子落地后彈跳滾動(dòng)的運(yùn)動(dòng)范圍，屬于通過(guò)間接方式來(lái)抑制種子落地后的彈跳滾動(dòng)，但不能從根本上克服落地碰撞瞬間的種子彈跳問(wèn)題。

4）? 對(duì)于一般播種機(jī)來(lái)說(shuō)，排種器后面還需要安裝一系列的觸土部件，如壓種裝置、覆土裝置、鎮(zhèn)壓裝置等，已完成整個(gè)播種作業(yè)過(guò)程。在設(shè)計(jì)和改進(jìn)播種機(jī)械后續(xù)觸土部件時(shí)，研究人員主要考慮其本身作業(yè)效果，如壓種裝置作業(yè)后的種子土壤充分接觸情況、覆土裝置作業(yè)后的覆土厚度一致性、鎮(zhèn)壓裝置作業(yè)后的土壤堅(jiān)實(shí)度等，很少有研究將觸土部件作業(yè)過(guò)程中對(duì)種子位置變異的影響作為設(shè)計(jì)和改進(jìn)觸土部件的依據(jù)。這些觸土部件作業(yè)過(guò)程中，會(huì)帶動(dòng)種子周?chē)寥懒鲃?dòng)，而土壤的流動(dòng)會(huì)帶動(dòng)種子位置的變異，進(jìn)而改變種子相對(duì)位置，降低粒距一致性。

3 展望

1）? 隨著高速高效農(nóng)業(yè)的發(fā)展，氣力式排種器將得到更加廣泛的應(yīng)用，而機(jī)械式排種器在小型播種機(jī)具和低速作業(yè)中的優(yōu)勢(shì)不可替代，因此未來(lái)機(jī)械式和氣力式兩種排種方式會(huì)長(zhǎng)期并存發(fā)展。針對(duì)氣力式排種器，重點(diǎn)應(yīng)該放在14 km/h以上的高速作業(yè)條件下提高充種、清種和攜種的穩(wěn)定性。針對(duì)機(jī)械式排種器，其結(jié)構(gòu)和種類(lèi)繁多，結(jié)合我國(guó)現(xiàn)有的耕地政策以及復(fù)雜的地形特點(diǎn)，尤其是丘陵山地，研究適應(yīng)于不同作物和不同種植模式的排種器，將農(nóng)機(jī)農(nóng)藝相融合，提高排種器在復(fù)雜地形（如斜坡傾角大、地表起伏大）條件下的作業(yè)質(zhì)量。同時(shí)，不同作物排種器的通用性也是未來(lái)的研究重點(diǎn)。

2）? 與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的主動(dòng)導(dǎo)種輸種技術(shù)和裝置幾乎沒(méi)有成熟的主動(dòng)導(dǎo)種輸種技術(shù)應(yīng)用在播種機(jī)上，為適應(yīng)高速高效作業(yè)需求，國(guó)內(nèi)科研人員應(yīng)加快主動(dòng)導(dǎo)種輸種技術(shù)的實(shí)用性研究及推廣應(yīng)用，提高單粒播種的速度和精度。另外，導(dǎo)種輸種技術(shù)和裝置不能在播種機(jī)上完成獨(dú)立工作，必須與相應(yīng)的排種器配合使用。因此，針對(duì)不同區(qū)域、不同作物、不同種植模式，進(jìn)一步開(kāi)展導(dǎo)種輸種裝置與排種器的集成化設(shè)計(jì)，提高導(dǎo)種質(zhì)量和效率。

3）? 現(xiàn)有對(duì)精量排種系統(tǒng)的研究主要集中在充種排種、導(dǎo)種輸種等裝置的結(jié)構(gòu)與控制方法方面，對(duì)投種落地階段相關(guān)技術(shù)的研究相對(duì)滯后，僅僅采用簡(jiǎn)單的被動(dòng)壓種裝置，能在一定程度上降低種子彈跳范圍，但也會(huì)造成種子位置的二次移動(dòng)和種子損傷。未來(lái)應(yīng)從種子與種溝土壤的碰撞行為入手，尋求落地碰撞瞬間直接抑制種子彈跳的新方法。通過(guò)研究種子與土壤碰撞后彈跳和滾動(dòng)的直接原因，改變種子土壤接觸瞬間的碰撞條件或環(huán)境，直接消除或抑制落地碰撞瞬間抑制種子彈跳。

4）? 對(duì)單粒精播種子位置變異的研究還是主要集中在前三個(gè)方面，而后續(xù)觸土部件對(duì)種子位置變異的影響少有考慮，很容易被忽略，因此，在設(shè)計(jì)和改進(jìn)壓種裝置、覆土裝置、鎮(zhèn)壓裝置等播種機(jī)后續(xù)觸土部件時(shí)，除了考慮本身作業(yè)效果外，還需關(guān)注觸土部件作業(yè)過(guò)程中由于土壤流動(dòng)對(duì)種子位置變異的影響，將其作為后續(xù)觸土部件設(shè)計(jì)和改進(jìn)的一個(gè)重要指標(biāo)，盡量減小由后續(xù)觸土部件作業(yè)造成的種子位置的變異。

參 考 文 獻(xiàn)

［1］ Yost M A， Kitchen N R， Sudduth K A， et al. A long-term precision agriculture system sustains grain profitability ［J］. Precision Agriculture， 2019， 20（6）： 1177-1198.

［2］ Mikula K， Izydorczyk G， Skrzypczak D， et al. Controlled release micronutrient fertilizers for precision agriculture—A review ［J］. Science of the Total Environment， 2020， 712： 136365.

［3］ OBrien P， Daigh A. Tillage practices alter the surface energy balance—A review ［J］. Soil and Tillage Research， 2019， 195： 104354.

［4］ Zhao Y S， Gong L， Huang Y X， et al. A review of key techniques of vision-based control for harvesting robot ［J］. Computers and Electronics in Agriculture， 2016， 127： 311-323.

［5］ Kusumastuti R D， Van Donk D P， Teunter R. Crop-related harvesting and processing planning：A review ［J］. International Journal of Production Economics， 2016， 174： 76-92.

［6］ Kireev I M， Koval Z M. Study of the distribution of seeds using a pneumatic precision drill assembly ［J］. Machinery and Equipment for Rural Area， 2019， （6）： 12-17.

［7］ Nielse S K， Munkholm L J， Lamande M， et al. Seed drill depth control system for precision seeding ［J］. Computers and Electronics in Agriculture， 2018， 144： 174-180.

［8］ Zhao Z， Li Y M， Chen J， et al. Numerical analysis and laboratory testing of seed spacing uniformity performance for vacuum-cylinder precision seeder ［J］. Biosystems Engineering， 2010， 106（4）： 344-351.

［9］ Yang L， Yan B X， Yu Y M， et al. Global overview of research progress and development of precision maize planters ［J］. International Journal of Agricultural and Biological Engineering， 2016， 9（1）： 9-26.

［10］ Jin X， Li Q W， Zhao K X， et al. Development and test of an electric precision seeder for small-size vegetable seeds ［J］. International Journal of Agricultural and Biological Engineering， 2019， 12（2）： 75-81.

［11］ 苑嚴(yán)偉， 白慧娟， 方憲法， 等. 玉米播種與測(cè)控技術(shù)研究進(jìn)展［J］. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)， 2018， 49（9）： 1-18.

Yuan Yanwei， Bai Huijuan， Fang Xianfa， et al. Research progress on maize seeding and its measurement and control technology ［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2018， 49（9）： 1-18.

［12］ 楊麗， 顏丙新， 張東興， 等. 玉米精密播種技術(shù)研究進(jìn)展［J］. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)， 2016， 47（11）： 38-48.

Yang Li， Yan Bingxin， Zhang Dongxing， et al. Research progress on precision planting technology of maize ［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2016， 47（11）： 38-48.

［13］ He X T， Ding Y Q， Zhang D X， et al. Development of a variable-rate seeding control system for corn planters Part I： Design and laboratory experiment ［J］. Computers and Electronics in Agriculture， 2019， 162： 318-327.

［14］ Yin X， Noguchi N， Yang T X， et al. Development and evaluation of a low-cost precision seeding control system for a corn drill ［J］. International Journal of Agricultural and Biological Engineering， 2018， 11（5）： 95-99.

［15］ Robert J O， Scott R M， Steven G， et al. Evaluation of a mechanical seed planter for transplanting Zostera marina （eelgrass） seeds ［J］. Aquatic Botany， 2009， 90（3）： 204-208.

［16］ 都鑫， 劉彩玲， 姜萌， 等. 自擾動(dòng)內(nèi)充型孔輪式玉米精量排種器設(shè)計(jì)與試驗(yàn)［J］. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)， 2019， 35（13）： 23-34.

Du Xin， Liu Cailing， Jiang Meng， et al. Design and experiment of self-disturbance inner-filling cell wheel maize precision seed-metering device ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2019， 35（13）： 23-34.

［17］ 王金武， 唐漢， 王金峰， 等. 指夾式玉米精量排種器導(dǎo)種投送運(yùn)移機(jī)理分析與試驗(yàn)［J］. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)， 2017， 48（1）： 29-37， 46.

Wang Jinwu， Tang Han， Wang Jinfeng， et al. Analysis and experiment of guiding and dropping migratory mechanism on pickup finger precision seed metering device for corn ［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2017， 48（1）： 29-37， 46.

［18］ 賴(lài)慶輝， 賈廣鑫， 蘇微， 等. 凸包異形孔窩眼輪式人參精密排種器設(shè)計(jì)與試驗(yàn)［J］. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)， 2020， 51（7）： 60-71.

Lai Qinghui， Jia Guangxin， Su Wei， et al. Design and test of ginseng precision special-hole type seed-metering device with convex hull ［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2020， 51（7）： 60-71.

［19］ 侯加林， 王后新， 牛子孺， 等. 大蒜取種裝置取種清種性能離散元模擬與試驗(yàn)［J］. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)， 2019， 35（24）： 48-57.

Hou Jialin， Wang Houxin， Niu Ziru， et al. Discrete element simulation and experiment of picking and clearing performance of garlic seed-picking device ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2019， 35（24）： 48-57.

［20］ Khwantri S， Choochart C， Khanita K， et al. Effect of metering device arrangement to discharge consistency of sugarcane billet planter ［J］. Engineering in Agriculture Environment & Food， 2018， 11（3）： 139-144.

［21］ 楊薇， 方憲法， 李建東，等. 種腔自?xún)粜蜌馕接衩仔^(qū)精量排種器設(shè)計(jì)與試驗(yàn)［J］. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)， 2019， 50（6）： 64-73.

Yang Wei， Fang Xianfa， Li Jiandong， et al. Design and experiment of air-suction precision seed meter with self-clearing seed chamber for corn plot test ［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2019， 50（6）： 64-73.

［22］ Cay A， Kocabiyik H， May S. Development of an electro-mechanic control system for seed-metering unit of single seed corn planters Part I： Design and laboratory simulation ［J］. Computers and Electronics in Agriculture， 2018， 144： 71-79.

［23］ 王奇， 朱龍圖， 李名偉， 等. 指夾式玉米免耕精密播種機(jī)振動(dòng)特性及對(duì)排種性能的影響［J］. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)， 2019， 35（9）： 9-18.

Wang Qi， Zhu Longtu， Li Mingwei， et al. Vibration characteristics of corn no-tillage finger-type precision planter and its effect on seeding performance ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2019， 35（9）： 9-18.

［24］ 史嵩， 周紀(jì)磊， 劉虎， 等. 驅(qū)導(dǎo)輔助充種氣吸式精量排種器設(shè)計(jì)與試驗(yàn)［J］. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)， 2019， 50（5）： 61-70.

Shi Song， Zhou Jilei， Liu Hu， et al. Design and experiment of pneumatic precision seed-metering device with guided assistant seed-filling ［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2019， 50（5）： 61-70.

［25］ 崔濤， 韓丹丹， 殷小偉， 等. 內(nèi)充氣吹式玉米精量排種器設(shè)計(jì)與試驗(yàn)［J］. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)， 2017， 33（1）： 8-16.

Cui Tao， Han Dandan， Yin Xiaowei， et al. Design and experiment of inside-filling air-blowing maize precision seed metering device ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2017， 33（1）： 8-16.

［26］ 劉禮陽(yáng)， 唐興月， 祝培栩，等. 水稻氣壓滾筒式集中排種器設(shè)計(jì)與試驗(yàn)［J］. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2020， 25（12）： 122-133.

Liu Liyang， Tang Xingyue， Zhu Peixu， et al. Design and experiment of pneumatic cylinder-type centralized seed-metering device for rice ［J］. Journal of China Agricultural University， 2020， 25（12）： 122-133.

［27］ Arzu Y， Adnan D. Measurement of seed spacing uniformity performance of a precision metering unit as function of the number of holes on vacuum plate［J］. Measurement， 2014， 56： 128-135.

［28］ 賈洪雷， 陳玉龍， 趙佳樂(lè)， 等. 氣吸機(jī)械復(fù)合式大豆精密排種器設(shè)計(jì)與試驗(yàn)［J］. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)， 2018， 49（4）： 75-86， 139.

Jia Honglei， Chen Yulong， Zhao Jiale， et al. Design and experiment of pneumatic-mechanical combined precision metering device for soybean ［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2018， 49（4）： 75-86， 139.

［29］ 丁力， 楊麗， 張東興， 等. 氣吸式排種器卸種機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)［J］. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)， 2020， 51（1）： 37-46.

Ding Li， Yang Li， Zhang Dongxing， et al. Design and test of unloading mechanism of air-suction seed metering device ［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2020， 51（1）： 37-46.

［30］ 廖宜濤， 李成良， 廖慶喜， 等. 播種機(jī)導(dǎo)種技術(shù)與裝置研究進(jìn)展分析［J］. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)， 2020， 51（12）： 1-14.

Liao Yitao， Li Chengliang， Liao Qingxi， et al.Research progress of seed guiding technology and device of planter ［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2020， 51（12）： 1-14.

［31］ 李玉環(huán)， 楊麗， 張東興， 等. 氣吸式玉米高速精量排種器直線(xiàn)投種過(guò)程分析與試驗(yàn)［J］. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)， 2020， 36（9）： 26-35.

Li Yuhuan， Yang Li， Zhang Dongxing， et al. Analysis and test of linear seeding process of maize high speed precision metering device with air suction ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2020， 36（9）： 26-35.

［32］ Carpes D P， Alonco A D， Rossato F P， et al. Effect of different conductor tubes on the longitudinal distribution of corn seeds ［J］. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental， 2017， 21（9）： 657-662.

［33］ Kumar R， Raheman H. Detection of flow of seeds in the seed delivery tube and choking of boot of a seed drill ［J］. Computers and Electronics in Agriculture， 2018， 153： 266-277.

［34］ 劉立晶， 楊慧. 基于Geomagic Design軟件的導(dǎo)種管三維逆向工程設(shè)計(jì)［J］. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)， 2015， 31（11）： 40-45.

Liu Lijing， Yang Hui. 3D reverse engineering design on seed tube based on Geomagic Design software ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2015， 31（11）： 40-45.

［35］ Nakarmi A D， Lie T. Within-row spacing sensing of maize plants using 3D computer vision ［J］. Biosystems Engineering， 2014， 125： 54-64.

［36］ John Deere brochures online ［EB/OL］. https：//www.deere.com/assets/publications/index.html？id=6f7a8a69#14， 2021-07-20.

［37］ Precision planting precision meter ［EB/OL］. http：//www. precision planting.com/#products/precision meter/， 2021-07-20.

［38］ 趙淑紅， 陳君執(zhí)， 王加一， 等. 精量播種機(jī)V型凹槽撥輪式導(dǎo)種部件設(shè)計(jì)與試驗(yàn)［J］. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)， 2018， 49（6）： 146-158.

Zhao Shuhong， Chen Junzhi， Wang Jiayi， et al. Design and experiment on V-groove dialing round type guiding-seed device ［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2018， 49（6）： 146-158.

［39］ Siemens M， Gayler R. Improving seed spacing uniformity of precision vegetable planters ［J］. Applied Engineering in Agriculture， 2015， 32（5）： 579-587.

［40］ 雷小龍， 廖宜濤， 叢錦玲， 等. 油菜小麥兼用氣送式直播機(jī)集排器參數(shù)優(yōu)化與試驗(yàn)［J］. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)， 2018， 34（12）： 16-26.

Lei Xiaolong， Liao Yitao， Cong Jinling， et al. Parameter optimization and experiment of air-assisted centralized seed-metering device of direct seeding machine for rape and wheat ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2018， 34（12）： 16-26.

［41］ 高筱鈞， 徐楊， 賀小偉， 等. 氣送式高速玉米精量排種器導(dǎo)流渦輪設(shè)計(jì)與試驗(yàn)［J］. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)， 2019， 50（11）： 42-52.

Gao Xiaojun， Xu Yang， He Xiaowei， et al. Design and experiment of diversion turbine of air-assisted high speed maize precision seed metering device ［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2019， 50（11）： 42-52.

［42］ 周福君， 王文明， 官曉東. 電磁控制式壓力水流導(dǎo)種機(jī)構(gòu)［P］. 中國(guó)專(zhuān)利： ZL201810082814.2， 2018-07-13.

［43］ 賈洪雷， 陳玉龍， 王佳旭， 等. 一種水力精確投種系統(tǒng)［P］. 中國(guó)專(zhuān)利： ZL201610263437.3， 2016-09-07.

［44］ 羅海峰， 楊麗華. 水力推送式精密排種裝置［P］. 中國(guó)專(zhuān)利： ZL201610623476.X， 2016-12-07.

［45］ Ahsan Z， Dankowicz H. Optimal scheduling and sequencing for large-scale seeding operations ［J］. Computers and Electronics in Agriculture， 2019， 163： 1-9.

［46］ Xu T Y， Yu J Q， Yu Y J， et al. A modelling and verification approach for soybean seed particles using the discrete element method ［J］. Advanced Powder Technology， 2018， 29（12）： 3274-3290.

［47］ Wang W J， Jia H L， Diao P S. Effects of strip till planter on soil physical properties and maize （Zea mays L.） growth in Northeast China ［J］. Archives of Agronomy and Soil Science， 2021， 67（1）： 1-14.

［48］ Kubik F. Amazone ED2 drill for an accurate seeding of sugar beets， corn， sunflowers， legminous plants and other cultivations ［J］. Listy Cukrovarnické a Rˇeparˇské， 2003， 119（1）： 12.

［49］ 賈洪雷， 姚鵬飛， 袁洪方， 等. 種溝碎土鎮(zhèn)壓器［P］. 中國(guó)專(zhuān)利： ZL201510296582.7， 2017-01-18.

［50］ 李麗艷. 前后分置圓盤(pán)式覆土器的試驗(yàn)研究與仿真分析［D］. 長(zhǎng)春： 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2017.

［51］ 徐天月. 精密播種單體及其關(guān)鍵部件工作過(guò)程的試驗(yàn)研究與仿真分析［D］. 長(zhǎng)春： 吉林大學(xué)， 2019.