菜豆角（杂豆）施肥覆膜播种筑土联合作业机的设计研究

来源：职称那点事作者：田编辑时间：2021-05-27 10:12

　　摘要：根据菜豆角的发展需求及农艺要求，集成施肥、覆膜、播种等技术，设计了菜豆角（杂豆）施肥播种喷药覆膜联合作业机，改变国内菜豆角种植方式。采用理论研究、仿真分析与试验验证相结合的研究方法，对施肥及播种部件进行理论分析与仿真优化设计，进而对其他功能部件的匹配设计及整机的集成。通过田间试验及生产考核，该机一次作业可同时完成施肥、覆膜、膜后播种、膜上筑土等多项作业，可大幅度提高作业质量和效率，降低农民的劳动强度，为菜豆角的种植业创造一定的社会经济效益。

　　关键词：菜豆角；定点施肥；鸭嘴排种器；联合作业

　　菜豆角是一种常用饮食蔬菜，又被称为“油豆角”。黑龙江省和吉林部分地区由于气候冷凉适于菜豆角的生长，其营养丰富、肉质细软，是东北饮食文化的主要代表之一[1-4]。菜豆角还可进行脱水和冷冻加工，具有较高的经济效益和广泛的应用途径[5]，东北菜豆角近年来产发展迅速。另外菜豆具有固氮作用[6]，是优良的轮作更替作物。

　　1联合作业机总体结构与工作原理

　　菜豆角播种方式通常采用育苗移栽，亦可直播；在温度低湿度大时，宜用干籽直接播种；菜豆多为穴播，为了预防根蛆为害，播种施敌百虫粉进行处理。干籽直播的，播种量为20～30kg·hm-2；育苗移栽的，播种量为15～20kg·hm-2；且合理密植是菜豆丰产的重要环节[13-14]。

　　2联合作业机关键部件设计

　　2.1菜豆角的施肥装置

　　针对菜豆生长所需肥量的要求，结合菜豆的施肥特点，采用间歇施肥方式进行施肥。本部分的施肥装置设计为伺服电机+螺旋排肥的结构形式[15]。排肥管顶端预装伺服电机，伺服电机通过锥齿轮驱动两行排肥管中的螺旋轴，并由逻辑信号控制伺服电机启动和停止，进而实现间歇定点精量施肥，施肥点的位置由地轮上安装的传感器反馈信号，通过伺服驱动装置控制伺服电机启停，实现施肥装置的施肥点与播种点的吻合。排肥部件的结构如图2所示。

　　2.2菜豆角排种器三维建模与仿真

　　针对东北地区常用菜豆角种子，采用鸭嘴式排种器结构。只有该播种方式才能满足在覆膜后进行播种作业，取种方式为“窝眼”式，可便捷调整播种量，且播种量精确，豆角农艺要求播种量为2~3粒·穴-1。

　　3田间试验

　　依据菜豆角联合作业的要求，为了检验菜豆角（杂豆）施肥覆膜播种筑土联合作业机的性能稳定性，2020年5月于哈尔滨呼兰区、双城市菜豆角生产示范基地开展了田间试验技术指标考核。

　　4结论

　　（1）研发了一种施肥喷药覆膜播种筑土多功能联合作业机，满足寒地菜豆角（杂豆）的机械化种植要求；

　　（2）采用间歇定点精量的施肥方法，主要研发一种间歇、定点的垂直螺旋式施肥装置，并设计不同结构参数结构的鸭嘴式排种装置，通过协调控制机构对施肥位置和排种点位置进行匹配控制，提高了施肥点和播种点在垂直方向上重合精度，实现了传统人工对菜豆角穴株的定点施肥要求，且肥料的施用量可调。

　　（3）菜豆角联合作业机的研制及应用提高了菜豆种植的规范性，节约肥料，减少环境污染，降低了劳动强度，为适时播种提供了保证；节本增效效果明显。保证了作物的生长需求，为作物的稳产、高产打下了一定基础，为菜豆角（杂豆）种植业创造一定的社会经济效益。

　　参考文献：

　　［1］程敏生，李广惠，胡秀芳.东北油豆角大面积高产栽培技术［J］.北方园艺，2004，28（2）：46-47.

　　［2］刘琦.黑龙江省油豆角产业存在问题及解决途径［J］.园艺文摘，2016，31（7），55-56.

　　［3］冯国军.黑龙江优质菜豆种质资源研究及育种策略［D］.哈尔滨：东北林业大学，2008.