1.2　马铃薯机械化精量播种技术

机械化精量播种技术是将单粒种子按照符合要求的三维空间坐标位置播入种床，即播种后使种子在田间的播深、株距、行距达到精确的要求。此技术是一项综合性技术，其主要工作原理为根据作物播种农艺要求，按照一定的种量、行距和株距，通过开沟、播种、施肥、覆土及镇压等作业，使作物种子均匀地播入一定深度的土壤中。利用此项技术可以一次性地完成多道工序，减小农民的劳动强度，节省用时，降低功耗，提高作业效率与质量，同时涉及良种选育、种子处理、机械耕整地、播种、药剂除草、田间管理、病虫害防治等多个环节。马铃薯机械化精量播种技术根据马铃薯物料的力学特性，将马铃薯播种农艺要求与机械化精量播种技术相结合，实现马铃薯标准化种植生产，便于后续田间管理和收获作业，促进马铃薯生产全程机械化的发展，为农业增效、作物增产和农民增收奠定了基础。

传统的马铃薯人工播种方式平均3人每天可播种667m2，而利用马铃薯精量播种机具进行播种平均3人每天可播种15 000m2，其作业效率提高为原来的约22倍，同时减少了大量劳动力及相关费用。结合各地区马铃薯播种农艺要求，大力推广机械化精量播种技术进行单粒播种，可有效保证种植出苗整齐一致，后期植株分布均匀，提高植株生长过程中的通风性及透光性，为马铃薯的丰产丰收奠定基础。从20世纪60年代初起，我国对机械化精量播种技术及相关机具进行深入研究，要求排种器排种均匀、仿形机构性能稳定、开沟器所开沟形及深度一致、覆土器覆土均匀、镇压器压力一致，对各个部件进行综合控制以满足播种农艺要求。但由于我国马铃薯播种作业存在地域条件、种薯尺寸及材料加工工艺等方面的限制，因此国内研发生产的精量播种机具的作业效率及质量未能完全满足播种农艺要求，可靠性及稳定性较差，而且部分技术含量较高、结构较复杂的精密播种机具仍需从国外引进，严重制约了此项技术的发展。

精量播种机具是作物精量播种技术的主要载体，主要由传动装置、播深控制装置、开沟器、排种器、排肥器、覆土器和镇压器等组成。开沟器可分为移动式和滚动式两大类，对开沟器的要求是开沟直、掘穴整齐、不乱土层、对土壤的适应性好、阻力小、开沟深度一致并符合播种要求[17]。覆土器安装在开沟器后面，开沟器只能使少量湿土覆盖种子，覆土器则可进一步满足覆土厚度的要求，覆土器的类型包括链环式、弹齿式、爪盘式、圆盘式等。镇压器用来压实土壤，使种子与湿土紧密接触，镇压器可分为平面镇压器、凹面镇压器、凸面镇压器等。排种器和排肥器的动力均来源于传动装置，通常是通过地轮转动带动链轮、链条进行传动，但由于该种传动方式存在地轮打滑、链条跳动等缺点而降低了排种器的工作稳定性，因此国外先进的精量播种机具的传动机构逐步改为利用电机进行驱动的方式来代替传统的地轮驱动。除此之外，为进一步提高播种作业质量并实现精密播种，国外很多播种机具装有作业质量检测系统，国内研究学者也在积极开发适合我国国情的播种检测系统，如甘肃农业大学孙伟等人[18]针对勺链式马铃薯排种器作业时普遍存在的漏种问题，设计了一套以高性能ATmega16单片机为核心，由定位模块、测薯模块、固态继电器、电磁铁组成的漏播检测系统与补种装置。试验证明，该装置能有效地解决勺链式马铃薯排种器作业时的漏种问题。

马铃薯精量排种器是实现精密播种的核心工作部件，其排种性能直接影响种植的质量与效率。因此，设计、研制符合我国马铃薯播种农艺要求的新型精量排种器，对推动马铃薯精量播种技术的发展具有重要的意义。