小型免耕播种机的设计与试验
Mark Stumborg1, Wang Chun Guang2, Zhao Shijie 2, Guy Lafond1, Brian McConkey1
1 加拿大农业及农业食品部草原半干旱农业研究中心，萨斯卡彻温省，加拿大
2内蒙古农业大学机电工程学院，呼和浩特，中国
摘要：加拿大国际发展署和农业与食品部联合内蒙古自治区共同发展小农户的保护性耕作技术。该项目的目的是通过开发性能优良的保护性耕作机械和发展农艺来减少土壤侵蚀，增加土壤有机质和土壤肥力，降低劳动力消耗，提高产量和效益。经过推广实践，内蒙古的科技人员都已认识到实行保护性耕作的一个关键的阻碍是没有与国产18KW拖拉机配套的小型直播机。2002年5月内蒙古农业大学的研究人员到加拿大参观考察，两国研究人员共同努力设计和制造了播种机。2003年经过开沟器和整机的设计试验，播种机被运到内蒙古进行田间试验。针对试验结果讨论制定修改方案，并于2004年对改进的播种机进行了试验。
关键词. 保护性耕作, 直播, 小型播种机, 旱地作物生产
引言
土壤资源应该受到保护，才能够满足今后若干代人的需求并减少沙尘暴对人畜健康的危害。这一认识促进了内蒙古自治区作物种植体系的发展。内蒙古自治区目前的限制条件包括：⑴需要通过土地耕作来除草；⑵秸秆回收作为家用燃料、牲畜饲料和垫圈草料；⑶缺少合适的播种机和收获机；⑷休闲地自由放牧；⑸耕作体系中缺少可供应饲料和改善土壤肥力的饲草作物；⑹保护性耕作技术推广不足；⑺小型农业单位应用保护性耕作面临着风险。
1999年，通过加拿大国际发展署，加拿大和中国建立了保护性耕作体系的合作开发项目。中国农业部制定了一个保护性耕作的大型计划，鼓励几个农业机械研究所设计，测试，最终生产出直播机械。在该项目中，加拿大向中国提供了一台小型播种机，作为保护性耕作技术的示例，可用于进一步完善以符合内蒙古的条件。该播种机由加拿大萨斯卡彻温省斯韦福克瑞特市的法波公司生产，用34KW(45马力)拖拉机带动。播种机安装了可拆换的圆盘式开沟器和凿式开沟器，承受200N(450磅)的弹簧压力，带可调节的镇压轮，还使用了亚马逊牌既可排种又可施肥的排种器。
但在田间试验中法波牌播种机存在的问题很突出。
1． 播种机对于大多数农田和拖拉机来说还是太大，大多数小地块上的拖拉机只有10KW至18KW。
2． 播种机为三点悬挂式，但与大多数中国产拖拉机悬挂装置不配套。
3． 开沟器无法沿不平整的土地行走，造成播种深度和随后的出苗差异太大。由于圆盘的材料问题圆盘式开沟器在中国还很难生产。
4． 分开的镇压装置使镇压和回土的土壤不平，还有种深不一致的问题。
5． 播种机的设计对中国生产商来说比较复杂和昂贵。亚马逊牌种肥并施机构难以保养，价格较高。
在2002年，研究人员对一种新型直播机的潜力表示了认同，认为它能解决法波播种机遇到的问题。本文研究的目的是从以下几个方面改进播种机的设计：
1. 播种机的设计标准
2. 研究人员的具体设计内容
3. 有限的播种机田间试验
4. 设计方案的改进以克服其缺陷
结果
设计标准
良好的播种机的设计标准如下：
1． 播种机能够由中国制造的具有代表性的18KW(25马力)拖拉机牵引。为有助于设计，一台18KW(25马力)的拖拉机从中国运到加拿大。该拖拉机是双缸柴油机，装有第一类三点悬挂机构，能升起1000公斤农具。拖拉机的改进是在前后轮胎中加入液体，并加上40公斤的前端配重。后轮胎里加入的液体有助于牵引，前轮胎的液体和重物作为播种机的配重有助于于拖拉机的安全行驶。
2． 播种机须设计三点悬挂装置，负载后应能被升起，因拖拉机前端有合适的配重而能进行安全的运输工作。
3． 刀式开沟器和圆盘式开沟器都是播种内蒙古自治区的各种作物所需的。这些作物包括玉米，大豆，小米，向日葵，荞麦，小麦和油菜。此外，播种机还应能播种少耕和免耕下的饲草。
4． 播种机能采用中国设计和生产的排种和施肥系统。北美和欧洲所选择系统的成本会过高使中国生产者不能接受。该装置还应适应大粒种子（玉米和大豆）和小粒种子（油菜和苜蓿）。