【论文精选】行星轮式大蒜插播机播种直立度优化与试验

来源：农业工程学报

《农业工程学报》2020年第36卷第3期刊载了山东农业大学等单位李天华、黄圣海、牛子孺、侯加林、吴彦强与李玉华的论文——“行星轮式大蒜插播机播种直立度优化与试验”。该研究由国家特色蔬菜产业技术体系项目（项目号：CARS-24-D-01）等资助。

大蒜是我国重要的经济作物，种植面积占全球大蒜种植总面积的60%以上。现有直立播种机械基本实现了大蒜入土前的直立向上调节，但在蒜种-土壤-触土部件强耦合作用下，正头后的蒜种入土时极易发生倾斜翻转，甚至发生蒜种被抛离蒜穴现象，造成播种失败。因此，开展蒜种“保姿植入”技术研究具有重要意义，而插播机是实现蒜种“保姿植入”的核心部件，高性能的大蒜插播机能够确保蒜种保持“鳞芽朝上”的姿态植入土壤，满足种植农艺要求。

本研究以行星轮式大蒜插播机为研究对象，建立了大蒜插播模型，进行蒜种植入过程的运动学解析。通过对插播鸭嘴的尖部运动轨迹进行分析，明晰影响植后蒜种直立度的关键因素为插播鸭嘴的线速度、开启相位角及插播鸭嘴张开角度与凸轮凸起段对应的圆心角之比（开口速比）。运用Box-Benhnken中心组合试验方法对插播鸭嘴的线速度、开启相位角、开口速比进行三因素三水平二次回归试验设计，进行了插播试验，采用Design-expert软件建立响应面数学模型，并对影响直立度的关键参数进行了综合优化。

通过对插播鸭嘴参数进行单因素试验，得到插播鸭嘴的角速度、开启相位角、开口速比合理取值范围分别为200～400 mm/s、0～20°、1～2；插播最优参数组合为插播鸭嘴角速度为200 mm/s，开启相位角为20°，开口速比为2；模型预测蒜种直立度为63.5°。

在大蒜插播试验过程中发现，相同工作条件下土壤类型影响蒜穴的形状、土壤回流量、回流速度，从而影响蒜种直立度，后续将进一步研究土壤类型对蒜种直立度的影响。