迄今为止,完美的免耕播种机具尚未被制造出来,甚至连完整的设计构想都未曾出现。人类的技术研发始终受限于自身认知、自然物理定律以及生产成本。因此,我们只能在现有条件下,使用并非尽善尽美的设备开展作业。能够实现合格播种下种的方式大概有上百种,但播种作业出错的方式却多达数百万种,而我们往往都是在一次次失败中积累经验。想要充分发挥播种机的作业性能,首先要理解各零部件的设计原理与功能,以及部件之间相互作用产生的影响。
倘若你觉得免耕播种技术繁杂晦涩,不妨记住一个本质:这项工作本身十分简单。古阿兹特克播种棒就已能高效完成播种作业,它也是最早的免耕播种工具之一。更早的原始播种痕迹源自草原上的兽类蹄印,正如德韦恩・贝克提出的 “双野牛蹄印理论”:第一头野牛的蹄印把种子压入土中,后续动物的蹄印再用浮土将种子覆盖。与野兽无意识的踩踏不同,古代农耕人类是有意识地播种特定作物,并且专门制作工具来优化播种效果。这种播种棒被早期先民多次独立发明,至今部分地区仍在使用。现代播种机具备的所有核心功能,原始播种棒早已全部涵盖:落种点精准播深控制(棒身刻度,用于第一次戳土开沟时把控深度)、种子单粒精量投放(控制每穴下种数量)、沟底种子压实(种子落入土穴后,用棒端二次戳压)、独立覆土封沟(用脚扫动浮土掩埋种穴)。当时古人还会将死鱼等有机物当作种肥,随种子一同施入。时至今日,我们所做的全部改进,不过是把这套原始流程机械化、规模化。甚至在部分工况下,现代播种设备的播种精度,反而比不上古老的播种棒。
开沟器
圆盘刀片是播种机具的核心工作部件,整套设备的作业效果都围绕该部件展开。为何选用圆盘刀片,而非刃式锄铲?锄式、铲式、平切式等滑动开沟部件,在干燥疏松的土壤环境中作业效果尚可,但在湿润土壤里极易造成土壤黏糊挤压,作业效果大打折扣。除此之外,这类开沟部件还存在播深稳定性差、土壤扰动大、秸秆残茬通行不畅、作业速度受限、牵引阻力大等诸多问题。传统农耕之所以偏爱这类部件,仅仅因为其成本低廉,且在翻耕种植体系中,能够向下开沟触及湿润土层。而在免耕种植模式下,这些优势都需要重新考量。很多时候,仅播种点位精度提升这一项优势,就足以让农户全面改用圆盘式开沟器。基于以上原因,本文重点讲解圆盘开沟器。
开出的种沟需要具备足够宽度,以适配大粒种子播种,例如大粒玉米、鹰嘴豆、菜豆等。目前常用机具多采用单片或双片倾斜作业的刀片,开出V 型种沟,但种沟形态并非只有这一种。同时不同开沟器开出的 V 型沟形态也存在差异:部分沟壁收窄极快,部分沟底则相对平整。种沟的最终形态,由单片 / 双片刀片的作业倾角、刀片尺寸共同决定(此外还有凹面弧形刀片可选用,本文暂不展开论述)。
刀片的作业倾角与尺寸至关重要,且二者相互关联。涉及的倾角包含两个参数:行进偏角(x):刀片与机具正向行进方向的偏移角度;侧倾角(y,也称外倾角):刀片相对垂直地面方向的倾斜角度。
所需行进偏角(x)与圆盘直径存在一定关联:圆盘直径越大,所需的行进偏角越小。此外,若采用双片圆盘协同作业共同开沟,两片圆盘各承担一半作业量,那么单片圆盘所需偏角仅为单圆盘开沟器的一半左右。(注:还有一种双圆盘结构设计,仅由前侧圆盘完整开出 V 型种沟,后侧圆盘在前盘作业形成的轨迹内随动,结构近似滚动式导种靴。)
想要开出同等规格种沟,大直径圆盘所需的行进偏角(x)要小于小直径圆盘。
当圆盘具备一定的行进偏角(x)后,圆盘相对垂直地面的侧倾角(y)以及倾斜方向,决定了种沟顶部宽度与播深的比例关系:圆盘向 “外侧(远离种沟一侧)“倾斜时,开出的 V 型沟顶部开口更宽。若圆盘保持完全垂直,仅保留一定行进偏角(例如 7°),依旧可以开出 V 型沟,只是沟壁收窄幅度更小(顶部开口较窄)。同样是 7° 行进偏角,若圆盘向内侧倾斜几度,开出的种沟上下宽度会更加均匀。
这些参数设计之所以至关重要,是因为种沟顶部开口过宽,会需要更大的下压力来维持播深,加剧沟壁土壤压实,同时增大机具牵引功耗;并且播深越大,上述问题会越严重。过宽的 V 型沟顶部没有任何作业优势,纯粹是机械设计遗留的弊端。与之相反,若种沟底部过于狭窄收紧,会导致种子落种、沟底压实作业难以保持播深一致(后续会详细讲解)。理想的种沟应尽可能狭窄,V 型沟壁的收窄幅度越小越好。
圆盘尺寸如何选择?圆盘尺寸过小,在遇到成团湿润秸秆残茬时容易打滑,无法顺利翻越残茬,并且磨损速度更快。圆盘尺寸过大,则更容易造成秸秆缠绕埋压,需要更大下压力维持播深,同时还会引发其他一系列机械设计难题。
单圆盘与双圆盘开沟器如何选择?选型由其他综合作业因素决定。行业普遍认为双圆盘开沟器播种精度更高,但事实并非绝对。设计精良的单圆盘开沟器,播种精度完全可以与之持平。
需要注意的是,无论是偏置式双圆盘(一圆盘略微超前于另一圆盘),还是纯单圆盘结构,双圆盘开沟器的秸秆缠绕问题都比单刃开沟部件更严重。
圆盘播深实现与播深控制
接下来的核心要点,是如何将圆盘压入土层,以及稳定控制入土深度。
总有结构部件限制圆盘入土深度,或是依靠整机配重与下压力,或是依靠机械式限位装置,例如安装在开沟器上的限深轮。限深轮主要分为两种布置形式:圆盘侧边安装、圆盘后方后置(理论上也可设计为前置)。多数限深轮还兼具附加功能:后置压轮常承担种子压实、种沟覆土的作用;侧边限深轮主要用于抑制机具上浮。(偶尔也能见到特殊结构:侧边滚轮仅限制机具上浮,俗称刮土轮,并不承担圆盘入土限位作用,选型时需仔细辨别结构差异。)
两类限深结构均存在各自缺陷。采用后置压轮限位时,常常出现种沟覆土不匀、播深不稳、种子无法均匀压实于沟底、种子上方回填土壤存在空隙或过度压实等问题。
该问题大多源于免耕作业所需下压力较大:圆盘达到设定播深后,剩余全部下压力都会作用在限深轮或压轮上;加之免耕土壤结构紧实,土壤难以自然回落填沟,表层压力也无法有效压实闭合种沟。
这类后置压轮结构仅在沙质免耕田块作业效果尚可,在其余几乎所有土壤条件下都存在明显弊端。传统侧边限深轮的缺陷在于:作业时会进一步挤压压实种沟侧壁;同时结构成本更高,需要额外部件完成种子压实与覆土作业;此外泥土易卡在限深轮与圆盘之间。
行业内为解决上述问题做过诸多改良:将限深轮前后移位、拉大与圆盘的间距、将轮体向外倾斜、更换带凹纹的限深轮轮胎等。这类改造会使得圆盘出土过程中,土壤出现不同程度的抬升。由此带来的弊端是土壤隆起、播种质量变差。
土壤隆起不仅会掩埋表层秸秆覆盖层、夹带杂草种子翻埋入土,还会带起泥土粘连其他开沟部件;轻微的土壤隆起尚可接受。落种偏差问题危害更大,在黏土质免耕田块尤为突出:圆盘抬升土壤时,会在沟壁形成横向裂隙,滚落的种子极易落入缝隙中。结合后续种子压实方式、沟壁土块覆盖种子的密实程度,播种效果会极差。即便落入缝隙的种子顺利萌发,幼苗出苗路径也会十分曲折:要么沿着压实沟壁的缝隙蜿蜒生长,要么横向生长至 V 型沟底再向上破土。部分幼苗会被土块包裹无法出苗,蜷缩在沟壁下方无法生长。
顺利出苗的幼苗,出苗时间也会远晚于正常落种至沟底的种子,最终长势衰弱,沦为田间杂株。笔者曾观测到玉米幼苗:理论仅需向上生长 2 英寸即可破土,却在土块缝隙间迂回穿行,实际生长路径超过 5 英寸。毋庸置疑,这类晚出苗植株果穗发育极差,产量极低。植株出苗时间整齐度,与行内株距均匀度同等重要。综合来看,限深轮最优安装位置,是刚好贴合圆盘出土位置的土壤。
该布置会略微加剧沟壁压实,但能保证在种子稳定落定压实前,沟壁结构完整不破损,这一点至关重要(除非后续研发出新结构:在沟壁抬升开裂前,完成种子落种与压实)。
问题核心在于:种子从输种管、导种靴下落之后,沟壁是引导种子落至 V 型沟底的唯一依托。所有输种管都无法直达种沟最底端,管口几乎都停留在沟底上方 1 英寸及以上位置。该预留间距十分必要,用于适配圆盘磨损、排出附着泥土。
下图精准展示了主流播种机的输种管结构,也是现代所有播种机的典型结构。
近二十年来,限深轮结构鲜有技术革新,仅有一项显著改进:窄幅限深轮胎。传统宽幅轮胎无需在疏松土壤中浮起作业,原本 4 英寸的轮宽并无必要;多数免耕种植户也希望减少机具碾压秸秆。目前行业趋势为改用 2~3 英寸窄幅限深轮,该设计具备实用性。(注:此改动会让土壤压实区域更靠近种沟,绝大多数限深轮的载荷都集中在轮体外缘。)还有一种前沿设计方案:搭载传感器与智能控制系统,实时监测限深轮承受载荷,并联动下压力调节系统,动态调整压力,使限深轮始终保持恒定受力(例如 20 磅载荷)。
前面我讲到了播深限位,那么最初究竟是什么力将圆盘压入土壤呢?下压力一般由螺旋弹簧提供,弹簧将机架(横梁)的重量传导至开沟器;该力也可通过液压油缸、气囊装置提供。部分设备会采用液压油缸驱动动力轴转动,进而压缩每个开沟器上的弹簧。无论采用何种结构,理想状态下,无论开沟器悬挂连杆运动到行程的哪个位置,作用在开沟器上的压力都应保持稳定。当然,机架自身需要具备足够自重,才能为压力传导机构提供受力支点。
需要注意的是,作业行进速度越快,所需下压力与整机配重就越大;同时下压力需求随土壤条件差异极大。总体而言,有机质含量低、黏粒含量高的黏土,比壤土需要更大的下压力。除此之外,免耕种植年限、土壤墒情、前茬作物、土壤耕性等诸多因素,也会影响压力需求。
由此引出开沟器的悬挂连接结构,也就是开沟器与机具横梁的连接方式:分为平行四连杆机构与径向摆动机构(单支点回转)。
平行四连杆机构的优势在于,能够让开沟圆盘及整套开沟部件与地表始终保持固定夹角,这对稳定作业至关重要。(反观径向摆动机构,部件间的相对角度会随摆动弧度不断变化。)
更关键的是,平行连杆机构通常拥有更大的有效行程:即开沟器在正常作业位置上下浮动时,仍可持续保持稳定下压力。有效下压行程不足,是目前市面多款径向连杆式播种机开沟器的主要缺陷。
当下行业内兴起一种前置顶推式平行连杆设计,理论看似可行,实际应用效果却很差。
工作时连杆容易出现卡滞受力,若部件向内折叠,甚至会损坏开沟器。即便未出现损坏,连杆动作也无法像后置悬挂连杆那样顺畅灵活。
种子落点调控
把种子送到 V 型沟底,看似十分简单,然而各大机具厂商的实际设计往往不如人意。种子从开沟器上方高处下落(或气吹输送),加之机具持续向前行进,种子弹跳偏移是十分突出的问题。理想状态下,输种管、导种靴配合开沟圆盘,应全程约束种子运动,直至种子落到种沟深处再释放,并且保证种子落位后不再弹跳、移位。种子在输种管内部会大量弹跳、杂乱翻滚,并非机具产品手册示意图里那样规整顺滑。一旦出现缝隙空隙,种子就极易偏离轨迹,最终散落在各处,唯独落不到沟底。
从而减少因播种器与静止的土壤之间的速度差异而导致的种子反弹现象。不过,如果此时沟槽的侧壁正在坍塌,那么这种设计就不起作用了。另外,对于使用单盘开沟器的播种器来说,种箱应位于刀片的“阴影区”内——也就是说,种箱不应接触到沟槽的侧壁,即便它可能延伸到土壤表面之下。如果种箱的宽度大于沟槽的宽度,那么它会阻碍开沟器的前进,增加牵引力,同时也可能破坏不稳定的沟槽侧壁,从而影响种子的均匀分布。无论如何,这一切都是为了确保所有的种子都能准确落入沟槽底部。
还有一个叠加问题:土壤与残茬会在种子下落前先落入种沟内部。圆盘出土抬升时,周边土壤会一定程度回弹复原,伴随沟壁土体碎裂、局部塌陷。理想作业状态下,种子应在此之前就已经落至沟底。想要实现这一点,种子落至沟底的位置,应当刚好处于圆盘入土最深的点位,或是略微偏后的位置。但市面上多数播种机的落种位置都过于偏后。(注:此处并非指种子从输种管出口排出的位置,而是种子最终沉降到沟底的实际位置,该位置由输种管布局、出料倾角、种子下落速度共同决定。)
常规播种机的输种管尾部设计为向后弯曲,初衷是在管底将种子向后推送抛出,以此抵消相对速度带来的种子弹跳问题 —— 机具(连同管内种子)前进速度与静止土壤之间存在5 英里 / 小时的速度差。这个设计原理本身可行,可问题在于,此时沟壁往往已经提前塌陷。此外,对于单圆盘开沟器而言,导种靴应当始终处于圆盘作业形成的轨迹盲区之内。也就是说,即便导种靴深入地下较深位置,也不应挤压、触碰种沟侧壁。若导种靴宽度大于种沟宽度,便会产生拖拽阻力:阻碍圆盘入土,增大机具牵引负荷,同时还会扰动本就不稳定的沟壁,进一步降低播种质量(具体影响程度由导种靴具体外形结构决定)。总而言之,所有结构设计的核心目标,都是让每一粒种子精准落至 V 型沟底,并稳定停留在此处。常规播种机输种管尾部的后弯结构,本意是让种子在管底获得向后的推送速度,以此抵消机具行进带来的相对速度差(机具前进速度约 5 英里 / 小时,土壤相对静止),减少种子弹跳。这个设计本身原理可行,前提是沟壁不会在此期间提前塌陷。
另外对于单圆盘开沟器,导种靴应当始终处于圆盘作业轨迹的内侧阴影区。也就是说,即便导种靴深入土层较深,也不能触碰挤压沟壁。
若导种靴宽度超过种沟宽度,就会产生拖拽阻力,阻碍圆盘入土,增大机具牵引负荷;同时还会扰动本就不稳定的沟壁,进一步恶化落种质量(具体影响由导种靴外形决定)。总而言之,所有结构设计的核心目的,都是让所有种子精准落至并稳定停留于 V 型沟底。
相较于重力自落式排种,气吹式排种系统的种子弹跳控制难度更高。原因在于种子输送速度更快,且高压输送气流需要泄放,气流很容易裹挟种子偏离预定轨迹。文丘里管、扩散器这类气流泄压结构能够改善该问题;将输种管略微前倾、而非后倾设计,同样有效。作业时应始终将输种气压调至最低可用值。
一般在导种靴或输种管尾部加装高分子、橡胶材质的挡种防跳片,可以有效抑制种子弹跳。该结构对重力排种、气吹排种系统都十分重要,却极少被从业者重视。
输种管内壁应尽可能光滑,以此减少种子弹跳。双圆盘播种机上的塑料输种管,侧壁长期受圆盘摩擦极易磨损变薄,最终薄如纸片。管材会开裂并向内卷曲,致使种子在下落轨迹末端无序乱跳。
目前美国市面在售的双圆盘播种机,最初全部是针对松软翻耕土壤设计的,适配免耕作业始终只是后续追加的改良需求。因此整机结构用料普遍偏轻薄,就连开沟圆盘本身厚度也不足。在结构紧实的免耕土壤中,这些薄圆盘会出现大幅度、甚至严重的向内形变。在两个圆盘之间、输种管前方,设有一块金属楔形防护件,用于防止圆盘内弯挤压磨损塑料输种管,该部件被称作输种管护片、护蛙块、挡块。遗憾的是,各大播种机原厂配套的护片磨损极快,仅作业数百英亩就会损耗失效,随后圆盘向内形变,直接损坏输种管。(圆盘磨损变薄后内弯变形会进一步加剧,而且圆盘本身磨损速度极快,在圆盘直径明显磨损变小之前,侧壁就早已磨薄。)圆盘内弯变形带来的另一项副作用,是种沟底部 V 型空间收窄。为保证有效播深,只能把开沟器限深轮调得更深,最终造成落种位置不稳定;V 型沟最狭窄的部位无法正常落种,种子会卡在中途,无法顺利落至沟底。(实际上,若能限制圆盘内弯,开出的种沟根本不再是标准 V 型,沟底会形成一处宽度约0.31 英寸的平底区域。)除此之外,圆盘过度内弯还会导致限深轮轮胎无法与圆盘侧面完全贴合,泥土会随着圆盘抬升上移,堆积卡塞在限深轮内侧。如今市面上已经出现多款改良配件来解决双圆盘播种机的圆盘形变问题,例如加厚圆盘、边缘带耐磨层的加宽型输种管护片。
护蛙块(输种管护片)有一类相近部件,即沟底压实头。本文将其定义为:开沟器入土作业时,向下凸出至圆盘下方的部件。这类部件在翻耕土壤中尚且具备一定作用,但在免耕土壤中危害极大。原因很简单:钝性部件挤压湿润土壤,会造成严重的土壤糊化黏闭与板结压实。传统锄式条播机作业时,土壤尚且能够自由回弹抬升,相比之下优势明显。
种子压实
至此,种子终于落入 V 型种沟内,接下来需要完成种子压实与种沟覆土闭合。前文已经提到,若将种子压实、种沟覆土,甚至播深限位多项功能集成在同一部件上,作业效果往往很差。免耕土壤本身结构紧实、弹性强,单纯从地表自上而下施压压实的方式效果极差、并不适用。想要在种子所在土层深度形成均匀稳定的压实压力,往往需要在地表施加极大压力,这会造成土壤表层结壳板结,同时被重度压实的沟壁会阻碍作物后期根系下扎。即便施加了极大压力,种沟依旧常常无法完全闭合,待土壤干燥后还会开裂,使得种子与幼苗极易受天气影响,同时易遭受虫害啃食。加之开沟圆盘切削土壤会形成大量土块,种子周围及上方土壤的密实度、土壤条件差异极大;想要让土壤环境重新趋于均匀,只能进行高强度重压压实。(需要说明,这种依靠压轮重度碾压压实的方式,在干燥疏松的翻耕苗床效果极佳,但这套方法完全不适用于免耕苗床。)
更为合理的设计思路,是将种子压实功能与种沟覆土功能相互分离。这样仅需较小压力,便可直接作用于 V 型沟底的种子及周边土壤,实现均匀稳定的种土贴合;同时还能配合辐条式覆土轮,破碎被压实的种沟侧壁。
压实部件既可以采用滑动式结构(基顿 Keeton 压实器),也可以采用轮式结构。前提是部件宽度足够窄,能够伸入 V 型沟底;宽度偏大的部件会卡在沟壁上,无法发挥压实作用。同时部件边缘又不能过窄、过于锋利,否则会把种子推向侧边,无法精准压实于沟底正中位置。唯一的核心变量就是压实部件可提供的压力大小。由于施压点精准对准种子落点,很小的压力就能达到极佳效果。高有机质湿润土壤,仅需 1 磅压力就完全足够;有机质含量偏低的土壤所需压力更大,干旱土壤则需要更大压力。总体而言,轮式压实器可提供的压力普遍高于滑动式压实器。部分压实部件容易粘附泥土,该问题通常由以下原因导致:部件过宽、施压不足、部件前方土壤扰动过多,或是压实轮自身直径过小。
辐条式覆土轮在免耕作业中优势显著,因为免耕土壤自身的结构与回弹特性,本身就难以完全闭合种沟。传统挤压、撬压式的覆土方式,普遍存在覆土闭合不充分、沟壁过度压实、沟壁土体抬升等问题,有时甚至会连带把种子带出种沟。部分辐条式、齿杆式覆土轮接触土壤的部件较为钝厚,相比传统光滑实心覆土轮,覆土闭合效果更好,但在潮湿土壤环境下依然会造成土壤过度压实。还有部分覆土轮辐条尖端锋利、辐条细长,入土深度过大,会连带整片沟壁土体松动抬起,同时带走种子,相当于把所有精心完成的播种结构全部搅乱。事实上,这是绝大多数辐条覆土轮普遍存在的缺陷:轮体持续转动时,尖刺状辐条扎入沟壁再拔出,极易勾带沟壁土体一同带出。由于沟壁本身已经被开沟圆盘压实,拔出时往往会整块脱落,从 V 型沟底整体松动剥离。而种子恰好被压实固定在沟底,便会随着土块一同被带出,严重破坏播种效果。
目前针对该问题的改良方案包括:大幅降低辐条覆土轮的施压力度(但会削弱覆土闭合效果)、加宽两轮间距(同样会降低覆土质量);或是优化辐条外形与作业倾角,避免辐条勾带抬升沟壁。其中一种改良思路是增强辐条的挤压压实作用,以此减少土体抬升,当然这种方式本身也存在固有弊端。想要真正完好地破碎沟壁土体,需要部件具备更偏向切削的作用,尤其是以特定角度切入沟壁,从根源避免土体被连带抬起。
在种子落定并完成压实后,充分破碎沟壁土体,不仅能让幼苗快速出苗(种子上方土壤疏松,顶土阻力小,气体交换条件优良)、保证种子上方覆土厚度均匀,还能破除开沟圆盘作业造成的沟壁糊化压实所带来的根系生长阻碍。只要根系能够找到缝隙,就可以穿透压实土层向下生长,核心就是人为制造生长裂隙。
部分情况下,辐条覆土作业后土壤会过于疏松、覆土不均,此时可在机具后方加装重型拖链,轻微镇压规整表层土壤。
开沟器前置部件设计
在播种单体前方加装波纹圆盘、波浪形切盘效果如何?
这类前置切盘一般有几个作用:减轻开沟器作业时的秸秆缠绕、分担开沟器作业负荷等。但其主要目的是疏松土壤,让原本适配疏松土壤的压实、覆土结构能够正常工作。遗憾的是,该装置仅能在一定程度上复刻翻耕苗床干燥疏松的土壤环境;在潮湿土壤中,切盘只会切削出条状泥浆四处飞溅,还极易堵塞开沟器。入土作业强度过大的切盘会产生明显耕作扰动,将种行内及周边残茬全部掩埋,极易引发土壤板结结壳问题。与其加装切盘扰动土层,来适配老旧落后的压实、覆土结构,不如从根源解决设备本身的设计问题。从长期作业效果来看,后者方案优势远大于前者。
如果想要在不依靠切盘耕作扰动的前提下,清理开沟器行进路径上的障碍物,可以选用残茬清理装置。该部件也被称作行内清茬轮、秸秆甩轮,能够将大块秸秆残茬扫至侧边,优化开沟器作业条件,主要作用是减少秸秆缠绕、提升播深控制精度。清出无残茬种行还能加快土壤升温,同时减轻前茬作物残茬化感作用对新播作物的抑制影响。
残茬清理装置不应翻动、推移土壤(部分结构设计极易带土),同时也不宜清理全部秸秆残茬;清茬过度会加剧土壤板结,还会导致雨水沿种行冲刷。总体而言,田间物料扰动越多,后续部件发生堵塞的概率就越高。
清茬轮主要分为两种基础结构:浮动式清茬轮、播种单体半固定式安装清茬轮。目前行业对于两种结构的优劣尚无统一定论。其余结构选型还包括:单轮与双轮设计(设计合理的单轮完全够用)、直齿与定向齿设计;采用前掠式齿形可避免甩飞秸秆,也可选用弹性齿替代刚性齿。
清茬轮想要达到最佳作业效果,需要前方有切削部件先行开切。安装布局上,应让前置清茬轮从切削侧进行扫动清茬,结构布局如下。
该切削部件通常可兼作施肥开沟器,施肥开沟深度无需过深,浅施即可,施肥深度与播种深度保持一致最佳,且需布置在种沟侧方2.5~3 英寸(处。对于施肥开沟部件而言,作业扰动越小越好。因为这类部件带起的泥浆、残茬会很快接触到播种开沟器,进而引发堵塞等各类故障。
有时选用平直圆盘、或是波纹幅度极小的圆盘即可,圆盘后方搭配施肥注射喷嘴。更稳妥可靠的施肥开沟结构,会在侧边搭配限深轮或刮土轮,防止圆盘出土时带起整片土壤上翻剥离。
整体部件组合布局
以上所有部件,都可以在机具横梁上进行多种组合排布。目前有一种较为流行的改装方案:将施肥开沟器与残茬清理装置全部安装在播种单体上,而非把施肥开沟器直接固定在机架横梁上。
对于播种单体前方安装空间有限的播种机来说,该设计具备一定合理性。但需要注意,如此布置后,原本的单体下压力系统需要同时驱动两个开沟部件入土,而非原本的单个开沟器,原有下压力弹簧往往无法提供足够的驱动力。
同时需要注意,若大量残茬被堆积在相邻两个播种单体之间,极易造成机具堵塞。理想布局为:播种机左右两侧的所有残茬清理装置,统一朝单一方向清扫残茬(优先向机具外侧清扫)。
是否需要一次性配齐所有配件?不一定,因人而异。具体取决于土壤类型、气候条件、作物轮作模式等因素。而且,只有当你田间种植管理的其他环节都运转良好时,追求精准落种、培育高质量出苗群体才具备实际意义。
结语
我见过造价十万美元的高端播种机作业效果一塌糊涂,问题根源要么是机械设计存在缺陷,要么是机手调试操作不当。我也见过仅五千美元的简易播种机,田间表现十分优异。不少老式机具的播种性能,实际上优于市面上部分新款设备。甚至有些老旧机型仅仅更换型号、贴上精美贴纸、重新喷漆,就被当作新产品售卖。销售人员的专业水平往往远没有他们吹嘘的那么高,部分人甚至完全是虚假宣传、夸大其词。对于他们的说辞,务必多加甄别、谨慎看待。如果你无法分清不同机型设计的核心差异,就多深入研究,或是在多种田间工况下实地测试验证。
一定要做好成本核算:这套新设备、新配件每亩每年的使用成本是多少?节省的成本、增产带来的收益,能否覆盖购置成本,并且实现额外投资回报?这些收益的确定性有多高?只有答案十分明确时,再进行设备升级改装。但无论你使用哪一款播种设备,都要充分挖掘其作业潜力。设备规范保养与精细调试带来的收益,往往是投入成本的数倍。
田间试验与经验观测几乎无需额外成本,理应多去尝试、多做总结。诚然,田间环境、细节差异、最终效果都会千差万别,细致钻研本就费时费力。人们总是更希望直接拿到现成答案,或是花钱找人代劳所有方案。
但田间种植管理远不止这么简单,成功的种植模式根本无法直接照搬、花钱购买。聘请专业技术指导十分明智,自主学习专业知识也大有裨益。
真正的难点在于:该选择靠谱的专业人士、从何处学习专业知识;更难的是,如何把所学知识结合自身田间生产灵活运用,实现实际效益;同时还要时刻警惕,因知识盲区、理解偏差、应用不当而产生的各类种植风险。
从来没有人说过,农业田间管理是一件简单轻松的事。
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作者:马特・哈格尼(2002 年 9 月 3 日)
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