1 引言

马铃薯是一种经济作物和工业原料作物，因其极强的适应能力广泛分布于世界各地[1]。马铃薯在我国具有非常广泛的发展前景，在增加农民收入、调整农村产业结构和保证国家粮食安全等方面具有重要作用。我国马铃薯机械研究较晚，大多数马铃薯种植机械是基于国外技术的仿制和改进，整体水平相对落后[2]。因地理环境和气候因素的差异致使国外先进的农业机械不能完全适应我国马铃薯种植农艺要求。生产实践表明，与传统手工种植方式相比，马铃薯机械化种植可提高约3倍工作效率[3]。排种器作为马铃薯播种机的关键部件，直接影响到整机的性能，对提高播种质量、提高作物产量意义重大。

2 马铃薯播种排种技术

马铃薯的种植要求在播种过程中不伤种、播种深度相同、株距和行距均匀、漏播率和重播率低[4,5]。排种器按其工作原理可分为勺式、气力式、指夹式、针刺式、转盘式和板阀式几种[6]。指夹式、针刺式和转盘式对种薯的适应性较好，但针刺式排种器在工作过程中需要把种薯扎在刺针上，刺针容易损坏并污染种薯；指夹式排种器因其投种部位较高，其播种的株距均匀性较差，且漏种率和重播率很高；转盘式排种器作业过程中需要人工在转盘排种装置上放置种薯，机械化程度低；板阀式排种器容易在种子疏导管和排种器部位发生堵塞,导致大量种薯堆积在排种器中，降低了排种盘的工作效率，并容易造成种薯种皮和种芽的机械损伤。基于以上原因，目前较多应用勺式和气力式排种装置。

2.1勺式排种器

勺式排种器按其安装方式可分为直立式和倾斜式。为使种薯相对于地面的水平分速度为零，保证株距均匀，倾斜勺式排种器（如图1所示）安装时需向运动方向倾斜一定角度[7]。其工作原理为：安装在取种链（或取种带）上的取种勺先从喂薯区舀取种薯；然后通过刮板、刷轮、气流或震动的作用将取种勺中多余的种薯清落到下侧的喂薯区；最后种薯在取种链（或取种带）的带动下运动至投种点，同时取种勺发生翻转，将种薯落到种沟内。

勺式播种机械是目前应用最广泛的机型之一，种薯块茎规格和震动等因素会影响播种质量。为此，通常采用自动补偿系统[8]，当出现漏播时及时驱动补薯机构进行补薯工作。另外，还可以采用以下措施来解决震动问题：一是采用悬架结构，以此减少因耕地不平整造成的整机震动；二是提高震动清选装置的稳定性。装置的清选振动装置，可以通过电动机带动偏心装置，产生稳定的震动频率。

2.2气力式排种器 

气力式排种器是在不同区域形成不同压差，利用压差产生吸力或推力完成排种工作。根据其原理可分为气吸式和气吹式两种。

气吸式排种器（如图2）是利用真空产生吸力进行排种工作。真空室位于排种盘下侧，在真空室的负压作用下，种薯被吸附在排种盘的吸孔上，当种子转出真空室后，负压消失，种子靠自身重力从排种盘上落到种沟内[9]。

气吹式排种器（如图3）的排种方式是种薯在自身重力和气压差作用下，落到排种轮型孔内。当种薯运动到清种区时，在入射气流和流出气流的压力差、折射气流和重力的作用下被牢牢固定在底部；当种子运动到保护区时，气压差消失种子靠自重落到种沟内[10]。

马铃薯种薯的块茎尺寸差异较大，形状大小不一的种薯极易在排种器中堵塞，容易造成种薯种皮和嫩芽的机械损伤，同时种薯在气压差的作用下，种芽极易在封闭的空间中折断或脱落进而影响马铃薯的产量和品质。为解决此问题，华中农业大学设计了气压式水平圆盘马铃薯排种器，将中间输种装置和气力排种装置相结合，可有效避免种薯堆积、伤芽现象的发生[11]。