玉米育种精量播种关键技术与装备研究
基于电机驱动的玉米精量排种控制系统开发与试验
基于电机驱动的玉米精量排种控制系统开发与试验
肖跃进;颜丙新;凌琳;李立伟;梅鹤波;耿端阳
【期刊名称】《拖拉机与农用运输车》
【年(卷),期】2024(51)2
【摘要】玉米单产提升是确保粮食产量稳定的有效措施,玉米精量排种器电机驱动控制技术是改善玉米播种质量,提高玉米产量的有效方式。
本研究设计了一款驱控一体式永磁同步电机,提出了基于磁场定向控制(FOC)的电机转速精准控制方法,采用MATAB验证FOC驱动控制方法的正确性,研制了玉米电驱精量排种控制系统,开展了田间实验,结果表明:作业速度≤15 km/h时,播种合格指数≥91.79%,漏播指数≤2.42%,重播指数≤5.80%,变异系数≤20.65%,播种质量明显优于国标,满足高速播种需求。
【总页数】8页(P52-59)
【作者】肖跃进;颜丙新;凌琳;李立伟;梅鹤波;耿端阳
【作者单位】山东理工大学农业工程与食品科学学院;北京市农林科学院智能装备技术研究中心;智能农业动力装备全国重点实验室;北京市农林科学院
【正文语种】中文
【中图分类】S223.2
【相关文献】
1.基于电机驱动的玉米精量播种机智能化株距控制系统设计
2.基于双闭环PID模糊算法的玉米精量排种控制系统设计
3.玉米精量排种器排种质量自动检测仪设计
与试验4.基于模糊PID控制的玉米精量播种机单体驱动器设计与试验5.气吸式电驱动玉米高速精量排种器性能试验研究
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玉米精密播种技术的推广与发展前景
玉米精密播种技术的推广与发展前景玉米是世界上最重要和广泛种植的作物之一，它在人类饮食文化中具有重要地位。
玉米作为人类饮食不可缺少的食物，其种植技术和管理方法也已经不断地得到了进步和改善。
其中，玉米精密播种技术的推广和发展，对于玉米的生长发育和产量管理具有巨大的作用，具有非常重要的现实意义和发展前景。
一、玉米精密播种技术的定义和特点玉米精密播种技术是一种利用现代科技手段，实现玉米种子的深度和间距均匀的技术。
这种技术通过对土壤和环境条件的精确调控、对玉米种子的精密定位和精准计量，实现了玉米种子的均匀分布和优质生长。
从而提高了玉米的出苗率、增加了单株产量、提高了整个田间玉米的总产量。
1. 精度高。
玉米精密播种技术要求播种机械的精度高，以减少种子的损失、浪费和重叠，从而提高了整个田间玉米的生长质量。
2. 节约资源。
采用玉米精密播种技术使得种子的浪费量大为减少，对土壤养分和水分的利用率大大提高，从而实现了资源的节约和环保。
3. 均匀性好。
玉米精密播种技术通过控制种子的数量、空间位置和深度，使得每一株玉米都能够得到相同或类似的生长环境和资源，从而提高了玉米整个田间的生长质量，早期生长均匀。
二、玉米精密播种技术的推广与发展现状众所周知，玉米是世界上最重要的作物之一，也是中国的传统粮食作物，自2004年以来，我国玉米的种植面积一直是世界第一。
玉米播种机械在过去的十几年里得到快速的发展和进步，特别是近年来，随着我国粮食产业化和现代化的加速推进，玉米机械化种植技术和管理方法已经得到了快速的发展和应用。
玉米精密播种技术是在机械化种植技术基础上的一个重要发展趋势，它符合现代农业科技的需求和发展方向，可谓是农业机械化和现代化的一项重要成果。
目前，我国许多知名的农机生产厂家都开始了玉米精密播种技术的研发和生产，不少省市和地区也已经在比较大范围内进行了玉米精密播种技术的推广和应用。
在这一背景下，玉米精密播种技术的推广和发展已经得到了巨大的关注和支持。
玉米播种机排种器对精量播种质量的影响
玉米播种机排种器对精量播种质量的影响作者：洪露等来源：《农机质量与监督》 2021年第9期安徽省农业机械试验鉴定站洪露郭庆邓钢现阶段玉米机械化播种主要采用单粒点播或穴播方式，可以做到每穴单粒或每穴等粒，通常把精确控制穴（粒）距和播种深度的播种方式称为精量播种。
在玉米播种机各主要工作部件中，排种器是一个核心部件，其性能好坏直接关系精量播种的质量效果。
一、玉米播种机排种器分类玉米精量播种是机械化播种的一种方式，其优点是播种量精确可控、种子均匀分布。
据测算，精量播种每公顷土地可以节省50%玉米种子，种子能够产生更多分蘖，促进次根系生长,达到“苗齐、苗全、苗壮”目标。
当前，玉米精量播种机可以按照粒数、穴（粒）距和播种深度精确播种，其中单粒精量播种居多。
玉米播种机通常由种（肥）箱、排种（肥）器、开沟器、覆土（镇压）器、机架、导种（肥）管等部件组成，排种器是核心部件。
目前，我国市场上玉米播种机所配排种器主要有勺轮式、指夹式和气力式，其中以勺轮式应用范围最广泛。
下面分别阐述其结构和工作原理。
（一）机械式排种器1．勺轮式排种器结构。
主要组件有：排种器壳体、导种轮、挡隔板、勺轮、驱动轴等。
工作原理。
一般要历经四个步骤，依次为舀取、清理、传递和投播。
在实际播种作业中，随着勺轮转动，勺轮式排种器周期性地重复着四个步骤，完成播种作业。
第一，当工作开始后，种子首先由种箱经种子通道进入勺轮室，动力由地轮传导至驱动轴并带动勺轮室转动，导种轮及勺轮也随之转动，此过程挡隔板处于固定状态，接着种勺随勺轮下部在种子内转动进入种子堆里，种子在重力、离心力以及种子间推挤力等作用下进入种勺内，完成一次种子舀取步骤。
第二，勺轮上的种勺转出种子堆时，其中一般会附着多个种子，而当勺轮继续转动，多余附着的种子在重力作用下会掉落回种子堆里，至此完成一次种子清理步骤。
第三，经过清理，留在种勺内的种子通常只剩下一粒，随着种勺继续转动，当种勺转到挡隔板上孔槽的开口处时，种子会进入导种轮上相应孔槽，至此完成一次种子传递步骤。
精播机收型玉米新品种青卓918 的选育及应用研究
精播机收型玉米新品种青卓918的选育及应用研究徐青松1 徐劲松2 骈跃斌1 赵 明3（1山西省农业科学院食用菌研究所，太原030031；2山西省农业科学院玉米研究所，忻州034000；3山西省农业科学院现代农业研究中心，太原030031）摘要：山西青卓玉米种子研究所通过收集、整理外来种质资源，结合当地种质资源，经过上千份材料的筛选，杂交改良培育新的组合，新组合培育的杂交种改变了外来品种中表现的不抗大斑病、小斑病、青枯病，且整体降低了株高和穗位高，增加了次生根的抓地能力，抗倒伏，且果穗成熟时高度整齐一致，苞叶自动蓬松，更适合机械化作业，在苗期单粒播种减少人工间苗，属密植型，改变了传统玉米种植模式，提高单产和效率。
青卓918就是其中典型的代表，是以自选系X4835为母本、自选系X3508为父本组配而成的杂交种，于2018年5月通过山西省农作物品种审定委员会审定，审定编号：晋审玉20180011，适合山西省春播中早熟区域种植，春播生育期128.8d。
2015-2017年参加山西省春播早熟区域试验，每hm2平均产量13033.5kg，2年16点全部增产，比对照大丰30平均增产12.4%。
关键词：玉米；青卓918；精量点播；机收；早熟玉米是目前世界上种植最广泛的禾谷科作物之一，玉米种子因其独特的商品价值造就了一批世界闻名暇尔的种子公司，从玉米种子营业额和玉米品种的知名度来分依次是：杜邦－美国先锋国际良种公司、瑞士诺华集团玉米种子公司、法国利玛格兰种业集团、美国孟山都玉米种子公司、德国KWS种业集团等。
我国是仅次于美国的第二大玉米生产国，20世纪80年代，上述跨国公司就开始在我国设立办事机构，聘用技术人员，布置品种试验，努力实现植根本土化，其中最成功的为美国杜邦－先锋国际良种公司先玉335、先玉32D22、先玉696、先玉508、先玉218、先玉420等6个国审品种，以及省审的先玉688、先玉820等一大批先锋玉米品种；德国最成功的特早熟玉米品种德美亚1号、德美亚2号，以及KWS3685耐密抗倒伏玉米新品种，为我国玉米技术创新实现玉米跨越式发展奠定了良好的种质基础，先锋玉米和德美亚玉米代表了当代世界上玉米先进水平，这些玉米材料的品质特征，对于我国玉米育种水平及在国际市场上的竞争力是值得借鉴的[1]。
玉米高产种植新技术
玉米高产种植新技术一、播种前准备1.品种选择选用高产、优质、抗逆性强的玉米杂交种是保证玉米增产的重要措施之一。
根据我县生态生产条件，结合品种特性进行科学选种，既要防止品种单一化，又要避免多乱杂。
宜选用郑单958、浚单20等耐密型品种。
2.种子处理(1)晒种：选择晴天上午九时到下午四时进行晒种(注意：不要在铁器和水泥地上晒种，以免烫坏种子)，连续晒2—3天，可提早出苗1—2天，出苗率提高13%—28%。
(2)拌种：一包玉米种子用一包迪种宝拌种，比不拌种的发芽快，出苗整齐，粗壮;微肥拌种可补偿土壤养分，而且经济有效，比大田施用方便，提高发芽率。
二、抢时足墒早播“春争日，夏争时”。
抢时早播可以增加有效积温，延长玉米的有效生长期，充分利用肥、水、光、热资源，避免芽涝和后期低温影响，实现充分成熟。
一般在6月10日前要播完，最迟不要超过6月15日。
播种时要足墒下种。
(1)播种量一般为每亩2—2.5公斤。
(2)播种方式高产田宜采用宽窄行播种，宽行70—80厘米(三个麦茬)，窄行40—50厘米(两个麦茬);中产田可采用等行距播种，行距60—65厘米(三个麦茬)。
(3)播种深度一般以5—6厘米为宜。
墒情好的粘土地，应适当浅播，以4—5厘米为宜;疏松的沙质壤土，适当深播，以6—7厘米为宜;若土壤含水量过高，不宜深播。
播后及时镇压保墒，以利出苗。
(4)合理密植玉米合理的种植密度受土壤肥力、品种特性、生产条件、目标产量等多种因素的影响，其中最主要的是品种特征，密度过高或过低都会导致玉米减产，合理密植应根据品种特性和地力而定，一般耐密型品种4000～5000株/亩;半紧凑型品种3500～4000株/亩。
(5)足墒播种充足的土壤墒情是保证玉米苗全、苗齐的基本条件。
在适播期内，要趁墒抢种，若土壤墒情不足，播后要及时浇蒙头水。
三、田间管理(一)苗期管理1.化学除草：播后要及时进行化学除草，采用土壤封闭或茎叶处理。
土壤封闭墒情不足时，要适当加大喷药用水量。
推广玉米单粒播种和精量播种技术的现状及对策——以济宁市为例
农 技 推 广农业开发与装备 2014年第12期玉米单粒播种技术是玉米生产现代化的一项重要内容，也是引发玉米种植方式、栽培技术、种子加工以及育种方向等变革的启动器。
为搞好我市玉米单粒播种与配套技术的稳步推进和扎实推广，近年来，济宁市、县两级种子管理站组织技术人员，认真开展了单粒播种玉米种子质量标准与配套技术的调研活动。
调查组按照详细分工，分别采取走访公司和农户、问卷调查、座谈商讨等多种方式，深入开展调查研究。
全市共调查种子生产经营单位（门店）83家，种植农户260余户，获得建议线索320余条。
通过全面梳理整理，形成了初步的共识和技术路线。
1 单粒播种和精量播种的定义商榷1.1 单粒播种技术玉米单粒播种技术就是在种子纯度和发芽率极高、发芽势强，病虫害防治措施有保证，整地质量和土壤墒情良好的条件下，运用配套播种机械，按照每穴一粒种子和不同品种适宜的行距、株距、深度等农艺要求，将确定数量的种子均匀地播入土壤中，并随即适当镇压，出苗后不再进行间苗作业的一项新型播种技术。
1.2 精量播种技术精量播种技术是指根据不同品种确定种植密度和播种数量，用播种机械按农艺要求的行距、株距、深度等将种子精确地播入土壤，每穴“单粒播种”或“半距单粒播种”，然后适当镇压的播种技术。
这种播种技术能充分发挥个体优势，实现苗全、苗齐、苗匀、苗壮，增强综合抗性，达到优质、增产、增效的目标。
2 我市推广玉米单粒播种和精量播种方式的现状2.1 单粒播种方式近年来，我市种子市场销售的单粒播种玉米种子数量逐渐增加，播种面积有逐步扩大的趋势。
2.2 精量播种方式我市玉米大田生产中，精量播种方式推广面积较大，2013年总推广面积达到12万hm2左右，约占总播种面积的40%左右。
其中，推广面积较大的有汶上县达到3.2万hm2，占总播种面积的64%；邹城市达到1.63万hm2，占总播种面积的40%；金乡县达到5393.33hm2，占总播种面积的95.2%；其他县（市、区）推广面积较小。
玉米条带深旋精量播种技术
问题 与对策ｌ Ｊ １ ． 中同果树 ， ２ ０ ０ ２ ， ７ ： ３ — ６ ．
的作用 。赤霉素处理浓度 ５ ０ ｘ ｌ Ｏ 在无核率和葡 萄产量方面优于其它处理浓度 ， 且各处理葡萄风
味差 异 不显 著 。 因此 ５ ０ ｘ １ ０ 为安 芸皇后 葡 萄 的最
［ ２ ］ 曾骧． 植 物激素和果树 的生长发育【 Ｊ １ ． 中国果树 ， １ ９ ８ ０
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玉 米 条 带 深旋 精 量 播 种技 术
玉 米 条 带 深 旋精 量播 种技 术 是 由 中 国农 科
种 新 型精 细播 种 机械 化技 术 ， 已获 国家 实用 新型 专利 （ 专利号 ： Ｚ Ｌ ２ ０ ０ ９ ２ ０ １ ６ ０ ４ ８ ２ ． １ ） 。该 机 具 为 立
ｆ 增 刊１ ： ６ — １ ９ ．
【 ３ ］ 徐绍颖 ． 植 物生长调节剂 的应用 『 Ｊ ｌ ＿ 葡 萄栽 培与酿酒 ，
１ ９ ９ ０， ４： ２ ８— ３０．
适处理浓度 。初花期使用赤霉素无核率高 ， 无核 【 ４ Ｉ 安光夫． 应用赤霉素提早葡萄成熟期的方法『 Ｊ Ｉ ． 农业及 果 率随处理 时 间向后 推移 而有 降低 的趋势 ， 因 同艺 ｆ 日） ， １ ９ ６ ３ ， ３ ８ （ ５ ） ： ７ ８ ５ ． 此， 较早使用赤霉素有利于提高无核率。赤霉素 ［ ５ 】 沈 德绪 ． 果树 育 种试 验 技 术［ Ｍ】 ． 北京 ： 农业 ｆ ｆ ｛ 版 社，
［ ８ 】 苏家乐． 影响赤霉 素处理效 果的原 凶与分析 Ｉ Ｊ Ｊ ． 江 苏
玉米精量播种高产配套栽培技术
性粉 剂ｌ ０ ０ ０ ～１ ５ ０ ０ 倍液 ，或异菌脲 １ ０ ０ ０ 雾 防治 １ 次。
倍 液 喷 雾 防治 １ 次。 （ ７）蚜 虫 、 美 洲 斑 潜 蝇 。 可 选 用 （ ４ ）病毒病 。发病 初期 ，用２ ０ ％病 ２ ５ ％噻虫嗪可湿性粉剂 １ ０ ０ ０ 倍液 ，或４ ０ ％ 毒Ａ可湿性粉 剂５ ０ ０ 倍液 ，或５ ％菌毒清水 啶虫脒水分散粒剂 １ ５ ０ ０ 倍液喷雾防治。 Ｎ２ ｏ ｏ ～３ ０ ０ 倍 液 喷 雾 防治 １ 次。 六 、 采 收 果 实 达 商 品 成 熟 时 ，在 严 格 按 照 农 ６ ６ ７ 平方 米２ ５ ０ 克 熏 烟 ，或 ４ ０ ％氟 硅 唑 乳 药 安 全 间 隔期 前 提 下 ，及 时 采 收 。 油８ ０ ０ ０ ～１ ０ ０ ０ ０ 倍 液喷雾。 （林 泉 山 东 省 农 业 厅 邮 编 ：
定苗环 节 ，采取 配套 管理措施 ，通过 省 ４ ６ ０ ０ ～５ １ ０ ０ 株 。一般 大 田每 ６ ６ ７ 平方 米
种 、省 工、提高 生产 效率和产 量 ，实 现 ４ １ ０ ０ －４ ９ ０ ０ 株。 节本增效的 目标。 ５ ． 搞 好 配 方 施 肥 ，推 广 缓 （ 控 ）释 技 术 要点 肥 。氮 、磷 、钾等 平衡施肥 。根据 产量
蜢
１ ． 选 用 高 质 量 种 子 。选 用 登 海 ６ ０ ５ 、
指 标 和 地 力 基 础 确 定 施 肥 量 ，注 意 增 施
郑单９ ５ ８ 、鲁单 ８ ｌ ８ 等耐密 紧凑型 玉米品 磷、钾肥和微肥。轻施苗肥 ，重施穗肥 ， 种 ，搞 好 种 子精 选 ，种 子 发 芽 率 达 到 补 追花 粒肥 。大力 推广 缓 （ 控 ）释 肥 。
（ ５ ） 白粉病 。用４ ５ ％百菌清烟剂每
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玉米育种精量播种关键技术与装备研究
我国玉米育种小区试验基本上采用人工点播进行播种作业,对玉米育种专用机械的需求越来越迫切,研发符合现代化育种手段的玉米育种精量播种装备是玉米育种机械化发展的必然趋势。
论文针对玉米育种试验播种作业中,播种效率低、一致性差、机械化程度低、缺少专用机具等播种适应性问题,攻克小区播种循环精确自动控制、无混种自净技术,开发集份量供种、低损失分种、高净度清种、高精度播种为一体的玉米小区精量播种机。
论文主要在以下几个方面进行了研究。
论文根据育种试验不同阶段的农艺要求,对玉米小区播种机进行总体方案设计,根据小区行长需要精确控制的原则,确定采用钢索探测模式控制小区行长,利用SolidWorks软件对关键部件及整机进行了数字化建模;建立了自动控制系统的算法逻辑,设计以气缸为主要驱动元件的气动系统,实现对小区播种清种、充种循环作业的自动控制。
论文完成了用于玉米育种试验的种腔自净型气吸式排种器的设计,该排种器具有充种腔与清种腔分离的结构形式,保证排种与清种过程相互独立,自净率达到100%;确定了排种器关键结构参数;结合离散单元法、动力学分析及EDEM仿真模拟手段验证了搅种机构的种群扰动作用;利用Fluent软件对清种过程进行了仿真模拟,证实在播种机行进速度小于3.6km/h,剩余种子量小于10粒,清种真空度大于3kPa的情况下,在小区间隔道内即可将余种清净。
论文对排种器进行台架试验,对育种试验用种子进行分级处理,在真空度3-4kPa的区间内进行单因素试验,证明清种阶段已吸附在吸孔上的种子任一规格均能正常播种;采用响应曲面优化法进行试验设计,根据方差分析结果及响应曲面和等高线图,确定各因素对排种器性能指标影响的显著度排序为刮种位置、真空度、转速、吸孔直径,结合
拟合结果及育种试验不同播种密度需求,得出4种排种器工作参数最优组合,为实际作业中播种机工作参数的调整提供了依据。
论文通过安徽隆平高科种业公司品比试验的播种作业,对种腔自净型气吸式精量排种器进行了田间试验,证明出苗效果符合育种试验的播种要求,未发生由播种机造成的小区试验报废情况。
论文对玉米小区精量播种机进行了田间试验,选取真空度8kPa、刮种板距离吸孔中心3mm、排种盘转速约20r/min为条件,采用吸孔直径4.5mm的双粒盘进行播种,试验结果显示单粒率为6.2%,双粒率为92.45%,多粒率为1.25%,漏充率0.1%,证明作业效果满足育种试验的要求,如果不考虑天气、土壤条件等客观因素对出苗的影响,可以保证机播缺苗率远低于造成试验小区报废的10%～15%的标准;通过考察播种深度一致性、出苗情况、出全苗时间、抽雄时间、空杆率及产量等方面,对比玉米小区精量播种机播种与人工播种的差异,证明机播的试验质量明显好于人工播种。