[01055790]超级稻秧盘育秧精密排种器研究与应用

课题来源与背景:在国家863计划项目和黑龙江省自然科学基金项目等资助下,研究成果属于水稻工厂化秧盘育秧机械化精密播种技术领域,满足超级稻高精度播种要求.超级杂交稻与常规水稻在种植上的不同之处在于,播种育秧技术由原来的常规稻3～5粒/穴(取秧面积)的穴播,提升为1～2株/穴(取秧面积)的2±1粒/穴的精密播种,依靠其超强的分蘖能力,获取高产.现有的水稻机械化播种技术现状为:国外,欧、美、澳州等主要以水稻直播种植为主,没有育秧播种机,仅生产用于蔬菜、花卉等育秧播种机.日本的井关、久保田、洋马、实产业等株式会社等研制出水稻育秧播种机,主要有槽轮式和窝眼式排种器,仅满足常规稻100～150克/盘或4～8粒/穴的撒播播种,适用的秧盘单一,韩国的大同、东洋等公司也研制了与日本相类似的育秧播种机.国内研究水稻育秧播种机的单位很多,如中国农业大学、吉林大学、东北农业大学等,出现的机型主要有机械式、电磁振动式和气力式排种器,大部分机型与日本的技术相近,气力式在精密播种精度上有所突破,但吸孔堵塞和成本高等不足,在水稻育秧产业中难得已实施.综上所述,国内外尚未见到大范围推广应用的超级稻工厂化育秧播种装备成果.为了加快超级杂交稻的种植,该项目主要从播种精量、投种准确、减少空穴和高效率等关键技术方面进行探究,研制了超级稻秧盘育苗精密排种器,并应用于2CYL-450型水稻软塑盘育秧播种生产线上,突破超级杂交稻精密播种的技术瓶颈.技术原理及性能指标：主要内容：1)采用振动原理,对电磁振动种室和气动振盘相结合的振动式秧盘育秧精密排种器具体结构进行详细设计; 2)在定量供种试验基础上,应用BP神经网络技术为电磁振动种室建立了定量供种预测模型; 3)应用振动分析仪对气动振盘系统的工作性能进行检测,同时在理论分析的基础上,确定水稻种子在气动振盘上向上爬行、向下滑动和跃起的运动参数; 4)应用正交试验,初步确定气动振盘的较优工作参数;在排种速度优化试验中,进一步建立输入气体压强与种子流速间的关系模型,由播种性能确定最佳排种工作参数; 5)研制振动式排种器实型,并在水稻秧盘育秧精密播种机上进行推广示范应用.主要技术指标：1)生产率≥450盘/小时; 2)播种性能:钵体盘:2±1粒/穴,合格率≥90%;钵体毯状盘:4±2粒/穴或格,合格率≥94.8%;技术的创造性与先进性：创新点：采用振动原理,由电磁振动种室和气动振盘相结合,创新性研制出振动式超级稻秧盘育秧精密排种器,创新点为: 1)由电磁振动、交叉导种板与勺式螺旋外槽轮组成电磁振动种箱,通过变频调速控制,实现定量供种; 2)由V形槽板和梯形平板组成V-T型气动振盘,实现了2±1粒/穴的播种性能,保证了播种的精确控制,解决了超级稻秧盘育秧高精度精密播种技术难题,同时实现对行、对穴的有序播种过程,生产率高.第三方评价以及创新的科学价值经过推广应用、成果检测和用户评价证实,采用振动原理,该项目自主创新研制出电磁振动种室和气动振盘相结合的振动式秧盘育秧精密排种器,保证了播种的精确控制,实现了2±1粒/穴的播种性能,解决了超级稻秧盘育秧高精度精密播种技术难题.同时研制的超级稻秧盘育秧精密排种器应用于水稻秧盘育秧精密播种机上,经佳木斯市科技局鉴定委员会鉴定,一致认为:"超级稻秧盘育秧精密排种器研究与应用"成果设计新颖,性能稳定可靠,满足超级稻等不同水稻品种的不同规格秧盘育秧精密播种作业要求,主要技术指标达到国际领先水平,并填补了超级稻秧盘育秧机械化播种空白.技术的成熟度,适用范围和安全性：研制的超级稻秧盘育秧精密排种器,实现播种全过程的精确控制,具有定量供种、均匀排种、准确播种的精密播种特点,同时应用于2CYL-450型水稻秧盘育秧精密播种机上,包括秧盘输送、铺床土、压实、淋水、播种、覆表土、清扫等工序,满足不同水稻品种、不同供种量、不同规格的软、硬秧盘育秧播种流水作业要求.整机设计新颖,工艺完善,性能稳定可靠.应用情况及存在问题：该成果已经签订了技术转让合同,到为止,产销21台套流水线,来满足用户和试验示范基地需求,主要应用在黑龙江省农垦科学院水稻研究所、浙江省平湖市全塘镇、黑龙江省七星农场、856农场、858农场、853农场、军川农场、吉林省前郭市红光农场等地,已预制秧苗10万余盘,用于机插秧10000多亩,使用良好.同时项目组通过3年多的示范应用,已预制秧苗3万余盘,用于机插秧1000多亩.超级稻种植面积接近1亿亩,在工厂化秧盘育秧机械化精密播种领域,成果应用将有广阔的前景. 6.在项目研究期间,共发表文章12篇,其中SCI收录1篇,EI收录5篇,申请及获得国家专利7项,其中发明专利3项,获得相关奖励2项,培养博士1人,硕士研究生4人.