楊薇 中國農(nóng)機論壇
嘉賓簡介
楊薇，碩士，工程師，畢業(yè)于中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，就職于中國農(nóng)機院下屬企業(yè)中機美諾科技股份有限公司，主要從事育種試驗機械的設(shè)計研發(fā)。
育種機械涵蓋的范圍很廣，要想都細(xì)致的講，恐怕幾個晚上也講不完，我今天主要講播種機，就是跟大家做個交流，如果有紕漏，還請指正，謝謝！
今天也主要是給大家介紹下在育種機械領(lǐng)域，國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，讓大家對這個相對冷門的領(lǐng)域有個了解，沒有涉及到太多機器的結(jié)構(gòu)和原理。
作物育種是獲得優(yōu)質(zhì)新品種的前提，長期以來，我國育種專家通過傳統(tǒng)的手工作業(yè)完成小區(qū)試驗的播種，機械化程度低，播種質(zhì)量不均勻，工作效率差，嚴(yán)重影響了育種試驗的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。
播種在作物育種田間試驗的過程中，是最重要的環(huán)節(jié)，播種質(zhì)量不能保證，播種條件不一致，就會對試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生很大影響。通俗點說，就是要求播種時，每個小區(qū)的物理條件盡量的一致，所有小區(qū)播種的時間差盡量的小，而機械的播種效率與播種一致性，都高于人工播種。
目前我國的育種事業(yè)正處于蓬勃發(fā)展的階段，而育種機械化的發(fā)展又相對緩慢，如何解決這一矛盾，成為當(dāng)前急需要解決的問題。相比之下，國外小區(qū)育種機械化程度高，作業(yè)效率高，作業(yè)技術(shù)指標(biāo)一致，造成這種差距的原因一是國外田間育種試驗機械的研制與發(fā)展經(jīng)歷了一個相當(dāng)長的過程，從1920年開始至今將近100年。下圖左就是國外小麥小區(qū)播種機從第一代到目前最新一代機型的一個展覽，下圖右是目前最新型小區(qū)條播機的代表機型，可以看到，國外田間育種機械能發(fā)展到今天這樣，也是經(jīng)歷了幾十代機型的改進。
目前國外生產(chǎn)田間試驗機械的公司包括奧地利的wintersteiger，美國的Almaco、德國的Haldrup、法國BAURAL及美國Sres。
而我國直到1978年，才從國外引進了小區(qū)育種機械，80年代初，才有人開始研發(fā)國產(chǎn)的小區(qū)條播機，這30多年間還經(jīng)歷了一段停滯期，因此目前我國國產(chǎn)的小區(qū)育種機械少之又少，小麥播種機相對結(jié)構(gòu)簡單，研發(fā)難度較低，國內(nèi)有一些廠家在生產(chǎn)，例如下圖這一款：
從80年代研發(fā)成功后至今，結(jié)構(gòu)上并沒有什么變化和改進，一直沿用至今。只能說是勉強能用，在行長準(zhǔn)確性、分種均勻性、操控性等方面都不能滿足要求，但由于之前國產(chǎn)機器只有這一種，在進口機械價格高昂、人工成本不斷增加、雇傭人工越來越困難、對機械需求越來越迫切的當(dāng)下，育種單位也只能勉強使用。
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的小麥組在1983年引進了奧地利wintersteiger公司的小麥小區(qū)條播機和小麥小區(qū)收獲機，至今還在使用。除了有一定資金實力的育種單位能買得起進口機具外，大部分育種單位還在采用如下圖這樣最原始的人工播種。
由于育種機械的研發(fā)成本高，有一定的研發(fā)難度，回報率低，市場前景有限，因此大型農(nóng)機企業(yè)不愿意投入精力研發(fā)，而小型企業(yè)的研發(fā)能力又有限，就造成育種機械化的發(fā)展一直處于停滯狀態(tài)，但是需求卻一直存在，于是出現(xiàn)了一種現(xiàn)象，就是一些育種單位的育工作者迫不得已開始自行研制播種機。
國際作物試驗區(qū)機械化協(xié)會（IAMFE）中國分會于1995年成立，該協(xié)會現(xiàn)已成為我國從事育種試驗試驗區(qū)機械化研究的科技人員研究和推廣作物育種試驗區(qū)機械化的載體，目前該協(xié)會的會長是青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院的院長尚書旗教授，尚院長和他的團隊在推進我國作物育種試驗機械化發(fā)展的進程中發(fā)揮了重要作用，近幾年也取得了一定成績，2012年啟動的國家行業(yè)科技項目《作物品種小區(qū)精確種植與收獲裝備研發(fā)與示范》就是由青島農(nóng)大主持，中機美諾等農(nóng)機企業(yè)也參與到田間試驗機械的研發(fā)中，研發(fā)了幾款小麥的小區(qū)播種機，包括小區(qū)條播機、小區(qū)株行條播機、小區(qū)穗行條播機及小區(qū)點播機。依托于中國農(nóng)機院的技術(shù)優(yōu)勢，希望能為推動育種機械化的發(fā)展貢獻力量。
在小麥育種機械領(lǐng)域還有國內(nèi)的廠家涉足，那么在玉米育種機械領(lǐng)域，這么多年國產(chǎn)機械的發(fā)展幾乎為零，因為玉米育種要求精量點播，而且在一個小區(qū)播種結(jié)束后，要將排種器中剩余的種子清走，才能繼續(xù)放入下一個小區(qū)的種子，要求混種率為零。
目前國內(nèi)育種單位用的全是進口機械，主要機型有兩種：
一種是與小麥小區(qū)條播機原理類似的玉米小區(qū)條播機，缺點是在出苗后要人工間苗，之所以采用這種方式，是保證試驗小區(qū)的出苗率。
另一種就是氣吸式精量播種機，上圖這一臺就是目前國內(nèi)保有量比較多的wintersteiger公司生產(chǎn)的自走式精量播種機。據(jù)很多種企反映并不是很好用，比如小區(qū)邊界對不齊、清種需停車、操作較復(fù)雜等等，加之售后服務(wù)不及時，很多機器在購買之后就被棄之倉庫了。造成這種情況還有一個重要原因就是，很多種企都是育種工作者來操控機器，他們對農(nóng)機具并不了解，在廠家有培訓(xùn)人員在場指導(dǎo)的時候，機具播種效果都可以保證，而一旦培訓(xùn)人員走了，就會出現(xiàn)各種各樣的問題，影響播種進度。
類似的還有美國Almaco公司、SRES公司和法國BAURAL公司生產(chǎn)的精量播種機。這類機型可以做到不停車清種，但是對機手的要求較高，播種作業(yè)速度會對播種效果產(chǎn)生比較大的影響。
在國內(nèi)，目前只有中機美諾開發(fā)了一款用于玉米育種試驗的氣吸式精量播種機，除了具備玉米精播機應(yīng)具備的性能外，還可以保證清種干凈，播種粒數(shù)可調(diào)，小區(qū)邊界整齊，全自動控制，連續(xù)作業(yè)無需停車，采用觸控終端設(shè)置參數(shù)及監(jiān)控播種過程，操作簡便，完全可以替代目前國內(nèi)使用的同類型進口機具。
該機型的成功研發(fā)，可以大幅降低育種單位購置機具的成本，提高播種效率與質(zhì)量。
小區(qū)精量播種機和大田播種機相比差別在于，沒有種箱，所有種子都是通過操作人員倒入分種器內(nèi)，然后均勻分到各個排種器內(nèi)。分種器也有多種形式，如若每行材料都一樣，那么可以采用椎體均格式分種器；若每行材料不一樣，則可以采用彈夾式分種器，播種前需要將所有要播種的材料裝入種盒內(nèi)，播種時將種盒置于彈夾分種器上，每播種一個小區(qū)，自動往前推動一格。到達小區(qū)終點時，通過負(fù)壓將剩余種子吸入到余種回收罐內(nèi)，到達下一小區(qū)起點時，種子落入種腔內(nèi)，開始新一輪的播種。
除了播種機之外，育種試驗機械還包括收獲機，與大田收獲機不同，每一個小區(qū)的材料收獲都要求無混雜，同時育種用收獲機就相當(dāng)于一個移動實驗站，小區(qū)聯(lián)合收獲機配置了完美脫離系統(tǒng)、雙氣動式種子輸送設(shè)備、便攜式收割數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實現(xiàn)收獲過程中對田間的種子進行稱重、計量并測定種子含水率等參數(shù)，迅速獲取田間的產(chǎn)量數(shù)據(jù)并同時匯總，簡化后期處理時間。目前最先進的小區(qū)聯(lián)合收割機集全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和遙感系統(tǒng)于一身的育種機械可自動設(shè)置工作時行駛路線，工作過程中可實現(xiàn)高精度控制，并且能夠在播種過程中自動記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。
借助國家項目的支持，目前國內(nèi)也研發(fā)了兩款小區(qū)聯(lián)合收獲機，下圖為小麥小區(qū)收獲機：
下圖為玉米小區(qū)收獲機：
育種試驗機械還包括一些實驗室設(shè)備，如種子計數(shù)設(shè)備、脫粒機、包衣機、測產(chǎn)系統(tǒng)等等。
測產(chǎn)系統(tǒng)目前也有國內(nèi)的廠家在生產(chǎn)，但是在測量精度上，比如含水率、容重等，國內(nèi)設(shè)備與國外設(shè)備相比還是有一定差距。目前青島農(nóng)大開發(fā)的一套測產(chǎn)系統(tǒng)和鐵嶺一家公司開發(fā)的測產(chǎn)系統(tǒng)，都可以滿足需要。
這個是鐵嶺一家公司生產(chǎn)的測產(chǎn)系統(tǒng)。
這個是青島農(nóng)大開發(fā)的測產(chǎn)系統(tǒng) 。
群友交流
揚州農(nóng)科院揚州農(nóng)科院臧淑江
育種機械的結(jié)構(gòu)和功能與普通農(nóng)業(yè)機械完全不同，育種機械涵蓋整個育種全過程所需要的機械設(shè)備。育種機械按不同作物分，水稻，玉米，小麥，大豆，等等。每一個作物對育種機械的需求各不相同，其實就是一個微縮版農(nóng)業(yè)機械。
里下河劉業(yè)宇
小區(qū)播種機是播小區(qū)的、小區(qū)試驗有什么要求？有什么要求方可對癥下藥？
中機美諾楊薇
小區(qū)試驗的要求是育種單位來提，用戶提要求，我們解決。小區(qū)播種機是為育種服務(wù)的。必須在了解育種的基礎(chǔ)上才能做，需要農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合。
里下河劉業(yè)宇
我是搞農(nóng)業(yè)推廣試驗的，我很關(guān)注楊老師講的小區(qū)播種機，但是小區(qū)播種有很多問題，沒有能夠聽懂：
1、小區(qū)試驗面積國家規(guī)定，長寬比規(guī)定,如何實現(xiàn)定長播種？
2、每行種子量如何保證一致？
3、播種深淺如何調(diào)節(jié)？
4、國家材料展示1-2畝的可以播嗎？
5、你發(fā)的那個分配盤就那么一點大，格子那么小能裝多少種子？
中機美諾楊薇
關(guān)于定長播種，我們提供兩種方式，一個是機械式調(diào)節(jié)，靠調(diào)整傳動箱的傳動比,調(diào)節(jié)梯度,機械模式是3-10m可調(diào);另一種是電控模式，在播種前通過觸摸屏輸入，設(shè)定好行長，這個是無級調(diào)節(jié)，想多長都可以,不過試驗小區(qū)的行長也有一定的范圍，也不會無限的長，在這個范圍內(nèi)的都可以設(shè)置。目前我們的錐體格盤可以滿足12行，20米小區(qū)的種子量，目前我所接觸的試驗單位，還沒有超過這個量的。如果確實有特殊要求，也可以為用戶定制。
濰坊魯騰王廣民
請問小區(qū)收獲機與普通的有何區(qū)別？
中機美諾楊薇
小區(qū)收獲機需要在收完一個小區(qū)之后，保證料倉內(nèi)不能有殘留，在收下一個小區(qū)的時候，不能有混種。普通的也可以，但是效率會很低。因為現(xiàn)在進口的小區(qū)收獲機實在太貴，而收獲要比播種更辛苦更復(fù)雜，所以有些育種單位干脆就買的普通收獲機湊合用著。
揚州農(nóng)科院揚州農(nóng)科院臧淑江
在06年的酒泉國際田間育種機械協(xié)會會議上，郭佩玉老先生叫我上臺說兩句，我當(dāng)時好激動，我就說了一句話，中國人要用上自己生產(chǎn)的育種機械?，F(xiàn)在郭老先生已經(jīng)離我們而去，他沒有能夠親眼看到我嗎自己生產(chǎn)的育種機械，我們的專家要努力，不能讓郭老先生失望！
注：郭佩玉，男，漢族，1937年8月出生，河南安陽人，中國共產(chǎn)黨黨員。北京農(nóng)業(yè)機械化學(xué)院本科、碩士畢業(yè)。留校后在農(nóng)機教研室任教，歷任講師、副教授、研究員。1981-1983年新西蘭坎特波利大學(xué)林肯學(xué)院進修，1985-1990年任學(xué)校教務(wù)處處長，1990-1997年任非常規(guī)飼料研究所所長，1991年被任命為北京農(nóng)業(yè)工程大學(xué)副校長。1997年9月退休。
