玉米定向播种技术方案

“复制、保存、打印”——玉米定向播种技术方案刘闻铎在博客上曾经发表过关于“玉米定向播种”问题的博文，引起许多网友的关注，但对其技术上如何实现，或尚心存疑。在此，详细公开我们的3项专利的设计思路和具体技术方案，供有兴趣的朋友分享。玉米定向播种技术现状检索我国专利涉及玉米定向播种的专利有20多项。其中包括：ZL91109130.0玉米定向种植方法山西段某ZL201210443055.0定向分离定距排种装置和操作方法中国农大ZL201110406380.5玉米精量定向定位排种器河北省农机站ZL201310628961.2玉米定向种子带制作装置中国农大ZL201410546529.9定向种子带播种装置中国农大ZL201510292460.0玉米种子子弹制作装置中国农大ZL201220643765.3玉米果穗通风烘干装置酒泉奥凯ZL201510598756.5玉米定向种子带铺放机构中国农大ZL201410783224.4玉米定向播种系统和方法青岛农大ZL201410664422.9玉米定向播种机天津郭某ZL201610383578.9同频异振处理玉米种子方法东北农大各方案都是基于传统的集中脱粒、清选后，再对种子做定向处理的思路，定向方法有通过旋转、振动、电磁振荡、筛分、图像扫描、倾斜板等。种子方向一致后再将种子定位于纸带，再将纸带铺于种床实现定向。加拿大杨博士的定向播种也是这个思路。存在的问题：脱粒后呈大堆状/在输送带上的无序状态种子，检测/选择过程设置在哪里？2.处理后的种子即使能实现方向一致，如何与种子带定向固定；3.种子带材料，可降解性，强度与成本，如糯米纸，每亩1000多米；4.固定种子后的种带缠成“线团”间隙很大体积迅速增大，以至于无法操作。我们的专利：ZL200810146659.2一种玉米定向种植方法定向种块制造设备及播种块装置ZL201010616207.3国际申请号(PCT/CN2011/084037)一种玉米定向插种装置ZL201110418991.1国际申请号（PCT/CN2011/084069)种子有序排列的玉米种子成品及其制造方法设计思想：整个过程要有一个系统的完整的概念！玉米果穗是自然界最精美的种子排列，用脱粒机瞬时破坏掉，再花费苦心重新排列，难亦！我们的概念是将果穗精美的排列“复制、保存”——再“打印”到大地上！纺织是从一根纱一个纱锭开始的，玉米种子也应该从一穗一粒着手可工业化的，适合大中规模生产，具有自动化前景的标准化的，避免流于随意的小规模的小改小革，作为系统工程（例如：手机与网络；打印机与硒鼓）。为此，种子从加工、传输销售到播种于种床上，都必须始终保持种子在果穗上的排列实现无缝对接。即在实现整行脱取——选种，置换补缺——传输——播种时种子分配，株距控制，特别是入土过程的各个环节始终保持种子的方向与排列，不存在失控和不确定状态。玉米果穗与机械加工的短轴很相似，种子又是有序排列的为机械化提供了有利条件。民间早有手工脱粒器。（如图）将果穗固定（卡头）在往返运动的滑台上，铲尖对准种子根部中线，卡头可控转角，偏心度（适应果穗直径、锥度、弯曲和螺旋式排列），脱离后种子沿有限间隙的通道，立即进入种子“蜂巢”——种条模，定向定位，可谓“复制”。对“蜂巢”内平面状有规律的全部种子逐个做光学扫描，对形状，尺寸，质量不合格的置换或补缺，置换下的降等或淘汰。可谓“修改”。注涂整形种衣剂，包裹呈立方体形状的种子互相粘接成条、低温风干、贴胶带、脱模、卷曲、注入保护气、密封盒包装。百分百合格的保持在果穗上排列的种子记录了方向信息，可谓“保存”。包装盒可采用电商方式直销，避免被贴牌，掉包。直供到农机手中，核对密码，（标准严格，仿造假冒成本相当高）撕开密封，包装盒插入插种机即可以开机播种。定向种子盒生产过程果穗烘干，利用现有技术，含水率降到13%～12%然后人工辅助果穗初选整理，大小端异形粒脱粒、切芯轴、脱包叶设定加工后果穗长度：18～20厘米，直径30毫米，18～22行，每行30～35粒，每穗按600粒计，种子高12.5毫米，2）果穗输送带分配，小型3）有序脱粒滑台有秩序脱粒的关键：铲刃对准种子中线，深度恰到种子根部，不发生偏移，并为脱离的种子流动留有间隙适当的通道。脱粒的立即进入种子“蜂巢”。偏心量、卡头转角可控制（针对果穗直径、行数变化和行偏斜，加减行和弯曲问题），用机械方法不是问题，精度远远满足要求。滑台行程230～260毫米，脱粒铲宽度小于5毫米，刃前角6～10度，偏心矩15～20，初步设计速度（频率）1～2/秒，推力80～120牛，种子通道高13毫米，宽11毫米，有弹性。通道是防止种子无序跳动和移动。4）入种条模定位种子“蜂巢”即种条模（循环使用的工序工具）。每粒空间：长（种高）12.5毫米，宽10毫米，厚6.5毫米。（每行20粒，2米，160条，5组为一条线，共10米800条，16000粒。输送平台长约30米。）5）平面扫描检查，置换补缺上下两个方向对在一个平面内的所有种子逐个扫描，对尺寸、形状不合格的置换吸入降等仓，破损变质品种不纯的入淘汰仓，补缺，下方有合格排列种子按扫描信号入位，被置换淘汰种子吸入对应的种仓。替补率可能在30%～50%6）注涂整形种衣剂做必要的光学、化学保护措施，或喷脱模剂。整形种衣剂（含杀虫剂、种肥）将每个种子包裹成12.5×6.5×10小立方体，互相粘接成条，20粒一条，每粒之间有断裂痕沟。由有孔条板托起，叠起，进入低温风干室。7）贴纸塑胶带，有卷齿孔，同时脱模、检验（留档案样条），卷曲共800条16000粒、注入保护气、密封、贴签封装，入库。盒包装（直径400毫米，厚150毫米）。按千粒重0.4kg计算，每盒种子净重量6.4kg。毛重量约15kg。为了确保质量的可靠性，可以在盒内若干个种子条上打印含有种子详细信息的识别码，供插种机随时检测到才能继续运转。从原理看是有点像打印机，现有的打印机速度可达到每秒打印300字。8）生产率估计如果按保守估计每穗脱粒节拍30秒，即每分钟1200粒，每小时72000粒，淘汰替补率按50%计算，36000粒，按每盒16000粒计，每小时2.25盒。每条线由5台有序脱粒滑台组成，每小时生产率11.25盒，60条线小时生产率675盒，二班制15小时/工作日，每天生产10125盒，每年开工80天，可以达到精选种5000吨规模（781250个盒定向种子盒，和4500吨散装降等种子，计9500吨规模），需要60条线（300台套脱粒滑台）。另配套果穗烘干塔楼、果穗初选整理（两端脱粒切芯、成品库、理化检验等。“节拍”能压缩，生产率即能相应提高。专用配套的定向插种机必须与种子盒的标准和结构完全一致才能使用。杜绝山寨、假冒、仿制。才能解决目前存在的玉米种子“套怕”假冒的难题。插种机的“打印”过程，也必须实现无缝对接：种条供应、种子分配、通道、入土，各环节平顺，无错位、卡死、状态不确定和受速度、振动干扰的各种可能。2010年制造了样机，有试验录像资料（不在手上）采用胶卷卷片原理，按信号供种条至种条仓，推动种条进入搓种窗口，滑入插种盘的径向槽，从种条上搓取一粒有特定方向性的种子，不存在改变种子方向性和卡种可能。（图）推杆将断面为6.5×10的种子沿着7×11的径向槽推到插种管的端部，完成落差350毫米（实际种子在槽内直线运动72毫米），过程中无冲击无角度变化。插种盘转动到与地面的同步点，即与地面相对速度为零时，凸轮增加12毫米行程，将种子插入土中，种子呈尖端向下，胚芽面在一侧的直立状态。种子入土过程无跳动。两行相对，交错排列。完成“打印”。深度3至5厘米，株距采用直径42厘米盘6齿，株距22厘米，植株互相交错，种子尖端向下，胚芽面向外。不需开沟，不翻动土壤，只需压一下封闭插种的“针孔”，真正的免耕。平均行距60厘米，每亩5000株。5齿盘为每亩4200株。可以按40—80大小行种植，果穗一律向外，适合专用玉米收获机（经试验过）。没有传统的开沟器、覆土器。包括定向种子盒、插种器、施肥开沟器、施肥器、镇压器。播种深度3～5厘米，行距、株距误差小于1厘米。，可以组成1组2行机（手扶带动）2组4行机，3组6行机或4组8行机。在拖拉机牵引时，插种盘靠机器重量自滚动完成插种，株距与前进速度无关。停机自动停播。可以显示播种粒数，作业亩数，和播种完成的信号给驾驶员。甚至可以立即将数字化信息传输给生产企业。控制部分由蓄电池供电。一套控制机构管2行。可以40——80大小行方式，也可以等行距（做适当的调整）可采用6齿盘，株距22厘米，每亩5000株，也可选用5齿盘，每亩4200株。设计速度7.2公里/小时，相当每分钟插种500粒。能否提高需要试验。插种机的原理有点像“加特林机关枪”，也是6管，要简单多了，机枪每分钟可以发射6000发子弹！(AKS74为700～1000）插种大垄双行行距400，种子互相交叉，由机械结构自然实现。苗期的叶片与垄向垂直，改善微观生物环境。收获期，一种是果穗向外，一种是果穗向内，可以在最初装盒时设定。主张大小行植株，是因为可以简化玉米收获机的结构，可以实现两套摘穗辊收4行。农艺方面也有许多人主张大小行，却怕收获机不适应。增产理由玉米有1：500的繁殖率，玉米种子的价值很高。国外对樱桃、鸡蛋都逐个做光学检验。对玉米种子做光学检验是必须的，只是迟早的问题！种子逐个光学选择，发芽率可接近100