摘要：根據菜豆角的發展需求及農藝要求，集成施肥、覆膜、播種等技術，設計了菜豆角（雜豆）施肥播種噴藥覆膜聯合作業機，改變國內菜豆角種植方式。采用理論研究、仿真分析與試驗驗證相結合的研究方法，對施肥及播種部件進行理論分析與仿真優化設計，進而對其他功能部件的匹配設計及整機的集成。通過田間試驗及生產考核，該機一次作業可同時完成施肥、覆膜、膜后播種、膜上筑土等多項作業，可大幅度提高作業質量和效率，降低農民的勞動強度，為菜豆角的種植業創造一定的社會經濟效益。

　　關鍵詞：菜豆角；定點施肥；鴨嘴排種器；聯合作業

　　菜豆角是一種常用飲食蔬菜，又被稱為“油豆角”。黑龍江省和吉林部分地區由于氣候冷涼適于菜豆角的生長，其營養豐富、肉質細軟，是東北飲食文化的主要代表之一[1-4]。菜豆角還可進行脫水和冷凍加工，具有較高的經濟效益和廣泛的應用途徑[5]，東北菜豆角近年來產發展迅速。另外菜豆具有固氮作用[6]，是優良的輪作更替作物。

　　1聯合作業機總體結構與工作原理

　　菜豆角播種方式通常采用育苗移栽，亦可直播；在溫度低濕度大時，宜用干籽直接播種；菜豆多為穴播，為了預防根蛆為害，播種施敵百蟲粉進行處理。干籽直播的，播種量為20～30kg·hm-2；育苗移栽的，播種量為15～20kg·hm-2；且合理密植是菜豆豐產的重要環節[13-14]。

　　2聯合作業機關鍵部件設計

　　2.1菜豆角的施肥裝置

　　針對菜豆生長所需肥量的要求，結合菜豆的施肥特點，采用間歇施肥方式進行施肥。本部分的施肥裝置設計為伺服電機+螺旋排肥的結構形式[15]。排肥管頂端預裝伺服電機，伺服電機通過錐齒輪驅動兩行排肥管中的螺旋軸，并由邏輯信號控制伺服電機啟動和停止，進而實現間歇定點精量施肥，施肥點的位置由地輪上安裝的傳感器反饋信號，通過伺服驅動裝置控制伺服電機啟停，實現施肥裝置的施肥點與播種點的吻合。排肥部件的結構如圖2所示。

　　2.2菜豆角排種器三維建模與仿真

　　針對東北地區常用菜豆角種子，采用鴨嘴式排種器結構。只有該播種方式才能滿足在覆膜后進行播種作業，取種方式為“窩眼”式，可便捷調整播種量，且播種量精確，豆角農藝要求播種量為2~3粒·穴-1。

　　3田間試驗

　　依據菜豆角聯合作業的要求，為了檢驗菜豆角（雜豆）施肥覆膜播種筑土聯合作業機的性能穩定性，2020年5月于哈爾濱呼蘭區、雙城市菜豆角生產示范基地開展了田間試驗技術指標考核。

　　4結論

　　（1）研發了一種施肥噴藥覆膜播種筑土多功能聯合作業機，滿足寒地菜豆角（雜豆）的機械化種植要求；

　　（2）采用間歇定點精量的施肥方法，主要研發一種間歇、定點的垂直螺旋式施肥裝置，并設計不同結構參數結構的鴨嘴式排種裝置，通過協調控制機構對施肥位置和排種點位置進行匹配控制，提高了施肥點和播種點在垂直方向上重合精度，實現了傳統人工對菜豆角穴株的定點施肥要求，且肥料的施用量可調。

　　（3）菜豆角聯合作業機的研制及應用提高了菜豆種植的規范性，節約肥料，減少環境污染，降低了勞動強度，為適時播種提供了保證；節本增效效果明顯。保證了作物的生長需求，為作物的穩產、高產打下了一定基礎，為菜豆角（雜豆）種植業創造一定的社會經濟效益。

　　參考文獻：

　　［1］程敏生，李廣惠，胡秀芳.東北油豆角大面積高產栽培技術［J］.北方園藝，2004，28（2）：46-47.

　　［2］劉琦.黑龍江省油豆角產業存在問題及解決途徑［J］.園藝文摘，2016，31（7），55-56.

　　［3］馮國軍.黑龍江優質菜豆種質資源研究及育種策略［D］.哈爾濱：東北林業大學，2008.

　　［4］王述民.普通菜豆的營養特點與加工利用［J］.糧油學報，1993，8（S1）：15-17

　　張昆1，黃法偉1，劉俊兵1，陳長海2，朱春艷3，董曉威1，張義峰1