学术前沿 | 华中农业大学廖庆喜教授团队:油菜气吹式精量集排器设计与试验
- 2026-05-31 15:47:36
论文基本信息
题目：油菜气吹式精量集排器设计与试验
作者：魏国粱，纪华，吴梦平，王磊，廖庆喜
第一作者简介：魏国粱，男，1993年生，湖北广水人，博士，讲师；研究方向为油菜机械化生产技术与装备。E-mail: 1142673534@qq.com
通讯作者简介：廖庆喜，男，1968年生，湖北江陵人，博士，教授，博导；研究方向为油菜机械化生产技术与装备。E-mail: liaoqx@mail.hzau.edu.cn
第一作者单位：湖北工业大学
基金项目：财政部和农业农村部“国家现代农业产业技术体系项目”（CARS—12）；湖北省农机装备补短板核心技术应用攻关项目（202301）
引文信息：魏国粱, 纪华, 吴梦平, 等. 油菜气吹式精量集排器设计与试验[J]. 中国农机化学报, 2026, 47(3): 157-167, 192.
Wei Guoliang, Ji Hua, Wu Mengping, et al. Design and experiment of air-blowing precision centralized metering device for rapeseed [J]. Journal of Chinese Agricultural Mechanization, 2026, 47（3）: 157-167, 192.
DOI: 10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2026.03.022（点击跳转知网阅读）
针对传统机械式油菜集排器存在清种困难导致的排种精度较低的问题，设计一种通过气吹清种的油菜气吹式精量集排器。提出一种适用于气吹清种的“半坡状”型孔结构的排种滚筒，分析确定型孔及排种滚筒结构参数，构建油菜气吹式精量集排器排种过程力学模型，阐明集排器排种过程。台架单因素试验结果表明：转速范围为10~30 r/min，充种高度范围为15~25 mm，清种风速范围为8.23~12.33 m/s时，排种性能较优，种子破损率低于0.3%。通过Box—Behnken Design响应曲面优化设计方法对目标优化，确定较优因素水平组合：清种风速为8.23 m/s，充种高度为19.78 mm，排种滚筒转速为29.34 r/min，该参数组合下各行排量一致性变异系数为4.48%，排种均匀性变异系数为5.12%。最优参数组合下田间试验测得油菜播种均匀性变异系数为11.97%，平均种植密度为47~62株/m2，满足油菜精量播种要求。
油菜；气吹式；精量播种；集排器
油菜是我国主要油料作物和植物蛋白、植物油脂的重要来源，近年来，随着油菜多功能开发运用，油菜产业发展潜力巨大，其兼具饲料，绿肥，蔬菜，能源，旅游，蜜源等多方面的价值。
播种是油菜生产过程中的重要环节，播种质量直接影响油菜的产量。机械化播种能显著降低油菜生产成本、提高效益，而传统机械式油菜集排器存在清种困难导致的排种精度较低的实际问题。相关学者在气吸排种、电驱排种、排种器充种性能、精量单排、气吸双行等研究上取得较多成果，但对适用于气吹清种的型孔结构研究较少。
针对传统机械式油菜集排器存在清种困难导致的排种精度较低的问题，本研究设计了一种通过型孔囊种、气吹清种、护种装置护种、重力投种的油菜气吹式精量集排器，实现精量囊种、降低破损率，以期提高排种精度。
1） 针对传统机械式油菜集排器存在清种困难导致的排种精度较低的问题，设计一种通过型孔囊种、气吹清种、护种装置护种、重力投种的油菜气吹式精量集排器，实现精量囊种、降低破损率，提高排种精度。提出一种适用于气吹清种的“半坡状”型孔结构的排种滚筒，分析确定型孔及排种滚筒结构参数。构建油菜气吹式精量集排器充种、清种、护种及投种过程力学模型，阐明集排器排种过程。
2） Box—Behnken Design响应曲面优化设计试验表明，影响油菜气吹式精量集排器各行排量一致性变异系数的因素主次顺序为：充种高度B>清种风速平方项A2>排种滚筒转速C>清种风速A>清种风速与充种高度交互项AB>排种滚筒转速平方项C2>清种风速与排种滚筒转速交互项AC；影响排种均匀性变异系数的因素主次顺序为：充种高度平方项B2>充种高度与排种滚筒转速交互项BC>清种风速A>排种滚筒转速C>清种风速与充种高度交互项AB>清种风速与排种滚筒转速交互项AC>充种高度B。对目标进行优化求解得到最优因素水平组合：清种风速为8.23 m/s，充种高度为19.78 mm，排种滚筒转速为29.34 r/min，通过台架验证该参数组合下各行排量一致性变异系数为4.48%，排种均匀性变异系数为5.12%，满足集排器设计要求。
3） 田间验证试验及出苗情况测试可得，油菜播种量为3.5 kg/hm2，测得平均种植密度为47~62株/m2，油菜播种均匀性变异系数为11.97%，满足油菜农艺种植要求。
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图文编辑 | 薛振兴
责任编辑 | 凌小燕
审核 | 凌小燕
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