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題 目： 影響精密播種機(jī)播種深度的均勻性
影響精密播種機(jī)播種深度的均勻性
A. Ozmerzi;D.Karayel;M.Topakci
摘要：本研究的目的,旨在探討影響播種玉米不同參照深度的精密播種技術(shù)。為了這個(gè)目的,拖拉機(jī)的前進(jìn)速度固定為6km/h，而玉米種子在這時(shí)被撒在定深為40mm、60mm和80mm處。而用兩臺(tái)精密真空播種機(jī)進(jìn)行田間試驗(yàn)。其播種均勻性之間的差異在于水平分布格局未達(dá)到統(tǒng)計(jì)上的名義播種深度40、60、80毫米的顯著水平。從名義播種深度的均勻性上，最適宜播種深度60毫米的變異系數(shù)4.29%和4.93%的精密真空播種機(jī)Ⅰ系和Ⅱ系間區(qū)別。最小平均出現(xiàn)時(shí)間為7.7天的名義播種深度為40mm和最大出苗率指數(shù)出現(xiàn)在名義播種深度為40mm和60mm時(shí)。由所處理的結(jié)果，根據(jù)播種深度均勻性和出苗率指數(shù)，可以知道名義播種深度60mm是最佳的。
1. 介紹
主要目的是將種子播種在一定間距和深度的苗床上。精密播種機(jī)種植在有間距要求的地方，為每粒種子提供一個(gè)更好的種植面積。
在一個(gè)環(huán)境中，用一臺(tái)播種機(jī)所播種的種子，將出現(xiàn)可靠的萌芽。為了最大限度的提高玉米產(chǎn)量的潛力，必須保證種子的落點(diǎn)接近最佳播種深度。通常可以發(fā)現(xiàn)隨著深度的增加適當(dāng)?shù)暮?，播種深度隨著土壤機(jī)械阻抗的增大而增大的危害。為了優(yōu)化這種情況，操作人員必須深入到確保水分充足的深度，但又要足夠淺，保證幼苗長(zhǎng)到土壤表面之前不使用種子所儲(chǔ)存的營(yíng)養(yǎng)成分。
2. 文獻(xiàn)綜述
精密真空播種機(jī)有以下的優(yōu)點(diǎn)超過普通播種機(jī)：更好的工作質(zhì)量,更精確的種子校準(zhǔn)率用于降低種子損傷率,容易控制,低維護(hù),減少種子分散和更廣泛的應(yīng)用(Soos和Szule,1989)。
精密真空播種機(jī)已發(fā)展到適用于棉花、甜菜和玉米。Hudspeth 和 Wanjura (1970)開發(fā)出一種適合于播種棉花的真空儀表系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，真空儀表系統(tǒng)與傳統(tǒng)的雙邊排種的谷物條播機(jī)相比較，其株距和出苗較好。Nave 和Paulsen（1979）比較五臺(tái)播種機(jī)儀表來確定大豆種子損傷的數(shù)量和種子間距的精確度。使用一槽輥表，一盤表，一個(gè)單向流入風(fēng)速計(jì)，風(fēng)鼓表和平板儀。根據(jù)發(fā)芽試驗(yàn)，四唑試驗(yàn)，從分裂比例和種皮裂縫比例，對(duì)種子質(zhì)量進(jìn)行了比較。研究結(jié)果表明,槽輥表提供了最大變化。然而，在所有的儀表當(dāng)中，粒距的精確性都沒有顯著性差異。一些研究員在最佳深度播種的重要性已表明播種太淺或者太深都將導(dǎo)致作物生長(zhǎng)狀況和產(chǎn)量上的損失。
McGahan和Robotham(1992)通過測(cè)試農(nóng)場(chǎng)設(shè)備的性能的演示，不僅是控制所需的平均深度，并且應(yīng)減少深度的變化。Morrison 和 Gerik (1985)表明，小麥、高粱和大豆隨著播種深度呈現(xiàn)二階多項(xiàng)式關(guān)系，證明其最大值就是最佳深度。
3. 材料與方法
粘質(zhì)土壤上的這項(xiàng)研究是在1998年四月到五月期間，在阿克蘇研究并且應(yīng)用于Akdeniz大學(xué)的農(nóng)場(chǎng)。播種前，苗床的準(zhǔn)備包括鑿深耕,深度約30cm，并以圓盤耙整地和平地。沒有石塊或者硬質(zhì)粘土塊，并且沒有作物殘留物的土壤是非常適合種植的。試驗(yàn)一般在接近適宜土壤濕度進(jìn)行耕作和播種。
玉米種子采用所有的處理方式。表1給出了種子的主要尺寸。采用完全隨機(jī)塊分析和方差分析的F檢驗(yàn)來檢測(cè)處理方式之間的差異。鄧肯的多重范圍測(cè)試被用來確定在因變量范圍內(nèi)的顯著不同的方法。
表1
種子主要尺寸
種子長(zhǎng)度
種子厚度
種子寬度
mm
%
mm
%
mm
%
6.51-7.50
5
3.51-4.50
13
5.51-6.50
8
7.51-8.50
18
4.51-5.50
67
6.51-7.50
88
8.51-9.50
29
5.51-6.50
12
7.51-8.50
4
9.51-10.50
43
6.51-7.50
8
10.51-11.50
5
兩臺(tái)精密真空播種機(jī)，真空播種機(jī)Ⅰ和真空播種機(jī)Ⅱ，主要在同一塊地里一起操作播種玉米種子。這兩臺(tái)播種機(jī)有相似的技術(shù)規(guī)范，都有用于行間作物（如玉米和大豆）的通用播種機(jī)設(shè)計(jì)。兩者都是四排的拖拉機(jī)后方放置的播種機(jī)。用一個(gè)種板作為計(jì)量機(jī)構(gòu)。種板在一個(gè)垂直面上運(yùn)行，需要一個(gè)50mm-80mm的注水空間來挑選種子。由于種板孔的空吸使種子保持在適當(dāng)?shù)牡胤健７N子在空切的幫助下從旋轉(zhuǎn)盤上脫落，落在開溝器后方。由于缺乏吸力，使得種子掉進(jìn)土壤中。兩臺(tái)播種機(jī)都沒有排種管，種子從播種機(jī)中排出的下落高度降低是為了減少非均勻間隔的風(fēng)險(xiǎn)，如果從這一高度落下還發(fā)生就可以歸結(jié)于種子的跳躍了。每個(gè)播種單位都是獨(dú)立的，因?yàn)樗惭b在有彈簧連接的平行四個(gè)機(jī)構(gòu)上，組成一個(gè)斜口的開溝器，隨后由覆土器覆土和壓實(shí)種溝，并保持恒定的播種深度。
播種機(jī)均在每小時(shí)6km的速度下操作，并調(diào)整到40mm、60mm和80mm三個(gè)不同的名義播種深度上。播種后，水平分布格局，播種深度的一致性，意味著出芽時(shí)間和出芽率指數(shù)是相對(duì)的，并根據(jù)精密播種技術(shù)確定了最佳播種深度的最好結(jié)果。
整個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)定了土壤中的橫向和縱向的種子分布。在水平面內(nèi)測(cè)量最近的近鄰植物間距和一條平行直線行列的橫向植物間距。在垂直平面內(nèi)測(cè)量種子到土壤表面的深度。植物間距在播種后17天的范圍內(nèi)測(cè)量。通過測(cè)量沿著一條6米長(zhǎng)度行列的30個(gè)玉米植株的胚軸長(zhǎng)度，其中相近1.0mm左右的植株的處理和繁殖決定了平均播種深度和變異系數(shù)。
Kachman and Smith (1995)描述的播種均勻度的水平分布格局被當(dāng)作一種方法論來分析。多重指數(shù)就是間距的百分?jǐn)?shù)，即小于或等于一半理論間距并表明多數(shù)種子下降的百分?jǐn)?shù)。遺漏指數(shù)是間距大于1.5倍理論間距并表明遺漏種子位置或跳躍的百分?jǐn)?shù)。供給質(zhì)量指數(shù)是一半以上，但不超過1.5倍理論間距的間距百分?jǐn)?shù)。供給質(zhì)量指數(shù)是100%減去遺漏指數(shù)和多重指數(shù)，并表明單位種子下降的百分?jǐn)?shù)。精確性是間距的變異系數(shù)，即被歸類為忽略異常值后包括遺漏指數(shù)和多重指數(shù)。
每天在出芽周期期間，一行列處理25m就進(jìn)行幼苗計(jì)數(shù)。從這些計(jì)數(shù)，平均出芽時(shí)間，出芽率指數(shù)和每天的出芽幼苗與出芽幼苗總數(shù)的比例，都是可以計(jì)算出來的。平均出芽時(shí)間天 ，出芽率指數(shù)計(jì)算公式如下：
（1）
（2）
其中…是自上次計(jì)數(shù)的時(shí)間出芽的幼苗數(shù)量，…是播種后的天數(shù)，是每米出芽的幼苗總數(shù)。
4. 結(jié)果與討論
表2中給出了名義播種深度40、60和80mm的水平分布格局的播種均勻性。根據(jù)測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)，精確性、多重指數(shù)、遺漏指數(shù)和供給質(zhì)量指數(shù)之間的差異并不重要，在5%的水平顯著。名義播種深度沒有播種均勻度的水平分布格局影響顯著。少數(shù)種子跳躍（≤7.4%）或者多粒種子一起下落（≤5.4%）在任何播種深度都會(huì)發(fā)生。名義播種深度40、60、80mm的水平播種均勻性是最優(yōu)秀的，如表中精確性的所有測(cè)試值都低于21%，供給質(zhì)量指數(shù)的所有測(cè)試值在87%以上。
表2
不同播種深度播種均勻度的水平分布格局
名義播種深度 mm
真空播種機(jī)類型
平均株距mm
準(zhǔn)確性 %
多重指數(shù) %
遺漏指數(shù) %
供給質(zhì)量指數(shù) %
40
I
204.5
19.1
3.9
4.8
91.3
40
II
220.3
19.3
3.6
6.0
90.4
60
I
201.2
20.8
4.8
5.5
89.7
60
II
211.4
20.4
4.2
5.2
90.6
80
I
206.5
20.6
4.5
4.2
91.3
80
II
221.8
20.1
5.4
7.4
87.2
意義
NS
NS
NS
NS
表3給出的是名義播種深度對(duì)播種深度均勻性的影響。每個(gè)名義播種深度給出了實(shí)際平均播種深度和深度的變異系數(shù)。實(shí)際平均播種深度幾乎等于處理后的名義播種深度。名義播種深度為40mm時(shí)對(duì)深度變異系數(shù)的負(fù)面影響是顯而易見的。然而真空播種機(jī)Ⅰ和Ⅱ分別獲得的變異系數(shù)，最好的是平均播種深度是名義播種深度60mm時(shí)，獲得4.29%和4.93%的變異系數(shù)，最差的結(jié)果是在名義播種深度為40mm時(shí)獲得6.28%和7.90%的變異系數(shù)。
表3
播種深度均勻度
名義播種深度 mm
真空播種機(jī)類型
實(shí)際平均播種深度 mm
深度變化系數(shù) %
40
I
40.4
40
II
42.6
60
I
61.7
60
II
61.6
80
I
78.2
80
II
77.4
注解：通過鄧肯的多重范圍測(cè)試，可得出一組相同字母與隨后一組顯著不同的概率為0.05
在名義播種深度為40mm時(shí)獲得最少出芽時(shí)間是7.7天和7.6天，最大出芽率指數(shù)出現(xiàn)時(shí)的名義播種深度為40mm和60mm。在那個(gè)深度的出芽種子數(shù)是高于那些在80mm深度的（表4）。在7天內(nèi)，播種深度為40mm處的植株的出芽率大約為50%，而播種在深度為60mm處的植株出芽率達(dá)到50%的時(shí)間為7.5天，而播種深度為80mm處的用了8.5天才達(dá)到50%的出芽率（圖1）。
表4
平均出芽時(shí)間和出芽率指數(shù)
名義播種深度 mm
真空播種機(jī)類型
平均出芽時(shí)間（天）
幼苗出芽率指數(shù) （ /天*米）
40
I
40
II
60
I
60
II
80
I
80
II
注解：通過鄧肯的多重范圍測(cè)試，可得出一組相同字母與隨后一組顯著不同的概率為0.05
5. 結(jié)論
播種均勻性的水平分布格局不會(huì)受到名義播種深度的影響，但是播種深度均勻性會(huì)受到影響。最佳的播種深度均勻性是名義播種深度在60mm處時(shí)獲得的。至于兩臺(tái)播種機(jī)，任何一臺(tái)播種機(jī)在名義播種深度為60mm時(shí)，減少或者增加播種深度，都會(huì)導(dǎo)致深度變異系數(shù)的增加。當(dāng)名義播種深度為40mm和60mm時(shí)會(huì)出現(xiàn)最大出芽率指數(shù)，并且名義播種深度為40mm時(shí)的平均出芽時(shí)間是最少的。由此可以得出結(jié)論，種子在土壤中的位置效應(yīng)意味著植物的出芽時(shí)間和出芽率指數(shù)。
作為這些測(cè)試的結(jié)果，根據(jù)播種深度均勻性和最大出芽率指數(shù)可以得出，名義播種深度為60mm被認(rèn)為是最適宜的。
原文出處：A.?zmerzi, D.Karayel, M.Topakci. Effect of Sowing Depth on Precision Seeder Uniformity .Department of Farm Machinery, Faculty of Agricultural Engineering, University of Akdeniz, 07070, Antalya, Turkeyf1antep@agric.akdeniz.edu.trf1 (Received 27 February 2001. Accepted 4 February 2002. Available online 12 October 2002.) [2012.5.10] http://dx.doi.org/10.1006/bioe.2002.0057
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