1.3 国内外马铃薯精量排种器的研究现状
目前，按工作原理的不同，马铃薯精量排种器可分为机械式精量排种器和气力式精量排种器两类。气力式精量排种器相对机械式精量排种器，有播种质量高、作业速度快、伤种率低和通用性好等诸多优点，但其结构复杂、价格昂贵。机械式精量排种器广泛应用于播种装置上，主要因其具有结构简单、造价低廉、维修方便等特点。
机械式精量排种器主要有勺带式、勺链式、勺盘式、针刺式等类型。勺链式精量排种器可以通过更换不同尺寸的取种凹勺来满足不同尺寸种薯播种的要求，具有更换方便、通用性好的优点，应用较广泛。但此种排种器也存在一些缺点，如勺链式结构易对马铃薯种芽造成损伤、影响马铃薯后期的产量等。相对而言，勺带式精量排种器因其具有工作可靠、通用性好、种植精度较高等优点，将逐步取代勺链式精量排种器，成为目前世界上马铃薯精量播种机械大多数使用的排种器类型。勺盘式精量排种器的结构简单，通用性较好，但排种均匀性不稳定，可靠性较低。针刺式精量排种器虽然对种薯的大小、形状要求不高，但其伤种现象较严重，目前国内外学者已经停止对该类排种器的研究。
气力式精量排种器按其工作原理可分为气吸式精量排种器、气吹式精量排种器和气压式精量排种器。气力式精量排种器对种子的几何尺寸要求不高、通用性好且不伤种子，因此能大大提高播种的精度，但结构较复杂，制造成本高。
1.3.1 国外马铃薯精量排种器的研究现状
国外对马铃薯精量播种机械的研究起步较早，在 19 世纪末期，欧美一些发达国家为了减小劳动者的劳动强度，研制了以人工种植方式为主的简易机具来播种马铃薯。1880 年，英国的 Ransomes 和 Sims 等人研制了以畜力为动力，采用人工半自动排种的两行马铃薯播种装置，这是世界上最早的马铃薯播种机具。到 20 世纪 30 年代后期，出现了马铃薯栽植机构，初步实现了半机械化。从 20 世纪中期开始，马铃薯精量播种机械快速发展，逐步实现自动化。经过不断的完善，国外马铃薯精量播种机械无论是在生产效率还是在工作性能方面，都比我国有较大的优越性。国外马铃薯精量播种机械经历了从半机械化向自动化方向的发展历程，并且在基础理论研究及技术水平上取得了丰硕的成果。目前，国际市场上的马铃薯机械化种植装备种类繁多，但其技术水平参差不齐，基本可分为两个档次：一是以德国 Grimme、美国 Double L 及挪威 TKS 公司为主的马铃薯种植机械生产厂家，主要生产大中型播种配套机具，具有完备的液压系统及播种电子监测系统，自动化程度较高；二是意大利、荷兰、日本等国的公司，主要生产中小型马铃薯种植机具，价格稍低，适用于小面积马铃薯播种作业。
（1）勺带（链）式精量排种器
勺带（链）式精量排种器是国外马铃薯播种机中应用最广泛的一种排种装置，它最初应用于德国 Grimme 马铃薯播种机上，将取种凹勺固装在链条（传送带）上，利用链（带）进行传动。勺链式精量排种器由于存在取种凹勺与链条间易脱落、链轮上的链齿易被打坏、链条易损伤种薯/破坏种薯幼芽等缺点，因此影响马铃薯的出苗率及后期产量。勺带式精量排种器具有工作可靠、通用性好、种植精度较高等优点。
勺链式精量排种器工作过程如图 1-2 所示，勺链式精量排种器由主动链轮、被动链轮、多个取种凹勺、链条、护种罩壳组成。取种凹勺安装在链条上，工作时地轮转动驱动主动链轮旋转，通过链条带动取种凹勺自下而上进行升运，在升运过程中取种凹勺从种箱中舀取一粒或多粒种薯，取种凹勺带动种薯向上运动，种薯依靠自身重力及清种装置的作用实现一个取种凹勺中只盛有一粒种薯，从而达到精量播种的目的，种薯到达被动链轮处翻越被动链轮，取种凹勺将种薯抛到前一个取种凹勺的背面，在护种罩壳的保护下向下运动，到达底部时种薯失去支持力，在自身重力的作用下投入事先开好的种沟内，完成投种过程。
H.Buitenwerf 等人对勺链式精量排种器种薯的排种过程进行了数学模拟仿真，并利用高速摄像技术验证了输种管和取种凹勺的参数对马铃薯播种精度的影响较显著。试验得出结论，在同一参数的情况下，速度越高，排种均匀性越好，且种薯形状对排种性能的影响不显著。
