一种具有等离子处理功能的牧草播种装置及方法

本发明属于农业播种，具体涉及一种具有等离子处理功能的牧草播种装置及方法。

背景技术：

1、种子是一种重要的农业生产资料，是具有生命的有机体。种子活力影响植株的整个生命周期的生长，种子休眠、生理老化导致的种子活力低下不利于种子萌发和作物生长；农业播种时挑选颗粒大小均匀性较好、饱满健壮、杂草等杂质少的种子对于保证同片区作物萌发和生长的同步性有着重要意义。上述两因素是影响最终作物的产量和质量的关键性因素，因此有必要设计一种能够提高播种种子均匀度、提高种子活力的播种装置。等离子体种子处理技术作为种子播前处理中的物理方法代表方式之一，已被证实可以通过激活种子内源物质来破除种子休眠、增强种子亲水性，进而促进种子萌发及生长、提高作物抗逆性并提高作物产量和质量。目前，针对牧草、苜蓿、小麦、羊草、高粱等小粒种子，鲜有能同时实现等离子体处理、分级、清选、播种等工序的高适应性播种装置。

技术实现思路

1、针对上述现有牧草等小粒种子播种装置所存在的缺陷，本发明的目的之一是在于提供一种兼具清选、分级、等离子处理功能的牧草播种装置，用于解决现有技术鲜有能同时实现等离子体处理、分级、清选、播种等工序的播种装置的实际问题，进而提高播种种子均匀度、清洁度、提高所播种子活力及便于后期管理的目的。

2、本发明的另外一个目的是提供一种基于兼具清选、分级、等离子处理功能的牧草播种装置的播种方法，用以更好的解决背景技术中所提出的技术问题。

3、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

4、利用杂质和不同饱满度的种子具有不同空气悬浮速度的特点，利用高速气流迫使瞬间加入气流场的待处理种子以不同的加速度以及速度上升，将先抵达上升终点的杂质及不太饱满的种子与后抵达上升终点的较为饱满的种子分离并沿不同的通道下落，以此实现清选和分级目标。同时，上升和下落的管道均处于电极板中间的等离子体处理区域中，实现利用等离子体对种子进行处理。以上过程还可以按照需求以单元形式进行自由拼接和细节调整，以实现多级、连续地种子清选、分级、等离子体处理及播种的目标。

5、一种具有等离子处理功能的牧草播种装置，该播种装置包括等离子体发生装置、多级种子处理单元、储种箱05、排种箱06、槽轮排种器07和管道08，所述的多级种子处理单元组合协同对种子进行清选、分级处理，所述的等离子体发生装置对气流场中的种子进行等离子处理，等离子体发生装置横跨多级种子处理单元，排种箱06的下部通过管道与槽轮排种器组07连通，排种箱06的上部通过管道能够与任一储种箱05可拆卸连接；

6、其中第一级种子处理单元包括第一种箱201、第一暂存区301、第一进种阀门121、第一进气口601、第一进气排种阀门111、第一排种口711、第二排种口712、第一上升区401、第一落种区701、第一变向阀门131、第一排气口611、第一下降区501，第一种箱201下端出口连通第一暂存区301，第一暂存区301通过第一进种阀门121与第一上升区401连通，第一上升区401下部设置有第一进气排种阀门111，第一进气排种阀门111左侧设置有第一进气口601，第一进气排种阀门111下侧设置有第一排种口711，第一上升区401的上部设置有第一变向阀门131，第一变向阀门131左侧通过弧形管道连通第一落种区701，第一变向阀门131右侧通过弧形管道连通第一下降区501，第一下降区501顶部弧形管道处设置有第一排气口611，第一排气口611位置处设置有筛网，只允许气流通过而不允许种子通过，第一上升区401从上到下依次设置有第一变向阀门131、等离子体发生装置、第一进种阀门121、第一进气排种阀门111，第一排种口711、第一落种区701、第二排种口712下方均设置有储种箱05。

7、从第一进气口601处通入高速气流，在气流的作用下，不同悬浮速度的杂质和种子在高速气流场中陆续通过第一上升区401并经过一次等离子处理，种子在气流场中运动时会通过翻滚不断改变姿态，可以提高种子接受等离子处理的均匀性，悬浮速度较小的种子及杂质进入到第一落种区701后，通过控制第一变向阀门131使悬浮速度较大的种子进入第一下降区501并经过一次等离子处理后，从第二排种口712排出，掉落在第一上升区401底部的种子从第一排种口711排出。

8、优选的，一种具有等离子处理功能的牧草播种装置，包括四级种子处理单元，包括等离子体发生装置、四个种箱、四个暂存区、四个上升区、四个下降区、四个进气口、四个排气口、四个落种区、五个排种口、四个进气排种阀门、四个进种阀门、四个变向阀门、三个仓阀门。

9、所述等离子体发生装置由等离子体电源01通过导线02分别连接两块对称布置的电极板03，通电后将会在两电极板03中间形成等离子体处理区域04，可以对经过该区域的上升区、下降区、落种区中的种子进行等离子体处理。

10、所述处于等离子体处理区域04中的管道均为绝缘材料制成。

11、所述进种阀门处的进种管道会向下延伸并超出与上升区管道的交汇点，以防止下方气流阻碍进种阀门开启时种子的流入。

12、所述进气排种阀门为可以旋转并实现进气口开排种口关（下置）或进气口关排种口开（上置）的阀门。

13、所述变向阀门为可以旋转并实现控制上升区域中到达上升终点的种子向下降区（左置）或落种区（右置）流动。

14、所述下降区和排气口的边界设置只允许气流通过而不允许种子及杂质通过的筛网。所述进气口外接流量可控的气泵。所述阀门开启、关闭、旋转调整动作完成时间极短。清选分级强度、效果由气流强度、变向阀门共同决定。

15、可以按照不同的要求调整种子在整个处理过程中的等离子体处理功率、单次时长、间隔、次数、总时长。具体的调整原理及调整方法如下：

16、控制等离子体电源的功率即可控制等离子处理种子的功率。种子每上升或者下降经过一次等离子体处理区域就会获得一次等离子体处理。在等离子体处理区域宽度固定的情况下，上升区中的单次处理时长主要取决于气流速度与种子悬浮速度的差值，差值越大，单次时长越小；下降区和落种区的单次处理时长由重力加速度决定，不可调整。

17、在种子运动到上升终点时便会转为下降并进入到下降区或落种区，该时间间隔不可调整。种子经过下降区与经过下一单元上升区的时间间隔由进种阀门开闭和下一单元进气口气流速度有关，并可以通过改变这两个因素进行时间间隔的调整。

18、不同出口处的种子受到等离子体处理的次数可以通过简单计数获得，如使用三级种子处理单元组合，从第三落种区703排出的种子即受到了由3次上升区、2次下降区、1次落种区共计6次等离子体处理。如需减少特定悬浮速度种子的处理次数，需要减小各单元进气口气体流速以使种子尽早从落种区排出。如需增加特定悬浮速度种子的处理次数，需要加大各单元进气口气体流速以使种子尽可能晚地从落种区排出；或者待一轮种子全部处理完毕后，将从落种区排出的种子重新添加至各级种箱使其重新进入处理循环。处理总时长由单次时长、次数共同决定及调整。

19、排种箱06的上部通过管道能够与任一储种箱05可拆卸连接，可根据不同的地块，选择合适大小、合适等离子处理力度的种子进行播种。提高种子均匀度、清洁度，提高所播种子活力，便于后期中耕管理。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

21、1.可以同时实现牧草等小粒种子的清选、分级、等离子处理、播种等作业，通过清选分级提高播种的均匀度、清洁度，便于后期的中耕管理；通过等离子处理提高所播种子活力，进而提高种子成活率；

22、2.种子在气流场中运动时会通过翻滚不断改变姿态，可以提高种子接受等离子处理的均匀性；并可根据实际需要调整种子等离子处理的次数和强度；例如可通过调整气流强度来调整种子等离子处理的次数和强度。

23、3.以单元体结构形式进行，可以根据需要调整多级种子处理单元数量及配合使用形式，可以丰富播种装置的使用场景；

24、4.可以根据需要调整种子受到等离子体处理的功率、单次时长、间隔、次数和总时长，可以提高播种装置针对不同品种和不同品质种子的适用性；

25、5.各阀门可以在外接动力和控制程序的作用下实现协调联动，为减少人力投入提供了具体途径。