大蒜怎样实现定向种植？ 如何进行大蒜选种?
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大蒜播种机蒜瓣自动定向控制装置的试验研究
摘要：在对蒜瓣外形特征参数进行测量并统计研究等基础上，设计了一种基于大蒜蒜瓣自身摩擦特性、且适应各类蒜瓣不同物理特性的锥形螺旋导种管式自动定向控制装置并确定了它的参数和结构型式。
关键词：蒜瓣；锥形螺旋导种管；自动定向控制装置
1 概述
目前，大蒜播种作业主要是人工插播，播种时用开沟器开一条浅沟，将蒜瓣点播于土中，按农艺要求，瓣背紧贴沟壁一侧，蒜瓣须芽部朝上根部朝下直立栽植[1-3]。这种播种方式有利于大蒜生长，达到提高品质和增产的目的。但是，传统的人工大蒜播种方式效率低、劳动强度大。而大蒜机械种植具有播种密度均匀、作业效率高、作业成本低等优点。
大蒜机械种植技术有三种，第一种为大蒜点播技术，先用压穴锥压穴，然后用机械送种到种穴，大蒜瓣在送种过程中，鳞芽朝向处于自由状态，蒜瓣投送到种穴内时,鳞芽方向完全由落种瞬间朝向及落种位置随机确定。第二种为人工辅助播种技术，由蒜瓣分配机构、播穴管、接种杆组成，该技术基本上满足大蒜栽植鳞芽向上的种植要求，但前提是必须事先将蒜瓣按芽上根下的方式逐瓣用人工装入蒜种盒，工作效率与人工栽植差不多。第三种为全自动大蒜栽种技术，该技术采用特定机构扶正蒜瓣、振动抖槽定向器来解决蒜瓣在输送过程中的定向问题，基本上解决了鳞芽朝向问题，但蒜瓣直立度要求没有保证，而且为了保证蒜瓣的投穴准确率，机构复杂、庞大。以上技术虽然都申报了专利，但都没有形成经济实用的产品[4-7]。
大蒜机械种植技术的关键是要全面解决大蒜栽植送种过程中蒜瓣根部向下控制技术和蒜瓣入土后的直立度控制技术。
本研究的目的是通过对蒜瓣外形特征参数进行测量并统计分析，研究设计了一种基于大蒜蒜瓣自身摩擦特性、且适应各类蒜瓣不同物理特性的锥形螺旋导种管式自动定向控制装置，并通过试验确定它的参数和结构型式。
2 设计
2.1 蒜瓣外形尺寸的测量与分析
从市场购买山东金乡紫皮大蒜并按蒜种要求从中随机选取了蒜瓣50个，分别对它们的长、宽、高和重量进行测量。测量结果统计如表1。由尺寸频数图（如图1-图4）可以看出，外形尺寸基本符合正态分布。
根据蒜瓣测量结果所得结论：
（1） 蒜瓣长平均33.93mm（不算蒜尖），中部高H平均21.04 mm，宽度B平均18.17mm。经过计算，L的置信水平在95%区间为34±3mm，B为18.2±4.3mm，H为21±3.8mm。
（2） 同一大蒜品种经过分级挑选的蒜瓣大小均匀，特别是蒜瓣长度L上下波动范围最小。
（3） 蒜瓣形状上尖下粗瓣背成弧形，其重心位于下半部最厚处，有利于蒜瓣排种时的稳定落下。
2.2 锥形螺旋导种管的设计
根据对蒜瓣的测量分析，设计了一种锥形螺旋导种管（如图5），导种管出口的内径尺寸根据蒜瓣长度L来确定，必须保证蒜瓣在各种下落状态时顺利落种；导种管的锥度α设计为5°－7°；导种管的长度根据大蒜播种机的结构来确定。
3 试验研究
本试验目的是为了检验锥形螺旋导种管对蒜瓣下落过程的自动定向控制性能，研究锥形螺旋导种管的各种结构参数对蒜瓣定向性能的影响。
3.1 试验设计
通过对蒜瓣物理特性的分析研究，选取锥形螺旋导种管的三个因素各二个水平（如表2）设计正交试验表L4（23）（如表3）。
根据试验要求设计试验台架（如图6）进行室内试验，大蒜播种状况设计为沙壤土压穴播种，随机选取了蒜瓣30个按正交试验表进行试验并记录试验结果。
3.2 试验结果与讨论
通过对试验过程的观察和对试验结果分析讨论如下：
（1） 蒜瓣通过锥形螺旋导种管下落时，在摩擦力的作用下能够使蒜瓣芽部朝上根部朝下，在导种管呈弯曲状态时定向效果更好。
（2）不同的锥形螺旋导种管钢丝直径和螺距对蒜瓣的定向作用的影响差异不大。
（3） 蒜瓣通过锥形螺旋导种管落入土穴后，蒜瓣芽尖朝向具有随机性，其中以蒜瓣平躺状态最多，主要影响因素有土壤类型、土壤含水率、土穴形状、导种管下口与土穴的距离等，圆锥形土穴效果较好。
（4） 锥形螺旋导种管对不同重量蒜瓣芽尖的定向作用的影响差异不大，但蒜瓣的形状对芽尖朝向有影响，呈半月形的蒜瓣通过锥形螺旋导种管下落时更易实现蒜瓣芽部朝上根部朝下。
4 结论
（1） 锥形螺旋导种管对蒜瓣芽尖朝向具有较好的定向作用，当蒜瓣通过锥形螺旋导种管下落时，在摩擦力的作用下能够使蒜瓣芽部朝上根部朝下，可以满足蒜瓣种植农艺要求，锥形螺旋导种管可以用做大蒜播种机的导种器。
（2） 蒜瓣通过锥形螺旋导种管落入土穴后，蒜瓣芽尖朝向具有随机性，蒜瓣的直立度受土壤类型、土壤含水率、土穴形状、导种管下口与土穴的距离等因素的影响较大。
（3） 不同的锥形螺旋导种管钢丝直径和螺距对蒜瓣的定向作用的影响差异不大。
这个世界难题已被我攻克：振动式蒜瓣定向排种装置——
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