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为解决超级杂交水稻育苗低播量、高精度播种难题，研究人员设计振动式穴盘带精量排种装置。经多番试验优化参数，合格播种率达 95.27% ，满足播种要求，为超级杂交水稻振动精量排种研究提供依据。
在全球粮食生产的大棋盘上，水稻的地位举足轻重。它是世界第二大粮食作物，养活了超过半数的全球人口，在中国，更是近 40% 热量摄入的来源。然而，当下水稻生产面临着诸多挑战。一方面，可用于水稻种植的耕地面积不断减少，另一方面，气候变化也在捣乱，严重威胁着水稻的产量和质量。
为了应对这些挑战，中国科研人员积极投身于高产量、高品质水稻品种的培育工作，超级杂交水稻应运而生。这类水稻产量高、抗病又抗倒伏，本应是水稻种植的 “救星”，但在实际种植过程中却遇到了难题。超级杂交水稻分蘖能力强，这就意味着它需要更低的种植密度，在育苗阶段就得实现低播量的精准播种。
传统的机械排种装置，虽然结构简单、成本低，可对于细长的超级杂交水稻种子来说，填充区得设计得比较大，这样一来播种量就大，和每穴 1 - 3 粒的农艺要求冲突，还容易损伤种子。而气动排种装置，虽说播种精度高、不伤种子、播种量小、效率高，可超级杂交水稻种子有涂层和芒，容易堵塞种孔，影响填充效果，而且种子活性差时，气流吸附能力也会下降。在这样的困境下，一项旨在突破超级杂交水稻播种难题的研究开展了。由多个单位研究人员组成的团队，设计出了一种振动式穴盘带精量排种装置（以下简称 “排种装置”） ，试图解决超级杂交水稻播种过程中的种种问题。该研究成果发表在《Biosystems Engineering》上。
研究人员为开展这项研究，主要运用了以下关键技术方法：一是理论分析，对种子填充过程进行机械和运动学理论分析，明确影响种子填充性能的关键因素；二是试验研究，采用单因素分析确定排种装置的结构参数，利用 Box - Behnken 试验建立因素与试验指标之间的二次回归模型并进行显著性分析；三是仿真模拟，通过离散元法（DEM）模拟辅助优化参数，确保研究结果的可靠性。
下面来看看具体的研究结果：
- 整体结构和工作原理：排种装置适配 15×25 的水稻育苗盘，由框架、种子箱、穴盘带、种子保护装置等多个部件组成。种子箱位于穴盘带上方，工作时各部件协同运作，实现播种功能。
- 种子填充性能优化：在种子箱中集成带网格的振动板，根据穴和种子的尺寸设计振动板结构参数。通过理论分析、单因素试验确定穴盘带倾斜角度为 43°，振动板安装位置为其下端与种子箱底部高差 0mm 。
- 多因素优化与模型建立：进行 Box - Behnken 试验，以穴盘带工作速度、振动板振幅和频率为因素，以合格率、多粒率和漏播率为试验指标，建立二次回归模型并分析显著性。多目标优化结果显示，当穴盘带工作速度为 0.088m?s?1 ，振动板振幅为 1.056mm、频率为 10.278Hz 时，种子填充性能最佳。
- 试验验证：对优化后的参数进行试验验证，合格率达到 95.27% ，多粒率为 3.92% ，漏播率为 0.81% ，符合超级杂交水稻精准播种的要求。
综合研究结论和讨论部分，这项研究意义重大。它成功设计出的振动式穴盘带精量排种装置，有效提升了超级杂交水稻种子的填充性能。通过对关键结构和工作参数的深入分析与优化，找到了适合超级杂交水稻播种的最佳参数组合，为超级杂交水稻的精准播种提供了可靠的技术支持。这不仅有助于提高超级杂交水稻的育苗质量，保障其产量和质量，还为后续振动式精准排种装置的研究和应用奠定了坚实基础，有望推动水稻种植机械化、精准化的进一步发展。
