稻草制备水稻植质钵育秧盘产业化实现与效益分析

稻草中含有丰富的营养物质,是一种可利用的潜在资源。水稻植质钵育秧盘制备技术就是将稻草制备成水稻育秧载体,实现了稻草的高附加值再利用。前期由于技术和工艺的原因致使未实现该技术产业化的开发。为了实现水稻植质钵育秧盘制备的工业化生产,介绍了一种流程简单、操作安全、设备易于制造水稻植质钵育秧盘产业化的制备方法,其成品能够提供完全满足水稻育秧的生长环境。在现有市场条件下,利用本生产线制备水稻植质钵育秧盘,项目静态投资回收期为1.7年。     

基于水稻秸秆制备植质钵育秧盘研究

为了实现寒区水稻的增产,以水稻秸秆为主要原料,配以高分子水乳型胶粘剂,经热压制备水稻植质钵育秧盘,采用正交试验设计方法分析施胶量和制备工艺(成型压力、模具温度和保压时间)对植质钵育秧盘性能的影响。对试验结果分析得出制备植质钵育秧盘工艺优化参数为:施胶量95%、成型压力30MPa、模具温度145℃、保压时间300 s,可为进一步研究和植质钵育秧盘的产业化生产提供技术借鉴与参考。     

钵育秧水稻抛秧机的结构优化设计

分析了在研制钵育秧抛秧机过程中的相关技术问题,利用四周的窝眼固定钵育秧盘的固定方式以解决水稻钵育秧盘太软使其难以在钵育秧抛秧机上固定的问题,利用管式防风漏秧器以解决钵育秧苗的落秧秧苗受风的影响较大而导致漏插率和直立度误差的问题,利用滑板式仿形开沟器以解决栽植深度不够的问题。钵育秧水稻抛秧机的优化设计对加快水稻种植机械的发展步伐,提高水稻种植的机械化水平,提高土地产出率和水稻种植的劳动生产率及增加我国水稻种植的效益具有重要的意义。     

水稻钵体苗移栽机

近几年来,为了减轻低温冷害、保证水稻的稳产高产,在我国的北方水稻产区,推广了“简易塑料钵苗育秧盘”(简称“简塑盘”)和“机制钵体”等钵苗育秧移栽技术,据初步统计,今年推广面积已达到160多万亩。但各种钵苗的移栽,仍用人工空中抛秧或手插方     

植质钵育秧盘在水稻育苗移栽上的应用分析

为了研究以稻草粉为原材料制成的植质钵育秧盘(CK)在水稻育苗移栽过程中的应用效果,以日本钵育秧盘(CK1)和常规平育纸盘(CK2)为参考对象,研究水稻育苗移栽前后水稻植质钵育秧盘对植株生长以及产量的影响,并对其经济效益进行分析。结果表明:采用CK育苗及移栽水稻苗,可显著提升秧苗素质;分蘖期平均分蘖比CK1秧苗多出3个/株,比CK2多出5个/株;产量上,CK比CK1增产10.59%,比CK2增产13.54%。效益分析表明:采用CK种植水稻,每公顷净收益可比CK1增加3 465元,比CK2增加3 780元。这主要得益于水稻产量增加显著、种子用量有效减少以及节省劳动成本等因素。     

水稻植质钵育秧盘成型机的设计

农作物秸秆成型技术是进行生物质能转换的主要方式之一,而秸秆成型机是进行秸秆成型技术的关键机械。目前,秸秆成型机械成型主要利用玉米和小麦秸秆,且成型制品比较简单、机械效率低。为此,以水稻秸秆为原料,制作水稻植质钵育秧盘,利用气吸式成型方法进行秸秆成型。成型系统主要包括模具的设计、传动系统的设计、电机的选择和轴系的设计。最后,利用三维制图软件进行仿真,仿真结果表明:水稻植质钵育秧盘成型机结构设计合理,达到了预期设计目标。     

水稻秸秆营养穴盘成型机的设计与降解性能研究

水稻秸秆营养秧盘是以稻草粉、牛粪为原料,采用气动成型原理实现秧盘成型的水稻营养秧盘,具有原料易得、可降解、可自养和改良土壤理化性状等优点。为此,对水稻营养秧盘的结构进行分析,改进了水稻秸秆营养穴盘成型机的设计,探讨了水稻秸秆营养秧盘对水稻生长影响及其降解性能。在黑龙江前哨农场开展水稻秸秆营养秧盘(XS)与塑料水稻育秧盘(CK)对比田间试验,探究不同水稻育秧盘对水稻秧苗素质、水稻产量及自身降解特性的影响。试验结果表明：与塑料育秧盘(CK)相比,采用水稻秸秆营养秧盘可以提高水稻出苗率、株高、茎基宽,显著提升水稻秧苗生物量、有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒质量及产量;在保障水稻生长的同时,水稻秸秆营养秧盘降解效果明显,移栽到田间120天后,降解率达到84.79%。研究结果可为水稻秸秆营养秧盘的推广提供前提条件和理论基础。     

水稻钵苗振动排序正位装置的分析与试验

根据有序抛秧机的分秧要求,提出了一种水稻钵苗振动排序正位装置,把从秧盘上取下的无序钵苗整理成土钵在前的有序排列。对钵苗在振动排序正位装置上的受力情况、钵苗的重心位置进行了分析,发现钵苗的重心在土钵内或在靠近土钵上表面的秧株内,为钵苗在惯性力作用下自动正位提供了保证。通过对单棵和群体钵苗的试验与高速摄影观察与分析,证明钵苗能够在惯性力作用下,在振动排序正位装置上自动正位,钵苗自动正位是可行的。     

2ZPY-H530系列水稻钵栽机的使用要点

2ZPY-H530系列水稻钵栽机是水稻钵型秧苗成行有序抛栽机械。该系列现有2种机型:2ZPY-H530Z型为自走式水稻钵苗行栽机;2ZPY-H530Q型为牵引式水稻钵苗行栽机,与手扶或小四轮拖拉机配套使用。以上机型均采用单辊夹式拔秧装置实现了秧苗与育秧盘的自动分离,并由分行栽植部件完成秧苗成行有序的抛栽作业。该机采用了波浪型防壅水拖     

水稻钵苗有序移栽试验装置的研究

为了研究水稻钵苗有序移栽的可行性,给水稻钵苗有序移栽机的研制提供工艺参数,以YP450C水稻插秧机为机体,确定了钵苗移栽工作部件及其传动系统,研制了水稻钵苗有序移栽试验装置.借鉴国内外钵盘育秧技术,在室内模拟水田实际工况,采用气吸式取苗原理移栽空气整根盘育乳苗,进行育苗和移栽试验.试验结果表明,利用气吸式原理移栽空气整根钵体乳苗所需要的真空度范围为400～900Pa;移栽后钵苗排列有序,钵苗入土直立度高.     

无驱动式自动调平水田埋秆起浆整地机设计与试验

为解决东北稻区秸秆全量还田条件下,现有驱动式搅浆机存在动力消耗大、严重破坏土壤结构并使得秸秆漂浮等问题,设计了一种无驱动式自动调平水田埋秆起浆整地机,机具前排星形耙片细碎土壤并掩埋秸秆,后排轧滚进一步碎土埋秆,平地装置平整地表,由电液控制系统实现自动调平,能够为水稻插秧作业创造优良地块条件。通过理论分析和优化设计,确定了优化后星形耙片的各项结构参数和排列方式;设计了带有齿板和刀齿的轧滚,倾斜布置的齿板和直立的刀齿分别对土壤进行横向与纵向的滑切,可提高碎土埋秆效果;改进设计了平地板,〖JP2〗确定了板高为150mm,并针对前进速度、板宽、推压角开展了仿真试验,得到最优工作参数为：前进速度2.4km/h、板宽290mm、推压角44°;采用中心不动法的调平策略,设计了基于倾角传感器和PID算法的自动调平电液控制系统,实现了自动调平系统的快速平稳控制。田间试验结果表明,整机作业后地表平整度为0.73cm,秸秆覆盖率为91.4%,压茬深度为5.98cm,泥浆度为1.18g/cm3,机具各项指标均优于国家标准,该设计可为东北稻区秸秆全量还田条件下水整地机具研究提供参考。     

东北稻区不同秸秆还田模式机具作业效果研究

水稻秸秆还田是培肥地力、增产增效的重要方式。东北稻区存在秸秆量大、收获时秸秆含水率低、切碎抛撒难等问题,既影响秸秆还田质量,又进一步影响后期耕整地和插秧作业质量,亟需研究适用于东北稻区的机械化秸秆还田模式,改善秸秆还田和耕整地作业质量,支撑水稻秸秆还田技术的应用。本研究在黑龙江省七星农场开展机械化秸秆还田试验,共设4种模式,即：对照CK（秸秆不还田,秋翻+春搅浆）、还田处理1（秸秆还田,秋翻+春搅浆）、还田处理2（秸秆还田,秋翻、秋旋+春平地）、还田处理3（秸秆还田,秋旋埋+春平地）。试验选取不同模式各作业环节的配套机具,并监测不同模式的秸秆还田和耕整地机具作业效果。2年的试验检测表明,3种秸秆还田模式均能实现秸秆全量还田,并满足水稻插秧前的地表作业要求,能够保证正常的插秧作业和水稻返青。其中,还田处理3的综合还田效果相对最优,能实现较好的地表平整度、泥浆度和植被覆盖率;还田处理2与还田处理1相比,增加秋季旋耕作业,春季改用无动力平地作业,2年的数据尚未显示能显著改善插秧前地表状况。     

水稻钵苗育苗穴盘分离套盘机设计与试验

采用工厂化育苗技术进行水稻钵苗育苗时，一般由人工将普通吸塑软穴盘分离然后套入硬托盘后再用于播种，增加了生产成本且劳动强度大。为减少人工成本、降低劳动强度，提高工厂育苗作业自动化，设计了一种适用于工厂化播种流水线的自动分离套盘机。利用真空吸盘吸附倒扣堆叠的软穴盘外侧壁后提升分离，再用翻转机构将分离出的软穴盘翻转180°到达套盘工位，套盘装置中的夹爪机构夹持软穴盘套入硬托盘中完成套盘作业。采用有限元分析软件ANSYS对软穴盘变形量进行分析，采用三维建模软件SolidWorks进行整机三维结构设计，设计了使用8个直径6mm的风琴型真空吸盘吸附软穴盘作业的真空回路系统，并试制了样机，对不同工况下的软穴盘进行了分离套盘试验。样机试验结果表明，对14×29孔穴规格洁净软穴盘的分离套盘成功率为97%，穴盘表面粘附有水珠或泥土时分离套盘成功率均为98%，分离套盘效率为435盘/h，满足工厂化育苗播种流水线的工作要求，可为提高工厂化水稻钵苗育苗的自动化程度提供参考。     

水稻秸秆整株还田机的设计与试验

阐述了1ZT-210型水稻秸秆整株还田机的总体结构设计。田间试验证明,水稻秸秆整株还田机的翻土和覆盖性能较好,可获得良好的土壤耕作层,耕深达18cm,秸秆在15cm深度以下覆盖率达95%。满足保护性耕作农艺要求,能够保证水稻移栽作业质量。     

水稻栽植机械化技术研究进展

水稻栽植机械化是水稻种植机械化的主要方向,也是水稻全程机械化的研究重点和难点。本文分析了我国水稻种植机械化的发展现状、特点及制约因素,重点阐述了水稻机械化育秧技术与装备、机械化移栽技术与装备的研究现状和发展动态。秧盘育秧是实现水稻机械化移栽的前提,重点分析了秧盘育秧精密播种技术、作业自动化技术和精密播种智能化技术的研究进展。毯状苗机插秧和钵体苗机栽插是水稻机械化移栽的2种主要方式,移栽机械控制技术是移栽机械作业自动化和智能化的基础和核心,在分析我国水稻机械化移栽方式与装备的基础上,对毯状苗机插秧技术和钵体苗机栽插技术面临的主要问题进行了系统分析和总结,对移栽机械控制和智能化技术研究现状进行了阐述,提出加强耕整地机械化技术研究与应用,解决杂交稻、超级杂交稻、双季晚稻和连作晚稻机栽植问题是水稻栽植机械化技术的研究重点,提升秧盘育秧精密播种技术的播种均匀性、解决低播量下精密播种育秧、毯状苗插秧机纵向送秧的精准性和农机农艺深度融合是突破毯状苗机插秧技术的关键,研发经济高效、轻简型的钵体苗栽插装备是发展钵体苗机栽插技术的核心,加强移栽机械控制和智能化技术研究是栽植机械化进一步发展的方向。     

气力式水稻穴盘成型机气流分配室流场仿真与优化设计

合理的气流分配室结构是气力式水稻穴盘成型机正常工作的前提条件。为了保证气流分配室具有均匀的流场结构,生产出合格的穴盘,以气体控制方程为理论依据,利用FLUENT软件对气流分配室内气流场进行了仿真分析。结合正交试验设计和数值模拟技术,以腔体厚度、通气孔直径和底角为影响因素,速度不均匀系数为评价指标,对气流场进行了单因素和正交模拟仿真试验,结果表明各因素对试验结果影响的主次顺序为配气腔体厚度、通气孔直径、底角;当腔体厚度、通气孔直径和底角分别为110 mm、15 mm和0°时,气流分配室流场均匀性较理想,此时速度不均匀系数为11.37%。试验结果表明,仿真结果与实测结果的平均相对误差为1.59%,双侧相关系数为0.028,存在显著相关关系;穴盘生产成型率为92.3%,穴孔质量和底面厚度的变异系数分别为10.2%和9.81%,满足穴盘生产要求。     

穴盘苗自动移栽机研发与应用

针对当前人工移栽成本高、效率低和劳动强度大等问题,设计开发了一种穴盘苗自动移栽机。该移栽机主要由移栽机构、坏苗识别系统和控制系统等部分组成,与工厂化穴盘种苗生产工艺相适应,实现了幼苗由密穴盘移栽到疏穴盘或营养钵中的机械化操作,改善了操作人员的劳动条件,提高了作业效率。      

机插水稻不同育秧基质配方试验

为掌握机插水稻不同育秧基质配方应用效果,以二合土为营养土对照,比较研究了3个品牌基质及其与干细土、壮秧剂混拌的不同配方基质育秧应用试验效果。结果表明,不同配方基质育秧与营养土对照相比,明显提高秧苗素质,产量结构合理,增产效果极显著。尤其是育苗基质3+二合土+壮秧剂配方增产效果最优。      

轻简型杂交稻穴盘育秧精密播种机的设计与试验

为了培育适于机械化移栽的杂交稻钵体壮秧苗,满足杂交稻少本壮苗的农艺栽插要求和轻简化栽培的技术要求,研制了2SBB-500轻简型杂交稻穴盘育秧精密播种机。介绍了机具的组成、工作原理、主要技术参数及结构特点;创制了智能双充种室机构,实现了第一充种室空穴光电检测与预报、第二充种室智能振动复充填的构想;研制了智能双充种型孔滚筒杂交稻育秧精密播种器,解决了型孔滚筒育秧播种器作业过程中稻种在充种室内流动性差、充种可靠性低等问题,显著提高了播种性能。为了方便实现软钵盘后续直接进行摆盘作业,设计了一种软钵盘自动嵌放装置,解决了软盘育秧自动化作业的问题。试验表明:2SBB-500轻简型杂交稻穴盘育秧精密播种机功能齐全,自动化程度高,播种精度好,作业效率高,具有较好的应用前景。     

新型组培苗移栽手爪的设计

移栽机械手爪是温室穴盘移栽机的核心部件,其结构的好坏直接影响穴苗抓取效果。本文从新型机构设计角度入手,使用凸轮机构作为角度变化装置,实现在抓取穴苗过程中的抱抓动作,根据标准的128穴盘格的尺寸提出了移栽手爪的参数设定和整体结构设计,从而提高了抓取的可靠性、降低了穴苗的损伤率。并且利用Solidworks建立机构模型,对其工作原理和功能进行分析,为今后设计市场需求的经济适用的穴盘苗自动移栽机提供参考。