谷物联合收割机测产系统设计及实验研究

产量信息获取是精准农业实施过程的重要组成部分。为提高测产精度,缩小国内外农机装备的差距,本文设计开发了一种CAN总线架构的测产系统。该系统主要由多种传感器、智能节点、田间计算机和SD卡4部分组成,实现了产量数据采集、显示及存储等功能。为了减小升运器转速对测产的影响,提出修正系数法对谷物流量进行修正,室内试验结果表明:修正后谷物流量最大误差为2.63%,平均误差为2.04%。应用测产系统在田间进行实验得到产量数据,并采用产量模型和反距离权重法计算单位面积产量进行计算和插值,最后绘制了产量分布图。     

产量分布图生成系统的研究

使用Visual Basic6．0编程语言开发了YMapper产量分布图生成软件系统。研究了一种具有粗大误差数据过滤功能的局部平均插值方法，分析了产量分布图生成过程中涉及到的坐标系定义、产量数据分类与统计分析、图形配色与绘制等问题。对谷物和棉花等作物产量数据的处理结果表明，该系统能够对联合收割机测产系统记录的产量数据文件进行处理，通过插值运算将离散分布的产量数据点生成连续的产量分布图；其误差数据过滤功能能够防止产量过低和过高的粗大误差数据点参与插值运算，使产量分布图的精度得到了保证。系统能够按照用户设置的分类和着色方式，将作物产量的空间分布情况以产量数据点图或产量分布图的形式显示。并且能够对作物的产量水平进行统计分析。     

Insight棉花产量监测系统及应用研究

棉花产量空间分布图能集中反映农田时空变量对棉花的影响,为科学调节投入和制定管理决策措施提供重要依据。研究了美国AgLeader公司Insight棉花产量监测系统的组成及工作原理,并利用该系统对试验地块棉花产量进行了测算;详细描述了Insight测产系统的设置与标定过程,并应用AFS农田空间管理系统生成了试验地块的产量空间分布图。结果表明,该图给出的棉田产量分布差异与实地调查分析结果基本吻合。     

2种谷物质量流量传感器的适用性研究

精准农业是世界农业发展的潮流,机械化、信息化已经渗透于农业的各个环节中。粮食收获作为农业工作的重要环节,机械化、自动化和监测技术已经广泛应用于现代农业机械装备。谷物测产系统是监测技术的一个重要组成部分,将谷物测产系统安装在谷物联合收割机内,可以实时测量谷物产量。本文对称重式和冲量式2种谷物质量流量传感器进行分析,田间试验表明,称重式谷物质量流量传感器安装过程较复杂,整个称重式测产系统运行不稳定,数据波动较大;冲量式谷物质量流量传感器安装过程相对简单,测产相对误差较低。     

谷物联合收割机在线产量监测综述——测产传感方法、产量图重建和动力学模型

为深入了解测产方法、产量图重建和动力学模型的研究内容及关键技术,对测产方法、产量图重建、谷物流的动力学模型以及产量测量中的误差等研究成果进行梳理。重点概述了测产方法的分类,介绍了不同测产方法的原理、产量图重建涉及到的关键技术和动力学模型上取得的成果;对测产方法的试验结果和优缺点进行比较;分析了测产方法、产量图重建、水分传感器、切割宽度传感器和GPS定位装置等研究的误差来源。结果表明:1)对不同方式的测产装置进行合理的安装、校准和操作,就能使测产结果达到足够的精度,建议对不同的测产方式加强误差分析并提高试验准确度。2)产量图重建过程中的部分误差通过校准可以减小甚至消除,但基于小面积地块的产量图构建及误差研究还有待加强。3)一阶动力学模型无法确定谷物混合对产量监测的影响,建议在基于非线性组合算法和反褶积算法的动力学模型上加强研究。     

谷物联合收割机产量监测系统优化

<正>该文构建了一套谷物产量智能监测网络系统,并基于双板差分冲量式谷物流量传感器开发了一种适于国内收割机的车载测产系统,目的是为实现国内测产系统的商品化打下基础。主要研究内容包括:(1)谷物联合收割机产量监测系统优化设计开发。对流量传感器进行了减振设计,通过增加减振器以削弱传感器的振动干扰;分析了谷物的运动学原理及其对冲量传感器作用的力学原理,建立了电压/升运器速度的谷物质量模型,该模型     

基于无线通信的农药流量监控系统设计

针对喷药机人工操作农药流量控制精度低、过程监控实时性差等问题,设计了一套基于无线通信的农药流量监控系统。该系统主要由流量监控软件和流量控制装置组成,通过蓝牙模块实现无线数据通信。设计了上位机操作界面,实现了流量监控功能;下位机采集并处理流量数据,经过PID算法实时调节驱动器进而控制泵转速,实现流量闭环控制。进行了流量传感器标定试验和喷药流量测定试验,结果表明,流经流量传感器的液体流量和其输出脉冲频率有良好的线性关系;系统设置流量值与实际流量值的最小相对误差为1.72%,平均相对误差为2.63%,精度较高。     

农作物产量自动监测技术及关键设备

为实现谷物产量的实时测量,将测产系统搭载在联合收割机上是最好的选择。本文概述了农作物产量监测系统的四个重要组成部分(谷物流量传感器;谷物水分传感器;GPS接收机;田间计算机和用户界面)的工作原理和关键技术。特别是对几种类型的谷物流量传感器的工作原理作了较为详细的介绍。     

谷物产量空间分布数据的分析与处理

从精细农业实践过程中遇到的实际问题出发,对谷物产量空间分布数据进行了分析,利用区间估计法消除误差数据,通过划分栅格利用移动加权平均法对失真数据进行了修正.对同一地块中同一产量数据在划分成不同栅格情况下对应的产量分布图的比较,得到了一种精度较高的谷物产量分布图.     

花生联合收获机实时测产控制系统设计

为了解决现有的谷物测产方法无法直接应用于花生收获过程中的实时测产,以及国外的测产装置无法直接应用于国内的花生收获机械的问题,研发了一种安装于我国自主研制的4HBL-2型系列花生联合收获机的花生收获实时测产控制系统,提出了一种新的测产机械结构,并进行了测产系统的软、硬件开发。该系统能够实现花生产量的自动测量、测产信息的存储、GPS定位和远程信息管理等功能。所研发的测产系统具有体积小、安装方便,抗干扰性强的特点。可直接安装于我国自主研制的4HBL-2型系列花生联合收获机上进行花生的实时测产,也可经改造后安装用于其它的花生联合收获机上。     

An Evaluation of the Response of Yield Monitors and Combines to Varying Yields

Comparisons were made between yield measurements with an impact based yield sensor and an electronic scale in adjacent harvest strips and on the same grain stream within a combine. Yield measurements in adjacent strip comparisons were more prone to errors as the segment lengths decreased. Grain yield difference between the yield sensor and electronic scale ranged from 5 to 14%, 4 to 13%, 3 to 12%, and 2 to 11% for 15, 30, 60, and 300 m long segments. The yield differences between neighboring segments might have been caused by yield variability to a degree; however, a consistent decrease in yield differences with increasing segment lengths implied that better accuracies could be obtained in longer management areas. The combine responses to grain yield changes and the effect of varying ground speed on accuracy were also evaluated by creating artificial yield patterns in harvest strips. Grain diffusion within the combine was more obvious when abrupt yield changes were introduced at known locations. Grain mixing and redistribution inside the combine may dictate the selection of segment sizes in the site-specific decision making process. Constant ground speed provided more stable grain flow values than varying ground speed. The average error in yield estimate was 3.4% and 5.2% at constant ground speed and varying speed, respectively. Careful calibration and constant combine speed were important to achieve better accuracy with the grain yield monitor.     

Architecture of stem and branch affects yield formation in short season cotton

The cotton direct seeding after wheat(rape) harvested is under trial and would be the future direction at the Yangtze River Valley region of China. The objective of this study was to quantify the effects of branch and stem architecture on cotton yield and identify the optimal cotton architecture to compensate the yield loss due to the reduction of individual production capacity under high planting density in the direst seeding after wheat harvested cropping system. The characteristics of the stem and branch architecture and the relationships between architecture of the stem and branch with yield formation were studied on eight short season cotton cultivars during 2015 and 2016 cotton growth seasons. Based on the two years results, three cultivars with different architectures of stem and branch were selected to investigate the effect of mepiquat chloride(MC) application on the architecture of the stem and branch, boll retention, and the yield in 2017. Significant differences were observed on plant height, all fruiting nodes to branches ratio(NBR) in the cotton plant, and the curvature of the fruiting branch(CFB) among the studied cultivars. There were three types of stem and fruiting branch structures: Zhong425 with stable and suitable plant height and NBR(about 90 cm and 2.5, respectively), high CFB(more than 10.0), and high boll retention speed and seed cotton yield; Siyang 822 with excessive plant height and NBR, low CFB, and low boll retention speed and seed cotton yield; and other studied cultivars with unstable structure of stem and branch, boll retention speed, and seed cotton yield across years. And MC application could promote the appropriate plant height and NBR and high CFB and thus resulted in high boll retention speed and the yield. The results suggested that the suitable plant height and NBR(about 90 cm and 2.5 respectively), and high CFB(more than 10.0), which was related to both genotype and cultural practice, could promote the higher boll retention speed and seed cotton yield.     

滴施硅肥对棉花生长发育和产量品质的影响

【目的】 研究施用硅肥对棉花生长发育、产量以及纤维品质的影响,为棉花提质增效提供理论依据。【方法】 分别在棉花蕾期和开花期滴施硅肥,每隔10 d调查棉花的生长发育情况,吐絮期测产调查,取样考种,纤维检测,分析施用硅肥与对照(CK)棉田在生长发育、产量和纤维品质方面的差异。【结果】 滴施硅肥处理的株高低于对照;现蕾速度、蕾转化为铃的速度和数量、果枝生长速度和数量高于对照。滴施硅肥的棉花各产量性状均优于对照。除单铃重略有增加,差异不显著外(P＞0.05),滴施硅肥的棉花单株铃数、衣分、籽棉产量、皮棉产量与对照均达到显著性差异(P＞0.05)。纤维上半部长度和伸长率有较小水平的提高,断裂比强度、马克隆值和整齐度有所降低,差异不显著。【结论】 硅肥可以加快棉花生长发育的速度、提高棉花的产量和品质。     

不同水氮耦合条件下棉花冠层NDVI分析与产量估算

为研究冠层归一化差值植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)在棉花重要生育时期估算棉花产量的可行性,使用GreenSeeker分别对不同灌水施肥条件下棉花光谱反射率NDVI值进行测定优化,建立NDVI值与产量关系数学模型,并对模型精度进行验证。结果显示:不同水氮组合随着生育期的推移棉花冠层NDVI值变化趋势基本一致,都呈"低-高-低"的变化规律;选取在棉花出苗后80、105和140d冠层NDVI值分别与产量进行相关性分析,得出冠层NDVI值与产量具有明显的正相关关系,相关系数分别为R2=0.376 0,0.093 4,0.363 9。利用独立的试验数据对相关性最高的水氮组合棉花出苗后80d的产量模型进行模型验证,其相关系数R2=0.712 6,均方根误差(Root mean square error,RMSE)561.04kg/hm2。因此,棉花出苗后80d的冠层NDVI值可以估测棉花产量。     

不同行距配置对南疆无膜棉冠层结构及产量的影响

适宜的行距配置是无膜棉高产的影响因素之一,选取中棉619为材料,设置三种不同行距配置处理进行试验,研究不同行距配置对无膜棉冠层结构及产量的影响,分别为 A: (76+76) cm,一幅三行;B: (76+10+76) cm,一幅四行;C: (10+66+10+66+10) cm,一幅六行。结果表明：行距减小,A、B处理中上部和中部叶面积指数逐渐增加,在B处理中达到最高,下部叶面积指数在C处理下达到峰值;叶倾角在A,B和C处理下整体表现为冠层下部>中部>上部,A和B处理的行距大,行间光照条件优越,冠层跨度随行距增加而减小。C处理产量最高中棉619产量6748.3 kg/hm²,但各项数据均比A和B处理低。综合而言,C处理构建棉花冠层结构各项指标较优,有效促进了无膜棉群体的光合作用,产量最高,适宜南疆无膜棉栽培。     

高分子化合物对盐渍化棉田土壤团聚体组成及棉花产量的影响

[目的]比较施用不同高分子化合物后盐渍化棉田土壤团聚体及棉花产量的差异,选取适合的高分子化合物用于改良盐渍化棉田及提高棉花产量.[方法]试验在新疆维吾尔自治区石河子146团棉花大田进行,设4个处理,分别为M1(聚丙烯酸盐类处理,K-PAM)、M2(聚丙烯酰胺类处理,PAM)、M3(纤维素类处理,HEC)和对照(不施化合物,CK),于不同生育期采集棉田土壤的团聚体及待测土样,测定土样pH和电导率,并在棉花采收期进行测产.[结果]M1和M2较CK在棉花盛花期和盛铃期均可显著降低不同土层土壤的电导率(P<0.05,下同),有效减小盐分毒害,M3在0~20 cm土层较CK的电导率显著升高,在20~40 cm土层表现为显著降低;在棉花盛铃期,M2和M3较CK 20~40 cm土层土壤pH显著降低,其余生育期M2较CK对土壤pH无显著影响(P>0.05).高分子化合物施入土壤后改善了盐渍化土壤结构,主要是增加2.000~0.053 mm土壤团聚体含量;3种高分子化合物均可显著提高棉花产量,其中以M1增产效果最好,增产107.4%.[结论]高分子化合物施用后改善了盐渍化土壤结构,提高了棉花产量,其中以聚丙烯酸盐类施用效果最佳,可作为新疆盐渍土棉田土壤改良的优先选择.     

27个棉花育种材料的产量及部分纤维品质差异分析

采用田间调查方法,对27个棉花育种材料的产量与纤维品质指标进行比较分析.结果表明,材料间籽棉、皮棉产量差异很大,籽棉产量最高的为3 509.7 kg/hm2,最低的为1 153.0 kg/hm2,皮棉产量最高的为1 410.8 kg/hm2,最低的为475.3 kg/hm2,材料间纤维品质存在明显差异.综合产量与品质指标,27个育种材料中6-3、6-20的纤维品质好,产量性状表现良好,可直接利用.