旱地全膜双垄沟玉米精量播种机的设计与试验

为满足旱地全膜双垄沟农艺技术要求,设计了一种玉米精量播种机。为实现播种机平稳工作、保证膜下播种深度,采用双向平行四杆仿形机构,根据初始工作角和最大上下仿形量,确定了仿形机构的各项尺寸参数,上下仿形量可达到98.35 mm,左右仿形角达到15.2°,满足仿形播种要求;为减少漏播,降低空穴率,采用凸轮-平面连杆开启式穴播轮;借助ADAMS软件对穴播器成穴过程进行仿真分析,探讨了穴播轮滑移率对穴孔形状的影响,并以此对播种机的前进速度进行优化,降低了空穴错位率。田间试验结果表明：全膜双垄沟播玉米精量播种机作业后空穴率为0.9%,穴粒数合格率为93.6%,膜下播种深度合格率为91.8%,穴位错孔率为2.5%,作业质量符合行业技术标准要求。     

3种地膜在不同覆膜方式下的控草效果及对玉米生长发育的影响

在陇东旱塬区杂草严重发生条件下,试验测定了3种地膜在不同覆膜方式下的控草效果及对玉米生长发育的影响。结果表明,化学除草地膜和黑色地膜以全膜双垄沟播、半膜平作和半膜垄作方式覆膜,对阔叶杂草的株防效和鲜重防效均在93%以上,对禾本科杂草的株防效和鲜重防效均在76%以上;白色地膜以半膜垄作和半膜平作方式覆膜对阔叶杂草有一定的控制作用,但对禾本科杂草作用微弱或无效,以全膜双垄沟播方式覆膜可引起杂草大量发生。化学除草地膜和黑色地膜以全膜双垄沟播方式覆膜,均可明显改善玉米主要农艺性状,显著提高玉米产量及效益,玉米产量较半膜垄作分别增产22.17%和24.78%、较半膜平作分别增产9.23%和5.74%,纯收益较半膜垄作分别增加3 553.13元/hm~2和3 828.78元/hm~2、较半膜平作分别增加1 343.46元/hm~2和736.30元/hm~2;白色地膜以全膜双垄沟播、半膜平作和半膜垄作方式覆膜,玉米主要农艺性状、产量及经济效益均较覆盖化学除草地膜和黑色地膜有明显下降。因此,在杂草严重或较重发生的地区,推荐采取化学除草地膜和黑色地膜全膜双垄沟播方式覆膜。     

偏心齿轮驱动式玉米全膜双垄沟播联合作业机的设计

针对传统全膜覆盖双垄沟玉米播种存在播种效率低,易撕膜和挂膜,操作不方便等问题,设计一种集起垄、压膜和播种为一体的联合作业机。该机的动力传动装置由非圆齿轮连接的曲柄连杆机构和圆柱齿轮连接的曲柄连杆机构,共同控制成穴器运动,提高了播种机播种的准确度。田间试验表明,偏心齿轮驱动式玉米全膜双垄沟播联合作业机的设计作业后相关指标均达到了技术规范要求;同时以非圆齿轮的偏心率、非圆齿轮带动的曲柄与连杆长度的比值和切膜刀角为自变量,以膜孔扩大率作为测试指标,进行多组田间试验,得出椭圆齿轮的偏心率e=0.1、非圆齿轮曲柄与连杆的长度比值k=0.05和切膜刀角α=31°最佳,此时膜孔扩大率为1.22%。     

旱地全膜双垄沟播玉米高效用水机制研究

通过田间试验对半干旱区不同栽培方式下玉米土壤水分分布及水分利用效率的研究,探明了全膜双垄沟播玉米农田高效用水的机制。结果表明:全膜双垄沟播栽培不同位置大垄、垄沟、小垄土壤平均含水量在0~60 cm土层内差异显著(P0.05),且垄沟含水量最高,其次为大垄,小垄最低;播种期0~60 cm土层平均体积含水量全膜双垄沟播与露地平作差异显著(P0.05),升高14.19%,且拔节期以前全膜双垄沟播种植土壤贮水量最高,表明全膜双垄沟播栽培有利于玉米的出苗及前期的生长;全膜双垄沟播栽培较半膜平作增产26.76%,水分利用效率较半膜平作提高14.83%。     

玉米全膜双垄沟电动式精量播种机设计与试验

为满足旱地全膜双垄沟农艺技术要求,设计了一种玉米全膜双垄沟电动式精量播种机。以穴播轮容种高度、穴播轮转速、活动鸭嘴长度为因素,以空穴率和单粒率为指标进行了正交试验。再利用试验结果做出了方差分析,得出影响播种机工作性能的因素主次,进一步优化了组合部件参数。试验结果表明:容种高度为130 mm,穴播轮转速为0.85 m·s-1,活动鸭嘴长度为65 mm时,该播种机的平均空穴率为1.9%,平均单粒率为93.1%,播种效果良好,满足玉米精量播种的要求。     

不同覆膜栽培方式对天水旱地冬油菜生长、产量和水分利用效率的影响

以全膜双垄沟播、全膜覆土、全膜平铺、起垄膜侧和露地栽培5种处理方式,研究了不同覆膜栽培方式对冬油菜生育期、越冬率、产量和经济性状、水分利用效率的影响。结果表明：全膜双垄沟播、全膜覆土、全膜平铺、起垄膜侧 栽培冬油菜,均能不同程度影响冬油菜单株经济性状,提高水分利用效率和越冬率,增加产量,缩短生育期;其中全膜双垄沟播栽培效果最好,水分利用效率比露地栽培（对照）提高3.4 kg·mm^-1·hm^-2,生育期缩短7 d,越冬率提高24.5%,产量达3 194.46 kg·hm^-2,增产42.8%;全膜平铺栽培增产33.9%,全膜覆土栽培增产26.0%,起垄膜侧栽培增产24.8%。     

全膜双垄沟播起垄施肥铺膜机的研制

针对全膜双垄沟播种植的农艺要求,研制了一种起垄施肥铺膜机,可完成起垄、施肥、喷药、铺膜和覆土压膜联合作业。用旋耕方式整地起垄,覆土装置实现地膜纵向两边均匀覆土和地膜横向间隔覆土。采用旋耕前喷药和铺膜前施肥的作业方式,保证药效和肥效最大限度地发挥作用。试验表明,垄面光滑,无明显缺陷且覆土后的地膜无机械破膜现象。膜横向覆土距离的平均值为102 cm,纵向覆土厚度和宽度的平均值为5.1 cm和11.4 cm,大垄的垄宽和垄高的平均值分别为69.3 cm和14.9 cm,小垄的垄宽和垄高的平均值为40.5 cm和15.2 cm,满足全膜双垄沟播种植农艺要求。覆土的厚度、宽度的变异系数分别为4.83%和7.52%,大垄宽度、高度的变异系数为1.22%和2.14%,小垄宽度、高度的变异系数为2.26%和1.58%,符合设计要求。     

2BZ-4全膜双垄沟精密播种机设计

针对西北地区旱地全膜双垄沟播种作业需求,结合地方农艺特点,笔者与科研团队设计出一种2BZ-4全膜双垄沟精密播种机,该播种机主要用于起垄覆膜后二次进地自走式播种作业。与市场上现有的播种机相比,该机型能通过选配不同的排种器完成多种农作物的多功能播种;在设计初考虑到不同地区、不同农作物的农艺需求,将播种深度设计为40～100 mm可调、行走底盘轮距设计为1 000～1 400 mm可调、行距设计为380～550 mm可调,极大地提高了该播种机的通用性,同时在降低劳动强度和提高播种效率方面效果显著。     

除草地膜在全膜双垄沟播玉米田的应用效果

覆膜至播种期土壤持续干旱条件下对2种除草地膜在全膜双垄沟播玉米田中的应用效果进行了研究。结果表明,化学除草地膜、黑色地膜和白色地膜覆盖下玉米出苗率依次为76.39%、69.44%和81.48%,三处理间差异不显著,与白色地膜相比,化学除草地膜和黑色地膜覆盖下,玉米株高略有降低,降幅依次为0.04%和3.29%;化学除草地膜、黑色地膜和白色地膜覆盖下,玉米株高整齐度依次为29.23、50.24和37.18,三者差异不显著;化学除草地膜和黑色地膜覆盖下,玉米成穗株率均略低于白色地膜,降低幅度依次为0.86%和2.72%;化学除草地膜和黑色地膜均较白色地膜有一定的增产作用,增产幅度分别为9.71%和10.56%;化学除草地膜的株防效和鲜重防效分别为4.38%和23.09%,黑色地膜的株防效和鲜重防效分别为96.72%和99.20%,两者差异极显著。黑色地膜在全膜双垄沟播玉米栽培中具有较大的应用价值,化学除草地膜在土壤持续干旱条件下不宜推广。     

玉米顶腐病发生与全膜双垄沟播技术关系研究

全膜双垄沟播玉米是一项高产、抗旱新技术。但是随着大面积推广应用,其顶腐病为害呈逐年上升趋势,已经成为全膜双垄沟播玉米高产的制约因素。本研究依据全膜双垄沟播玉米顶腐病的发生为害现状,开展了全膜双垄沟播玉米顶腐病发生为害与其栽培新技术的相关性试验研究。结果表明,秋覆膜、垄沟点种、提旱播种、连作3年以上、土壤旋耕病株率分别为8.6%、6.9%、7.85%、19.25%、12%。依据掌握的发病规律,在玉米顶腐病发生严重的区域示范推广适地、适时、适墒开展顶凌覆膜,在春季墒情较好的情况下示范推广垄侧点种、残膜过冬与露地过冬间隔3年轮换深翻冬晒等农业综合栽培技术可以预防顶腐病的发生为害。     

116株芒果炭疽病菌对咪鲜胺的敏感性测定

研究芒果炭疽病菌对咪鲜胺的敏感性,以期为该病的综合防治提供参考。从国内及国外芒果产区采集病样,分离、纯化芒果炭疽菌菌株,采用生长速率法测定芒果炭疽病菌对咪鲜胺的敏感性。结果表明,分离获得的116株芒果炭疽病菌菌株对咪鲜胺的EC50值为0.000 8~0.073 9μg/mL,平均值为0.012 4μg/mL,EC50最大值是最小值的92.4倍。不同采集地区和采集部位菌株对咪鲜胺的敏感性不同,美国夏威夷的菌株敏感性最低,广东的最高;分离自叶片的菌株敏感性最高,果实的最低。芒果炭疽病菌对咪鲜胺具有较高的敏感性,生产上仍具有较高的使用价值,但不同菌株的敏感性之间具有一定差异性,存在潜在的抗性风险。     

玉米全膜双垄沟气动直插式穴播机设计与仿真

玉米全膜双垄沟播农艺技术抗旱、增产,实现其机械化膜上播种将是必然趋势。依据玉米全膜双垄沟农艺技术要求,设计了气动直插式穴播机,对作业机关键作业参数进行了设计计算,并结合STEP控制函数对其播种运动轨迹进行仿真分析。为揭示气动播种单体成穴器与种床土壤互作机理,借助ABAQUS有限元法构建了成穴器与种床土壤互作三维模型,分别获得了对应的Mises应力云图、空间位移云图和塑性应变云图。仿真结果分析表明:在相同的气动直插播种作用力下,锥形成穴器与种床土壤互作应力最大值约为1.541 MPa,是楔形成穴器与种床土壤最大值的1.39倍;在相同的载荷与分析步时间内,锥形成穴器对种床土壤作业下的最大塑性变形量约为19.35mm,楔形成穴器对种床土壤的最大塑性变形量约为12.35 mm。因此,锥形成穴器较楔形成穴器形成播种穴孔的能力及动土量效果更好。研究结果将为西北旱区玉米全膜双垄沟机械化播种装置的研发提供参考。     

旱地小麦黑膜全覆盖穴播栽培的效应与模式研究

本研究通过对黑膜、无色膜、垄作、平作、沟播等因素进行组合,探讨了旱地冬小麦地膜全覆盖穴播不同栽培模式的膜下茎和杂草发生规律、土壤温度和水分变化动态及增产增收效果。结果表明,小麦采用黑膜覆盖,自动出苗率比无色膜覆盖平均提高63.73%,膜下茎密度和鲜重分别降低74%以上和98%左右,杂草盛发期的密度和鲜重分别比无色膜覆盖降低62.03%和96.70%,比露地栽培降低70.00%和92.93%。黑膜覆盖小麦全生育期0~25 cm土壤积温比无色膜覆盖降低108.8℃,比露地降低62.9℃,但在播种至拔节阶段,比露地增加72.8℃,拔节至成熟比露地降低135.7℃。水分利用效率黑膜覆盖比无色膜覆盖提高4.48%,比露地提高45.75%。黑膜覆盖比无色膜增产3.05%,比露地增产47.81%。3种起垄方式中,垄作比平作小麦自动出苗率平均提高44.00%,沟播则降低23.80%;膜下茎密度垄作降低35.59%以上,沟播增加25.64%以上;膜下茎鲜重垄作降低30.62%以上,沟播增加12.09%以上。垄作提高土壤积温90.5℃,沟播降低23.5℃;垄作增产3.24%,沟播增产4.90%。以黑色全膜垄作穴播为最佳模式,较全膜覆土穴播自动出苗率平均提高146.93%,膜下茎密度降低98.74%以上,杂草鲜重降低99.90%以上,全生育期增加土壤积温52.0℃,水分利用效率提高10.75%,增产8.68%,节本4 020元·hm~(-2),增加纯收益5 422元·hm~(-2)。且膜面覆土量减少75%,易于清除残膜。其中通用垄沟半微垄模式具有宽窄行距的特点,较微垄模式增产3.89%,增收11.33%,并且适宜机械化作业。     

旱塘瓜开沟施肥覆膜覆土复式作业机设计与试验

设计了旱塘瓜开沟施肥覆膜覆土复式作业机，突破了化肥精量深施、开沟入土部件节能降耗、沟底无损覆膜等技术难题，可实现旱塘瓜田的化肥深施、开沟起垄、沟底覆膜、膜上覆土的机械化复式作业。该机由机架、三点悬挂机构、传动机构、开沟起垄机构，施肥机构、覆膜机构等组成，可完成侧条施肥深度10~15 cm，施肥量2.7~4.1 kg·hm^-2精量可调，满足了西北旱塘瓜的化肥深施农艺要求；沟底覆盖的农膜无损伤，且与沟底、沟壁贴合，不仅起到了增温保墒的作用，并有效抑制了杂草生长，使得旱塘瓜全生育期无需施用除草剂；整机功耗＜40 kW。该机具经过田间性能试验验证，当作业地块平整，机具行进速度为匀速0.5 m·s^-1左右时，采光面机械破损程度为41.6 mm·m^-2，膜边覆土厚度27.3 mm，膜边覆土宽度44.6 mm，膜边覆土厚度合格率96.1%，膜边覆土宽度合格率95.6%，地膜纵向拉伸率92.3%，排肥均匀性变异系数5.6%，开沟深度32.5 cm。试验结果表明相关性能指标均已达到国家标准以及农艺要求，能够实现旱塘瓜开沟施肥覆膜覆土机械化作业，适宜推广应用。     

垄沟覆盖种植对晚播夏玉米生长和产量的补偿效应

针对晚播对夏玉米生长发育造成的不利影响,采用垄覆膜沟不覆盖（LN）、垄覆膜沟覆秸秆（LJ）和垄沟全覆膜（LM）3种垄沟种植方式,以常规播期平作不覆盖（CK1）和晚播平作不覆盖（CK2）为对照,分析了不同垄沟种植方式对晚播夏玉米农田土壤水分、土壤温度及玉米生长和产量的影响,对比不同垄沟覆盖种植方式对晚播玉米生长的补偿效应。结果表明：垄沟种植显著提升了夏玉米0~25 cm土层土壤温度,促进了晚播夏玉米生长;生育期内多雨导致各处理0~200 cm土层土壤含水率一直在18%（75%田间持水率）或更高水平,覆膜对土壤水分的影响不明显;垄沟种植夏玉米整体生长状态在8月中下旬（抽雄~灌浆阶段）与CK1处理达到相同水平;地上部干物质量在成熟期达到或超过CK1处理水平;低温多雨导致晚播夏玉米生育期延长了8~9 d;垄沟种植处理倒伏率较低,最高值仅为3%,平作处理倒伏严重,CK1和CK2处理倒伏率分别达73.1%和20.1%;CK2处理全生育期各项生长及产量指标均较低,LJ处理前期生长状态差,后期贪长,最终相对CK1处理减产7.9%;LN处理产量9 783.8 kg·hm^-2,与CK1处理持平,LM处理达到最高产量11 101.7 kg·hm^-2,相对CK1处理增产12.2%。综合考虑土壤水热、夏玉米生长、产量等各方面因素,多雨条件下垄沟全覆膜方式对晚播玉米生长达到了最好的补偿效果。     

黏重土壤精旋起垄一体机设计与试验

针对西南丘陵山区土壤黏重、耕作与起垄阻力大的问题,为改善表层土壤结构,设计了一款精旋起垄一体机,主要由深旋装置、碎土装置、成垄部件等组成,可实现旋耕、碎土、起垄等联合作业.深旋装置采用双螺旋线方式交替安装旋耕刀,间隔为60 mm,旋耕刀轴转速为260 r·min-1;碎土装置中以刀盘为中心对称安装,每侧安装3把碎土刀,...     

Soil water and salt distribution under furrow irrigation of saline water with plastic mulch on ridge

Furrow irrigation when combined with plastic mulch on ridge is one of the current uppermost water-saving irrigation technologies for arid regions.The present paper studies the dynamics of soil water-salt transportation and its spatial distribution characteristics under irrigation with saline water in a maize field experiment.The mathematical relationships for soil salinity,irrigation amount and water salinity are also established to evaluate the contribution of the irrigation amount and the salinity of saline water to soil salt accumulation.The result showed that irrigation with water of high salinity could effectively increase soil water content,but the increment is limited comparing with the influence from irrigation amount.The soil water content in furrows was higher than that in ridges at the same soil layers,with increments of 12.87% and 13.70% for MMF9(the treatment with the highest water salinity and the largest amount of irrigation water) and MMF1(the treatment with the lowest water salinity and the least amount of irrigation water) on 27 June,respectively.The increment for MMF9 was gradually reduced while that for MMF1 increased along with growth stages,the values for 17 August being 2.40% and 19.92%,respectively.Soil water content in the ridge for MMF9 reduced gradually from the surface layer to deeper layers while the surface soil water content for MMF1 was smaller than the contents below 20 cm at the early growing stage.Soil salinities for the treatments with the same amount of irrigation water but different water salinity increased with the water salinity.When water salinity was 6.04 dS/m,the less water resulted in more salt accumulation in topsoil and less in deep layers.When water salinity was 2.89 dS/m,however,the less water resulted in less salt accumulation in topsoil and salinity remained basically stable in deep layers.The salt accumulation in the ridge surface was much smaller than that in the furrow bottom under this technology,which was quite different from traditional furrow irrigation.The soil salinities for MMF7,MMF8 and MMF9 in the ridge surface were 0.191,0.355 and 0.427 dS/m,respectively,whereas those in the furrow bottom were 0.316,0.521 and 0.631 dS/m,respectively.The result of correlation analysis indicated that compared with irrigation amount,the irrigation water salinity was still the main factor influencing soil salinity in furrow irrigation with plastic mulch on ridge.     

全膜双垄沟播玉米田选用除草地膜的适宜田间杂草密度研究

在陇东旱塬生态条件下,田间测定了全膜双垄沟播玉米田选用化学除草地膜和黑色地膜的适宜田间杂草密度。结果表明,全膜双垄沟播玉米田覆盖白色地膜,玉米主要农艺性状、产量及经济效益均随田间杂草密度的增加而降低。杂草密度至少达到116.68株/m2和163.48株/m2时,分别选择覆盖化学除草地膜和黑色地膜可使玉米株高、株高整齐度、茎粗、茎粗整齐度、果穗长、果穗粗、穗粒数、百粒重、有效成穗株率、单位面积有效果穗数等主要农艺性状较覆盖白色地膜有明显改善,玉米产量和经济效益较覆盖白色地膜均有显著提高,产量增幅分别达到1.89%~48.18%和3.87%~47.72%,纯收益增幅分别达到4.49%~157.16%和11.21%~158.88%。