花生机械收获中根、茎、果节点的力学试验与分析（英）

为了降低花生挖掘收获、摘果、脱壳作业,特别是花生联合收获中的掉果率、破碎率,该文利用CTM-4503型万能材料试验机及相关测试设备,对花生收获期前后近一个月(28 d)花生的秸秆、根茎节点、果根节点、果壳结合处分别做了拉伸与剪切力学性能试验与分析.通过试验,得到了花生的秸秆、根茎节点、果根节点、果壳结合处最大许用抗拉与抗剪应力;经力学性能理论分析,确定了花生最佳收获期(以鲁花14为例,最佳收获期为播种后的(122±1) d),给出了现行的花生联合收获采用的夹持收获中最大许用夹持力(49.71 N)和最大许用拉力(70.84 N);通过试验分析得出花生挖掘收获中主要机械损失为根茎节点断裂(95.7%),并根据农业部发布的花生收获机作业质量行业标准所给出的作业质量指标,给出了在花生挖掘收获时的最大拉力(9.51 N);通过花生果结合处的剪切试验,给出了不同时期花生果结合处最大抗剪强度.这为花生收获、摘果、脱壳装置,特别是联合收获装置的研制与优化设计提供了参考.     

4HJL-2型花生捡拾摘果联合收获机的设计与试验

目前中国花生在收获后普遍由人工进行捡拾、摘果,收获效率低、劳动强度大、生产成本高等问题突出。为解决此类问题,该文研制了一种4HJL-2型花生捡拾摘果联合收获机。该机主要由链式尼龙弹齿捡拾装置、 输送装置、摘果装置、清选装置、升运集果装置等部分组成,采用背负式结构设计,配套动力为兖州30拖拉机,机组前进速度52 m/min,捡拾输送速度57 m/min,输送装置倾角23°,可一次完成花生捡拾、输送、摘果、清选、集果等作业,减少人工投入。田间试验表明：该机作业性能良好,捡拾率99.1%;损失率3.2%;生产率886 kg/h,均符合花生收获机行业标准（NY/7502-2002）,满足实际生产要求。研究结果可为花生收获机械的研究和发展提供借鉴。     

收获时期及干燥方式对花生品质的影响

为探索不同收获期和后熟干燥方式对花生品质的影响,该研究以泰花5号花生为试验对象,采用在株晾干法、鲜摘晾干法、鲜摘催干法3种方法对3个时期收获的花生进行后熟干燥品质对比测试分析。结果表明,在同一收获期中,在株晾干法花生百果质量、百仁质量显著高于其他2种方法,该后熟干燥方法的增重作用随收获期提前而更明显(P0.05);但在相同后熟干燥方法中,提前2周收获的干燥荚果百果质量、百仁质量均显著低于前1周和原定收期收获的花生荚果(P0.05)。自然晾晒干燥期间,在株晾干花生果壳、果仁含水率均高于同期鲜摘晾干果壳、果仁含水率,两种晾干方式含水率差异在初期逐渐增加、随后逐渐减小直至达到相当的最终含水率。鲜摘晾干和鲜摘催干果仁粗蛋白、粗脂肪均未见显著差异(P0.05),而在株晾干果仁粗蛋白、粗脂肪含量分别增加了3%、2%左右;而收获期越早,果仁粗蛋白和粗脂肪含量越低。在果仁不饱和脂肪酸总相对含量上,鲜摘晾干、在株晾干果仁与新鲜果仁未见差异(P0.05),但机械催干果仁显著低于新鲜果仁(P0.05)。在果仁氨基酸组成方面,经3种不同后熟干燥方法后,8种主要氨基酸及氨基酸总含量均呈现在株晾干含量最高、鲜摘晾干其次、机械催干最低的差异(P0.05)。在株晾干花生果柄横断面显微结构观察表明,果柄在干燥初期仍保留对水分、养分等物质输导、贮藏的空间通道,为荚果的物质代谢和积累提供必要条件。该研究结果为花生生产实践提供参考。     

半喂入式花生摘果试验台设计与试验

为深入开展半喂入式花生摘果装置作业机理、结构参数和作业参数优化等研究,设计了自动喂秧平台、控制系统、参数调节系统和保鲜库,选配高速摄像系统,并与已有试验台进行技术集成,研制成半喂入式花生摘果试验台.该试验台具备关键参数调节和采集、作业过程图像获取和植株保鲜等功能,主要包括机架、自动喂秧平台、夹持输送装置、摘果装置、控制系统、传感器、变频电机和高速摄影系统等.试验台的主要技术指标为:摘果辊长度500,800,1000mm,摘果辊直径160,200,240mm,摘果辊后端中心与夹持输送链的距离100~150mm,摘果辊的转速200~1000r/min,夹持输送链的速度0.5~2.5m/s.在试验台上,对前期尚未涉及的供给株数、链辊夹角等因素、摘果辊功耗等进行了试验研究,开展了摘果过程高速摄影试验研究.结果表明:供给株数对未摘净率和破碎率影响较大;链辊夹角对未摘净损失影响较大,对破碎率影响较小;摘果功耗随着供给株数的增大呈递增规律;高速摄像系统能够揭示摘果叶片与花生果系的作用过程、果秧分离行为和内在机理.该半喂入式花生摘果试验台可为进一步深入开展摘果作业机理研究提供参考.     

半喂入式花生摘果试验装置的设计与试验

为适应花生分段收获和摘果的需要,通过对中国花生生产机械化现状和摘果方式的调查研究,设计了一种半喂入式花乍摘果试验装置.对摘果试验装置的结构和工作原理进行了分析,重点研究了花生摘果试验装置的喂入、输送和摘果等装置的优化配置,以探索新的工作原理和新的结构设计.进行了半喂入式花生摘果试验装置参数优选试验,求得摘果滚筒转速、夹持输送速度和摘果滚筒直径与摘果指标的关系,得出了影响花生摘果指标的主次因素和各因素的显著性水平,各参数的最优组合为摘果滚筒转速270 r/min,夹持输送速度11.3 m/min,摘果滚筒直径160mm.该研究对半喂入式花生摘果机的设计具有实际指导意义,同时为今后花生摘果机械的研制提供理论依据与科学指导.     

铲齿-双滚筒组合式花生捡拾装置研制

两段收获是国内花生机械化收获主要方式。大中型花生捡拾收获机所配置的弹齿滚筒式捡拾装置结构复杂且易损坏,捡拾过程中不仅存在植株抛起、壅堆、漏捡和掉果等问题,弹齿弹出地面时也会造成扬尘,严重制约了花生收获作业效率、增加花生损失,加剧环境污染。针对上述问题,该研究在分析弹齿滚筒捡拾花生过程基础上,提出了由铲齿、拨秧滚和捡拾滚（简称双滚筒）构成的花生捡拾机构,研制出相应的捡拾装置样机并进行田间性能试验;基于Box-Behnken中心组合设计原理,以植株捡拾率和荚果落果率为试验指标、以机组前进速度、捡拾速比和铲齿半径为试验因素进行了正交试验,并对试验因素进行优化。试验结果表明,铲齿-双滚筒组合式花生捡拾装置作业中不存在植株抛起、壅堆和弹齿扬尘等问题;在田间试验条件下,作业速度为1.2 m/s、捡拾速比为1.2、铲齿半径为498 mm时,花生植株捡拾率高于99.22%,落果率低于1.84%,均优于花生捡拾作业标准要求。铲齿-双滚筒研究结果对解决国内花生捡拾收获机存在的捡拾问题具有重要意义。     

割秧后花生收获机捡拾装置设计与试验

先将秧蔓切割再进行收获可较好地实现覆膜种植花生秧蔓饲料化利用。该研究针对割秧后花生植株变短、横向尺寸变小、荚果-秧蔓比增加,原有收获机捡拾装置适应性差的问题,在已有花生捡拾收获技术基础上,对捡拾弹齿间距、弹齿转速、折弯角度、弹齿排数等关键结构和运动参数进行改进,研制了一种适于割秧后收获的弹齿式花生捡拾装置。运用SPSS软件对割秧后花生植株横向尺寸进行统计分析,确定了弹齿间距为7 cm;通过对花生植株低损捡拾和顺畅抛送条件的理论分析,在回转半径为21 cm的条件下,确定捡拾弹齿转速为60 r/min;通过对花生植株被弹齿捡起时的受力情况分析,确定捡拾弹齿折弯角度为102°,并根据铺放厚度,确定捡拾弹齿折弯部分长度为4 cm;建立捡拾弹齿齿尖运动方程,运用Matlab软件对不同排数弹齿齿尖运动轨迹进行分析,确定捡拾弹齿排数为6排。田间试验结果表明,弹齿式花生捡拾装置的平均捡拾率为98.07%,捡拾装置造成的平均落果率为1.23%;满足割秧后花生捡拾收获作业需求。该研究可为割秧后花生以及其他作物捡拾收获机具研发和改进提供借鉴。     

全喂入式花生捡拾收获机捡拾输送装置研制

为了提高直立形花生捡拾收获质量和效率,解决花生捡拾输送装置制造工艺复杂、成本高、易卡堵、易缠绕跳齿、链耙扭曲等问题,该文设计了一种大型全喂入花生收获机捡拾输送装置,设计了其总体结构和传动系统。该装置可完成果秧的捡拾、推送归拢、交接输送以及部分去土等作业。对关键部件进行了结构设计和关键参数的分析确定;采用倒八字椽檐交接技术,设计了一种"凸"字形滑板滚筒式防卡滞捡拾器;采用静套动防缠绕技术,设计了链耙式输送装置。田间试验表明,平均捡拾率97.39%,捡拾落果率1.12%,可靠性达到98.91%,各作业性能指标满足设计要求。该研究可为直立形花生捡拾输送装置以及其他作物捡拾输送装备的研发提供技术参考。     

种植至储藏期花生黄曲霉毒素B_1污染研究

为解析种植至储藏期花生受黄曲霉侵染及黄曲霉毒素B1(AFB_1)污染的规律,揭示花生AFB_1污染的源头及主要影响因素,选取种植湛红2号和湛油75的花生田,采集种植期花生果和土壤及储藏1~4个月的花生果,分析花生和土壤真菌菌相,并采用高效液相色谱法测定花生AFB_1含量。结果表明,种植期黄曲霉侵染花生果主要发生在成熟期,但黄曲霉污染率均在8%以下;湛油75花生田土壤黄曲霉菌落数显著低于湛红2号,但花生果黄曲霉污染率显著高于湛红2号,表明湛红2号具有一定的黄曲霉抗性;湛油75和湛红2号分别在110 d和120 d检测到AFB_1,含量分别为3.37μg·kg~(-1)和2.08μg·kg~(-1),表明花生黄曲霉毒素含量与污染率呈正相关。储藏期花生果中未检测到黄曲霉和AFB_1,这主要是由于花生晾晒后水活度(aw)降低至0.70以下,不适合黄曲霉生长繁殖和毒素生物合成。综上,黄曲霉在荚果成熟期开始侵染花生果导致产生AFB_1,而储藏期保持较低的aw可有效预防黄曲霉及AFB_1污染。本研究结果为制定种植至储藏期花生黄曲霉毒素全程防控措施提供了理论依据。     

4HJL-2型花生联合收获机摘果机构的设计与试验

为适应4HJL-2型花生联合收获机摘果作业的要求,该文设计了一种螺旋圆弧面板式摘果机构,并对该4HJL-2型花生联合收获机中螺旋圆弧面板式摘果机构进行研究,通过试验建立了摘果机构参数与各试验指标之间的数学模型,并进行了动平衡和田间试验。结果表明,该螺旋圆弧面板式摘果机构可以对花生进行有效摘果,在最优工作参数：摘果搅龙长度168 cm、转速595 r/min、面板宽度47 cm时摘果率99.25%,破碎率0.234%,生产效率1 098.21 kg/h,均符合花生摘果机行业标准（NY/T 993-2006）,满足实际生产要求。研究结果可为花生联合收获机的开发研究提供参考。     

土壤水分对花生根际分泌物中低分子量有机酸的释放及根质外体中铁的积累的影响

A three-compartments rhizobox was designed and used to study the low-molecular-weight organic acids in root exudates and the root apoplastic iron of “lime-induced chlorosis“ peanut grown on a clacareous soil in realtion to different soil moistrue conditions.Results showed that chlorosis of peanuts developed under condition of high soil mositure level(250 g kg^-1),while peanuts grew well and chlorosis did not develop when soil moisture was managed to a normal level(150 g kg^-1).The malic acid maleic acid and succinic acid contents of chlorotic peanut increased by 108.723,0.029,and 22.446ug cm^-1 ,respectively,compared with healthy peanuts.The content of citric acid and fumaric acid also increased in root exudates of chlorotic peanuts.On Days 28 and 42 of peanut growth,the accumulation of root apoplastic iron in chlorotic peanuts was higher than that of healthy peanuts.From Day 28 to Day 42,the mobilization percentages of chlorotic peanuts and healthy peanuts to root apoplastic iron were almost the smae,being 52.4% and 52.8%,respectively,indicating that the chlorosis might be caused by the inactivation of iron within peanut plant grown on a calcareous soil under soil moisture conditions.     

基于同心轴圆筒式电容传感器的花生仁水分无损检测技术

为了实现花生仁含水率的快速准确检测,设计了以MSP430单片机为控制芯片的花生仁含水率检测仪,利用圆筒式电容传感器、温度传感器和称质量传感器分别检测花生仁的电容、温度和容积密度,通过信号检测调理电路进行测量信号电容到频率的转换,单片机进行数据处理后计算出花生仁含水率,在液晶屏上显示检测结果,并将检测数据存储到内存卡中。进一步研究了含水率、温度和容积密度对频率的影响规律,建立了描述含水率与差频、温度的数学模型,并验证了基于电容法检测花生含水率的可行性和模型的可靠性。试验表明,在含水率6.4%~18.2%、温度10~40℃范围内,该检测仪的测量相对误差绝对值小于0.5%。该研究为快速无损检测花生仁含水率提供了参考。     

Linking peanut allergenicity to the processes of maturation,curing, and roasting

The processes of peanut maturation, curing, and roasting are known to have an important role in peanut flavors. One of these processes (i.e., roasting) has been found to have an effect on allergenicity. To determine if the other processes (i.e., maturation and curing) affect allergenicity, mature and immature roasted peanuts and peanuts cured at different temperatures (35-77 degrees C) were, respectively, tested for IgE binding and advanced glycation end adducts (AGEs). Peanuts with and without stress proteins, which are associated with peanut maturation and curing, were also tested. Results showed that mature roasted peanuts exhibited a higher IgE binding and AGEs level than immature roasted peanuts. Curing temperatures between 35 and 60 degrees C gave no difference in the profiles. However, a higher curing temperature (i.e., 77 degrees C) exhibited a profile of higher levels of AGEs and IgE binding. These levels were higher in peanuts with stress proteins than without stress proteins. Roasting increased stress protein level and IgE binding. From these results, the processes of maturation and curing, in conjunction with roasting, may be associated with allergenicity, suggesting that these processes may lead to changes in the allergenic properties of peanuts.     

Iron Availability as Affected by Soil Moisture in Intercropped Peanut and Maize

Abstract

Pot and rhizobox experiments were carried out to investigate the iron availability in intercropped peanut and maize as affected by soil moisture. Results from pot experiment showed that the root growth of peanuts were significantly inhibited at 25% soil water content compared to those at 15% soil water content. The chlorophyll content in the new leaves of intercropped peanut decreased and leaves became chlorotic at 25% soil water content. There were no significant differences in the active iron concentration in new leaves of peanut between 15% and 25% soil water content. The soil pH were higher in peanut rhizosphere than in bulk soil at the early, middle, and harvest stages for both 15% and 25% soil water content. The soil bicarbonate content was also higher in peanut rhizosphere than in bulk soil for both 15% and 25% soil water content. There was significant difference in soil bicarbonate of peanut rhizosphere between 15% and 25% soil water content at the harvest stage. The available iron content in both rhizosphere soil and bulk soil were lower than 3.5 mg kg^?1 in all growth stages at both 15% and 25% soil water content. Results from rhizobox experiment showed that citric acid, maleic acid, and fumaric acid in exudates of peanuts significantly increased at 25% soil water content compared to that at 15% soil water content. The apoplastic iron content of peanut roots decreased by 0.216 and 0.409 µmol g^?1 fresh weight^?1 (FW) from the 28th growth day to 42nd growth day at 25% and 15% soil water content, respectively. The mobilizing ability of apoplastic iron in intercropped peanuts at 15% soil water content was 20.1% higher compared to that at 25% soil water content. It is concluded that improvement of iron nutrition of peanuts with intercropping with maize could be affected by soil moisture condition.     

热风、微波及其联合干燥对花生营养特性及感官品质的影响

为了降低花生收获后因未及时干燥而造成的霉变损失,本试验以天府9号新鲜花生为试验材料,采用热风、微波、微波热风联合干燥3种技术对花生进行干燥,对比了3种干燥方式对花生营养及感官品质的影响。结果表明,热风、微波及热风微波联合干燥将花生干燥至安全含水率耗时分别为24、14和10 h。微波热风联合干燥花生的氨基酸、脂肪以及不饱和脂肪酸含量均显著高于热风、微波2种干燥方式(P<0.05),而酸价及过氧化值显著低于热风、微波2种干燥方式(P<0.05),且其色泽与花生自然果色最为接近,颜色均匀一致,红衣完整无皱缩脱落,风味较好。本研究结果为花生机械化干燥提供了一定的理论基础,在花生产地减损领域中具有较好的应用价值。     

花生荚果气力输送设备参数优化与试验

针对现有气力输送设备对花生荚果输送损耗大、裂荚、破碎率高等问题,改进关键部件结构,在分离筒内壁安装硅胶缓冲板,改进锁气器。通过对比,改进后锁气器能更好适应荚果输送。根据花生荚果在输送过程中受力破损机理,选取分离筒内壁硅胶缓冲板厚度、风机转速、花生荚果含水率三因素,以白沙花生为原料进行气力输送正交优化试验,考察上述三因素对荚果生产效率、裂荚率、破碎率的影响。结果表明,硅胶缓冲板厚度对目标因素影响最大,风机转速次之,花生荚果含水率影响最小。当硅胶缓冲板厚度为5 mm,风机转速2 700 r/min,花生荚果含水率10%时输送效果最佳,裂荚、破碎率降低明显。该研究可为花生气力输送设备的结构优化提供参考。     

包装材料对常温花生耐贮性的影响

为了探讨包装材料对常温贮藏条件下花生耐贮性的影响,该文研究了常用的3种包装材料下花生色泽、含水率、电导率、发芽率、黄曲霉感染指数、防虫效果的变化规律。结果表明:包装对花生贮藏质量指标的影响非常显著。薄膜袋包装花生的红衣种皮颜色变化速度比编织袋和麻袋包装的缓慢;薄膜袋较强的保水能力能够有效地防止花生水分散失;但在贮藏初期,密闭的薄膜袋包装环境易造成无氧呼吸,引起花生种皮细胞膜结构和种胚损伤,导致电导率急剧增大;种皮是花生抵抗黄曲霉菌侵染的重要屏障,因此,薄膜袋包装的抗黄曲霉菌侵染能力低于编织袋和麻袋包装;编织袋和麻袋包装花生的发芽率略高于薄膜袋包装;3种包装方式抑制虫害繁殖作用差异显著,高通透性的编织袋和麻袋包装的花生害虫侵蚀严重,而薄膜袋包装可以有效地抑制虫害的发生。总之,花生品质的变化是一个动态的复杂过程,在选择适宜包装材料时应结合花生生理特性、贮藏环境等因素综合考虑,这为常温花生的贮藏提供了参考。