甩刀式马铃薯杀秧机的设计与试验

针对马铃薯收获机在收获时薯秧缠绕,影响机械化作业的问题,设计了甩刀式马铃薯杀秧机。对关键部件甩刀的形状、数量、排列和运动进行了理论分析,确定了其结构及主要参数,对样机进行了田间试验。以甩刀的转速、机具前进速度及刀片类型为因素,以茎秧漏打率和功耗为试验指标进行了正交试验,田间试验表明,甩刀式马铃薯杀秧机的最佳工作参数为：甩刀转速1 700 r·min^-1、甩刀刀片类型Y型、机具前进速度3.8 km·h^-1 。该机工作性能稳定,茎秧漏打率为1%,达到了技术规范设计要求和生产农艺要求。     

基于HYDRUS-1D的秸秆覆盖条件下黑土区玉米田土壤水盐运移规律

为揭示不同秸秆覆盖量对黑土区玉米田农田土壤水盐运移的影响机制,基于田间试验结果,利用HYDRUS-1D模型对秸秆覆盖下农田土壤水盐运移过程进行模拟,分析不同秸秆覆盖量对土壤水盐动态的影响规律。结果表明：秸秆覆盖可以增强土壤保水性、抑制土壤盐分积累,随秸秆覆盖量增加,秸秆覆盖对土壤水盐运移的作用效果更加明显,在玉米全生育期内秸秆半量覆盖及全量覆盖较裸地40 cm耕层内各土层平均含水率分别提高3.38%~5.78%和5.26%~9.62%、平均电导率分别降低4.61%~8.93%和8.87%~12.41%。基于HYDRUS-1D模型模拟结果可知,土壤含水率模拟值与实测值的决定系数介于0.903~0.940,标准误差介于0.010~0.014 cm³·cm^-3,平均相对误差介于3.46%~4.64%;土壤电导率模拟值与实测值的决定系数介于0.817~0.853,标准误差介于0.091~0.111 mS·cm^-1,平均相对误差介于4.06%~5.46%。误差分析表明HYDRUS-1D模型模拟精度较高,能够用于模拟研究区秸秆覆盖条件下农田土壤水盐运移过程。     

双垄种床耕作施肥作业过程仿真分析与试验

为深入研究双垄种床耕作施肥作业过程中不同结构装置对作业性能和种床构建质量的影响,采用离散元方法分别对起垄开沟与施肥作业过程进行了单因素数值模拟。以两种类型起土铲、施肥铲的作业成型效果与挖掘阻力变化特性以及两种类型排肥器的排肥均匀度变异系数值与稳定性分别进行对比试验,经优化得出以双翼开沟铲、普通施肥铲以及直槽轮式排肥器进行组合并进行数值模拟,以种床耕作合格率、施肥合格率为指标评价该装置对种床构建性能的作用,结果表明：在联合机前进速度0.50 m·s^-1、旋耕刀组转速200 r·min^-1、排肥器转速40 r·min^-1的参数条件下,其种床耕作合格率为95.40%,施肥合格率为93.40%。田间验证试验表明：施肥合格率均值为90.30%,与仿真结果相差3.10%,种床耕作合格率均值为93.60%,与仿真结果相差1.80%。可见实际作业工况与仿真模拟结果相差不大,验证了仿真模拟研究模型的准确性。     

收获期马铃薯茎秧切割及杀秧刀片设计与试验

针对现有马铃薯杀秧机田间作业时存在杀秧阻力大、茎秧易缠绕等问题,依照Box-Behnken试验设计原理,以测试马铃薯茎秧切割强度为指标,建立了切割方式、切割速度、切割高度与切割强度的数学模型,并对各因素及其交互作用进行分析。结果表明：切割方式和切割高度对切割强度的影响极显著（P＜0.001）,切割速度对切割强度影响较显著（P＜0.05）。应用对数螺线方程对锯齿型刀具进行进一步优化,设计了等滑切角锯齿型切割及粉碎刀片,通过对收获期马铃薯茎秧的切割及粉碎验证试验并与参照指标进行比较,结果表明：打碎长度合格率提高16.7%,留茬高度为45 mm,带薯率为0.15%,均优于参照标准。该文设计的刀片在杀秧过程中受力均匀,具有降低杀秧功耗、提高杀秧效率的作用,可以改进马铃薯杀秧机工作性能。     

不同轮作方式和秸秆还田对麦田土壤CO2排放与水热碳氮状况和产量的影响

为探讨免耕条件下不同轮作方式秸秆还田对土壤CO₂排放的影响,本研究通过长期定位试验,采用GXH-3010E1型便携式红外线分析器测量土壤CO₂排放速率,对比研究冬小麦-夏闲、冬小麦-夏玉米和冬小麦-夏大豆在秸秆还田条件下土壤CO₂排放的动态变化及其与土壤温度、水分之间的回归关系,并分析比较土壤有机碳和碱解氮含量的变化。结果表明：三种轮作方式秸秆还田条件下冬小麦土壤CO₂排放具有明显的季节变化规律,平均CO₂排放通量表现为冬小麦-夏玉米全量还田>冬小麦-夏玉米不还田>冬小麦-夏大豆全量还田>冬小麦-夏大豆不还田>冬小麦-夏闲全量还田>冬小麦-夏闲不还田。所有处理土壤CO₂排 放通量与土壤含水率和土壤温度均呈极显著正相关,秸秆未还田处理地温与CO₂排放通量的模拟模型要好于秸秆还田处理。各处理冬小麦收获后土壤有机碳和碱解氮含量均比播种前高,FA、FN处理有机碳增加最大,SA、SN碱解氮增加最大。     

沙棘冻果筛分装置设计与仿真分析

为降低甘肃产区沙棘加工企业沙棘枝条果脱果、筛分除杂后的纯果含杂率，在传统的ZKB型直线振动筛基础上，设计了配置3层筛片的直线振动筛，其中3层筛片筛孔直径分别为12、8、5 mm。使用离散元仿真分析软件，并以振动筛振动方向角、振幅和频率为自变量、振动筛筛分效率和筛分速度为响应值，采用综合评分法设计正交试验，对各个因素及其交互作用进行分析。结果表明：当振动方向角为45°、振幅为2 mm、振动频率为18 Hz时筛分效果最好。在此条件下进行样机试验，下层筛筛分效率、筛分速度分别为85.3%、0.33 m·s^-1，上层筛筛分效率、筛分速度分别为85.9%、0.38 m·s^-1，该机主要设计指标符合相关国家标准，满足企业对筛分效率的需求。样机实地试验与仿真试验对9组试验数据的4个指标差异、最佳振动参数的研究结果趋于一致。     

氮肥与作物秸秆配施对小麦生长及氮素利用的影响

通过盆栽试验研究了氮肥及其与不同作物秸秆配施对冬小麦生物量、籽粒产量以及氮素吸收利用的影响。本试验共8个处理,不施肥对照（CK）、单施尿素（100%U,150 mg·kg^-1）、尿素+大豆秸秆（UB）、尿素+玉米秸秆（UM）、120%尿素+玉米秸秆（120%UM）、110%尿素+大豆秸秆+玉米秸秆（110%UBM）、100%尿素+大豆秸秆+玉米秸秆（100%UBM）和80%尿素+大豆秸秆+玉米秸秆（80%UBM）,其中玉米秸秆及大豆秸秆的用量均为2 g·kg^-1。结果表明,在返青期,U处理小麦生物量显著高于尿素与秸秆配施各处理。收获期,尿素用量相同的处理相比,秸秆与尿素配施处理的小麦生物量均高于U处理,但差异均未达显著水平;UM和UBM处理小麦籽粒产量均显著高于U处理;降低氮肥用量（80%UBM）小麦籽粒产量与U处理相比,无显著差异;尿素与一种秸秆配施处理小麦氮素利用率均高于单施尿素处理和尿素与两种秸秆配施处理。说明尿素配施秸秆有利于提高小麦生物量、籽粒产量和氮素利用率。     

滴灌施肥条件下土壤水氮运移数值模拟

为了研究滴灌施肥条件下土壤水、氮的运移分布规律,本文通过室内土柱滴灌水氮入渗试验,研究了滴灌结束时及再分布过程中土壤水、氮的运移变化规律;同时用HYDRUS软件建立了土柱滴灌水氮入渗的几何模型,用来模拟滴灌土壤水氮运移过程。对试验及模拟中12个观测点测得的土壤含水率、土壤铵态氮、硝态氮质量浓度进行对比分析,结果表明：土壤含水率模拟值与实测值的相对误差变化在10%以内;土壤铵态氮、硝态氮质量浓度的模拟值与实测值变化范围在20%以内。滴灌结束时土体剖面内土壤含水率随距滴头距离的增大而减小,再分布72 h土层25~30 cm土壤含水率增大到0.2 cm³·cm^-3,120 h后土体剖面内土壤含水率较滴灌结束时下降了18%。土壤铵态氮质量浓度主要分布于距滴头20 cm的范围;24 h土壤铵态氮质量浓度最大,且随着时间的推移逐渐减小,到120 h时减少了40%;各观测点24 h至120 h土壤硝态氮质量浓度随着时间的推移逐渐增大,且硝态氮质量浓度在滴头20 cm的范围内由0.442 mg·cm^-3增加到1.2 mg·cm^-3。各观测点24 h土壤硝态氮质量浓度在空间分布上差异不大,其中观测点1,3,6,8,5的土壤硝态氮质量浓度分别为0.437,0.467,0.451,0.482 mg·cm^-3和0.447 mg·cm^-3,差值均小于0.05 mg·cm^-3;48 h后土体剖面内土壤硝态氮质量浓度空间分布随离滴头距离的增加而减小,垂直方向上从距滴头5 cm的观测点1到距滴头25 cm的观测点8减少了53%。依据研究结果,可用数值模型模拟滴灌施肥条件下土壤水氮运移的变化规律。     

秋覆盖的保水效应及对春玉米生长的影响

设置高(9000 kg·hm^-2)、中(6000 kg·hm^-2)、低(3000 kg·hm^-2)3种不同量秸秆覆盖和平覆、垄覆2种不同方式的地膜覆盖,以全程不覆盖为对照,研究了秋季雨后覆盖(休闲期加生育期全程覆盖)对土壤水分及春玉米生长状况的影响。结果表明：在冬闲期,各覆盖处理(除秸秆覆盖3 000 kg·hm^-2处理)的土壤蓄水量分别较不覆盖处理(CK)增加了21.22 mm、20.49 mm、18.37mm和19.5mm,使玉米出苗较CK至少提前了3 d。在播种期~大喇叭口期(播后70 d),平覆地膜和垄覆地膜平均土壤蓄水量分别较对照增加15.57 mm和15.73 mm;秸秆覆盖6 000 kg·hm^-2和9 000 kg hm^-2处理平均土壤蓄水量分别较对照增加12.05 mm和12.03 mm。秸秆覆盖处理在玉米生长后期土壤蓄水量较对照增加不显著。秋覆盖处理均可促进春玉米个体的生长,地膜覆盖处理可以显著提高春玉米生长前期的单株干重、株高和叶面积,秸秆覆盖在生育后期较对照显著提高。平覆地膜、垄覆地膜两个处理的玉米籽粒产量和水分生产效率分别较对照增加14.6%、13.9%和11.0%、11.1%(P<0.05),秸秆覆盖处理增产均不显著。     

不同秸秆发酵还田对制种玉米田土壤肥力质量和玉米品质的影响

在甘肃省张掖市甘州区甘浚镇巴吉村连续15 a种植制种玉米基地上,进行了小麦、玉米、蚕豆、豌豆、油菜籽和葵花秸秆发酵还田对制种玉米田土壤肥力质量和玉米品质影响的研究。结果表明：6种发酵秸秆还田后制种玉米田0～20 cm土层容重排序为：小麦秸秆＜玉米秸秆＜豌豆秸秆＜葵花秸秆＜油菜籽秸秆＜蚕豆秸秆,孔隙度、水稳性团聚体和总持水量排序为：小麦秸秆＞玉米秸秆＞豌豆秸秆＞葵花秸秆＞油菜籽秸秆＞蚕豆秸秆。制种玉米田pH值排序为：小麦秸秆＜玉米秸秆＜葵花秸秆＜油菜籽秸秆＜蚕豆秸秆＜豌豆秸秆,CEC、有机质、速效氮磷钾、微生物数量、酶活性和制种玉米产量排序为：小麦秸秆＞玉米秸秆＞葵花秸秆＞油菜籽秸秆＞蚕豆秸秆＞豌豆秸秆。小麦秸秆与玉米秸秆、葵花秸秆、油菜籽秸秆、蚕豆秸秆和豌豆秸秆比较,碱解氮分别增加0.87%、3.51%、6.23%、8.07%和9.93%,速效磷分别增加2.20%、2.51%、6.45%、6.67%和7.57% ,速效钾分别增加1.98%、3.12%、4.59%、6.12%和6.40%,细菌数量分别增加3.66%、4.70%、11.03%、14.29%和19.54%,放线菌数量分别增加7.28%、8.87%、17.55%、27.01%和36.42%,蔗糖酶活性分别提高0.74%、3.70%、6.56% 、12.16%和13.41%,脲酶活性分别提高6.59% 、10.23%、16.16%、25.97%和30.20%, 磷酸酶活性分别提高3.67% 、5.16% 、7.62% 、8.26%和10.88%, 多酚氧化酶活性分别提高4.35% 、9.09%、30.91%、41.18%和50.00%,制种玉米产量分别增加2.03% 、3.17%、5.33%、6.36%和8.49%。 制种玉米可溶性糖、淀粉和粗蛋白含量排序为：小麦秸秆＞玉米秸秆＞油菜籽秸秆＞葵花秸秆＞豌豆秸秆＞蚕豆秸秆。小麦秸秆与玉米秸秆、油菜籽秸秆、葵花秸秆、豌豆秸秆和蚕豆秸秆比较,可溶性糖含量分别增加2.02%、7.75%、13.25%、18.52%和23.10%,淀粉含量分别增加2.05%、3.11%、6.28%、10.70%和14.13%,粗蛋白含量分别增加1.01%、5.11%、12.56%、13.41%和16.77%。施肥利润和肥料投资效率排序为：小麦秸秆＞玉米秸秆＞葵花秸秆＞油菜籽秸秆＞蚕豆秸秆＞豌豆秸秆。小麦秸秆与玉米秸秆、葵花秸秆、油菜籽秸秆、蚕豆秸秆和豌豆秸秆比较,制种玉米施肥利润分别增加 0.09、0.16、0.25 、0.31、0.40万元·hm^-2,肥料投资效率分别增加0.17、0.40、0.58 、0.77、0.97元·元^-1。因此,在玉米制种基地上推广小麦秸秆发酵还田,有利于解决土壤肥力质量下降、制种玉米产量和品质低而不稳的问题。     

A simulation model for the development of brown rust epidemics in winter wheat

A model simulating the progress of Puccinia recondita severity, expressed as a percentage of rusted leaf area (both as average and its 95% confidence interval) on individual wheat leaves over the course of a growing season, with a time step of one day, was elaborated using laboratory and field data from literature. Data on the stages of each infection cycle (uredospore germination, penetration, latency, uredium eruption and infectiousness) were transformed into model parameters by curve fitting, Montecarlo stochastic procedures, corrections and empirical assumptions. Data on host growth, like the timing of all phenological stages, the dynamic of the green area of each leaf from appearance to complete senescence, and tillering were obtained from a specific sub-model. Model validation was performed on actual data not used in model building and representing a wide range of conditions (several winter wheat cultivars grown at eight locations in northern Italy between 1990 and 1994) by using subjective, non-parametric and parametric tests: it revealed a satisfactory agreement between the data simulated by the model and actual data.     

地面灌溉水流运动数值模拟研究述评

对近10多年来地面灌溉水流运动数值模拟方面的国内外研究进展进行了归类整理,并就目前研究中存在的不足和未来急待深入研究的问题进行了探讨,认为在今后的研究中应把地面灌溉入渗参数和糙率的确定问题,不同地区和作物条件下合理的田块尺寸与灌水要素的优化组合研究及经济合理的田间土地平整度及平地模式的研究,长畦分段灌、阶式水平畦灌、覆膜灌溉条件下的水流运动和合理灌水技术指标的研究,浑水灌溉和土壤气阻对地面灌溉水流运动的影响机理研究等作为重点内容。     

基于SWAT模型的开都河流域径流模拟

在遥感和GIS技术支持下,应用SWAT(Soil and Water Assessment Tool)分布式模型对开都河流域1988-2009年逐月径流进行模拟。结果表明:模拟结果与实测径流较吻合,校准期(1990-2000年)效率系数为0.58,平均相对误差为-5.7%,线性拟合度为0.8,验证期(2000-2009年)的结果与校准期接近,均达到了模型的评价标准,结果具有一定的可信度,SWAT模型适用于开都河流域的径流模拟;季节性融雪是研究区径流形成的重要组成,结合研究区的特性,确定了研究区的各项积雪/融雪参数,提高了冬春季节径流模拟的准确性。     

昆虫杆状病毒流行病模拟模型及Java模拟软件(英文)

研究昆虫杆状病毒流行病模拟模型,对确定基因工程改造杆状病毒的主攻方向,明确病毒病田间流行的机制与关键因素,以及制定生物防治策略,均具有重要的理论与实践意义。本研究研制了用于昆虫杆状病毒流行病模拟的数学模型和Java模拟软件,该模型包括描述种群动态的一个微分方程组,描述气温变化、作物生长及病毒动态的若干模型等。模拟软件用工具包JDK和JavaScript开发,由主计算类、图形类、结果显示类、参数输入界面类、警告信息类、主页、用户指南页、版权页、计数页等组成。在参数文件中编入有关作物、病毒、害虫等方面的参数,输入初始的各龄健康、染病虫量、叶面积、病毒密度等,运行后可输出各龄健康、染病及病死的虫量,作物损失,病毒积累等动态,以及图形等等。该模型适用于各种杆状病毒,各种有叶作物,各种食叶性的全变态昆虫。应用该模拟模型,对温度、病毒施用虫龄、病毒施用时间、病毒施用剂量等进行了灵敏度分析,得到了一些重要结论。     

苹果叶片瞬时水分利用效率动态模拟

通过构建叶片净光合速率和蒸腾速率耦合模型可模拟出不同小气候条件和叶片水势下苹果叶片瞬时水分利用效率(WUEI)动态变化.该模型利用C3植物叶片光合生化模型和Penman-Monteith公式计算叶片净光合和蒸腾速率,而删是根据净光合速率和蒸腾速率比值求出.利用在富士苹果园观测数据拟合了相关模型参数.模拟结果表明WUEI...     

Measurement and simulation of herbicide transport in macroporous soils

Lysimeter experiments were carried out to study pesticide transport through macroporous soils. In order to differentiate between the effects of soil structure and chemical behaviour, the leaching experiments were conducted using disturbed and undisturbed soil samples. Two herbicides with different sorption behaviours, and bromide as tracer were applied. The results were used to validate a dynamic simulation model which considers bypass flow in macropores. The simulation results show that the model is able to reproduce the soil suction within the soil as well as the spatial distribution of bromide and the herbicides. The continuity of the macropores is most important for the efficiency of bypass flow. The results indicate that cultivation practices like ploughing significantly influence the temporal and spatial distribution of the macropores. © 1998 SCI.     

加装新型仿形加载机构免耕播种机的动态模拟

为保证播种深度稳定,提高播种质量,通过对加装两种不同仿形加载机构的免耕播种机开沟深度和弹簧形变量时域分析,建立了传递函数。作业速度为5 km·h~(-1)时,新型仿形加载机构的弹簧形变量均值与变异系数分别为0.26 cm、38.5%,验证了免耕播种机系统为欠阻尼衰减振动系统,阻尼比为0.62;系统响应时间与最大超调量比原仿形加载机构分别减少18%、32%,其结果比原仿形加载机构系统平稳性好,有利于免耕播种机开沟深度稳定。     

基于APSIM的旱地小麦叶面积指数模拟模型构建

为了解旱地小麦叶片生长规律,建立基于APSIM的小麦叶面积潜在生长率模型和叶面积水、氮协同生长率模型,并在田间试验修订参数的基础上,连接到APSIM平台,模拟小麦叶面积指数动态变化过程,采用相关性分析方法定量分析小麦叶面积指数的变化规律。结果表明：基于APSIM的小麦叶面积潜在生长率模型和叶面积水、氮协同生长率模型对旱地小麦生长指标LAI的模拟有较高精度。小麦全生育期内叶面积指数模拟值与实测值呈显著正相关,相关系数(R)为0.996,归一化均方根误差(NRMSE)范围在3.08%～9.38%,模型有效性指数(M_E)为0.594～0.956,均大于0.5。     

矩形农渠机翼形量水槽水力特性数值模拟

采用VOF方法与标准k-ε紊流模型相耦合,对矩形农渠中三种不同收缩比的机翼形量水槽进行三维数值模拟,并将渠道下游断面水深、过流流量等数值计算结果与物理模型试验结果进行对比,结果表明,二者吻合得较好,从而证明采用三维CFD数值模型对实体模型内部流场的模拟是可靠的,为今后机翼形量水槽的深入研究和优化设计提供了新的方法和依据。