施氮量对再生水灌溉番茄根际土壤供氮能力影响

为了探明施氮量对再生水灌溉设施番茄根际土壤供氮能力的影响,通过田间小区试验,对不同施氮处理番茄关键生育阶段根际、非根际土壤矿质氮和全氮、番茄生物量和产量、氮肥偏生产力、表观氮素损失量及土壤供氮能力进行了对比分析。研究结果表明,氮肥减施20%处理和氮肥减施30%处理,番茄关键生育期根际土壤矿质氮保持在55mg/kg以上,根际与非根际土壤矿质氮差异介于10.47%～12.63%之间,促进了非根际土壤矿质营养向根际土壤迁移;氮肥减施20%处理和氮肥减施30%处理氮肥偏生产力、作物氮生产力和产量均显著高于常规施氮处理。氮肥追施量控制189～216kg/hm2、辅以再生水灌溉,促进了非根际土壤矿质营养向根际土壤迁移,提高了根际土壤供氮能力,有效削减了0～30cm根层土壤表观氮素损失,保证了番茄关键生育阶段生长对土壤矿质营养需求,显著提高了番茄关键生育阶段氮肥偏生产力和番茄产量。     

日光温室滴灌条件下番茄需水规律研究

采用温室小区作物栽培的试验方法,控制不同生育阶段土壤水分下限,研究了不同灌水条件下日光温室番茄产量、生长指标及水分利用效率。研究发现,水分过高或过低都不利于番茄增产,同时也不利于水分利用效率的提高,当番茄土壤含水量范围(占田间持水量的百分比)控制在苗期60%～65%、开花结果期70%～75%、结果期70%～75%时不仅可以提高番茄的产量,而且可以提高水分利用效率。     

倾斜刮板式固态有机肥施肥机设计

长期大量使用无机肥会降低土壤有机物存量,影响土壤微生物生存,破坏土壤肥力,最终降低作物产量。有机肥中含有大量微生物及各种微生物分泌的酶、激素等活性物质,施用有机肥能有效提高土壤微生物的数量和种类,改善土壤肥力,为作物生长提供有利的条件。目前,大型有机肥施肥机仅能在平原地区工作,无法应用于丘陵山区。为提高有机肥在丘陵地区的利用率和作业效率,促进农业可持续性发展,结合我国丘陵地区施肥作业现状,设计了一种倾斜刮板式固态有机肥施肥机,建立了刮板的力学模型,分析了施肥机的工作原理。施肥机作业时,控制系统检测施肥机的行走速度,CPU通过算法运算出相应的施肥速度,通过控制排肥器的偏转速度及刮板的旋转速度来对排肥量进行控制。试验结果表明:控制系统工作稳定可靠,施肥量准确,实际施肥量与设定施肥量最大偏差小于6%;施肥均匀性好,均匀性变异系数小于7%,单位面积实际施肥量及施肥均匀性与施肥机的作业速度无关。     

温室樱桃番茄水分效应及水分生产函数

以温室樱桃番茄为试验材料,通过对全生育期5个土壤水分水平的控制,研究了不同灌水水平对日光温室樱桃番茄产量?品质及水分利用效率的影响。结果表明,樱桃番茄的产量?品质与土壤水分含量密切相关,土壤相对水分含量为50%～60%、60%～70%、80%～90%和90%～100%的产量与70%～80%的相比,分别减少了39.70%、22.53%、3.43%和20.30%。土壤水分适宜(70%～80%)不仅可以提高樱桃番茄的产量,而且可以提高水分利用效率,水分利用效率随灌水量的增加先增加后降低,且在70%～80%水分利用效率最高。     

茶园机械耕作方式对土壤物理性状的影响

以免耕为对照,研究茶园机械耕作方式对土壤物理性状的影响。设置免耕(MG)、单螺旋有机肥耕作施肥机耕作(YG)、单螺旋颗粒肥耕作施肥机耕作(KG)、C-6耕作机耕作(CG)、KM3CG-30茶园翻耕机耕作(FG)5种方式,分析其对茶园0～30cm土层土壤紧实度、容重、孔隙度的影响。结果表明:与免耕相比,单螺旋有机肥耕作施肥机、单螺旋颗粒肥耕作施肥机耕作深度最深,对0～30cm土壤紧实度、土壤总容重、孔隙度的改善效果最为明显,且单螺旋颗粒肥耕作施肥机作业效果略优于单螺旋有机肥耕作施肥机;C-6耕作机耕作宽度最宽,对0～10cm土壤总容重降低效果明显。     

灰色理论关于滴灌加工番茄生理特性在盐化土中的应用

为了研究土壤盐碱胁迫对加工番茄生理及水肥利用效率的影响,运用灰色关联理论,研究各生理指标间及其与产量间的联系,寻找种植加工番茄适宜的土壤盐分含量范围.采用桶栽试验,人工配制4种不同处理的盐分含量土壤:非盐碱土壤(CK)、轻度盐碱土壤(S1)、中度盐碱土壤(S2),重度盐碱土壤(S3),盐分质量比分别为1.5,4.0,7.0,10.0 g/kg.结果表明,与处理CK相比,处理S1对加工番茄各生理指标及水肥利用效率基本无抑制现象,一定程度上提高了加工番茄的光电子传递效率和光合能力,水分利用效率与CK持平,氮肥偏生产力提高了3.85%,增产1.28%;处理S2和S3较CK抑制情况显著,光合荧光参数均有不同程度下降,胞间CO₂浓度和非光化学淬灭量子产量在生育中后期大幅上升,且处理S3抑制现象最为显著,水肥利用效率较CK显著降低了52.27%和50.00%,加工番茄减产率达到51.91%;处理S2和S3较CK和S1的生育进程加快,生理指标提前达到全生育期最大值;加工番茄的产量与净光合速率P_n,蒸腾速率T_r和非光化学猝灭系数NPQ有着很高的关联度,结合以上3个参数的生理变化规律,可以得出适宜加工番茄种植的土壤盐分质量比的范围为1.5~4.0 g/kg.     

茶叶生产与加工配套机械设备

1.C-16S中耕施肥机 C-16S中耕施肥机,可完成旋耕、犁耕、除草、耘地、开沟、培土、施肥等项茶园耕作工序,作业速度通过操作手把进行调整,比人畜力提高工效10～15倍,能有效利用土壤中的养分,使茶树植株间通风能力得到改善.     

农机装备智能测控技术研究现状与展望

农机装备正朝着智能化方向发展,智能测控是实现智能农机的核心技术。农机装备智能测控技术以农机装备为载体,包括农机作业相关信息智能感知、精准监控和作业决策与管理等技术。目前,我国农机装备智能测控存在高端装备、核心技术国产化程度低的问题。本文从农机作业智能感知技术、农机装备精准监控技术和农机作业智能决策与管理技术等方面对国内外研究现状进行综述。阐述了作物生长信息、土壤信息和农机作业状态信息等智能感知技术的大量成果;阐述了耕深、平整地、土壤消毒、播种、植保和收获领域的农机装备精准监控技术的研究进展;阐述了农机作业智能决策与管理技术在农机作业质量监管、农机调度方面的技术突破;重点阐述了农机装备智能测控技术在土地耕整机、土壤消毒机、播种机、施肥机、植保机、收获机及农机作业管理平台的应用现状,分析了各环节待解决的问题。最后,提出了农机装备智能测控技术未来发展方向：农机装备智能测控系统化技术研究;无人农场农机自主作业关键测控技术研究;田间复杂环境农机核心部件及传感器研发;农机大数据支撑的作业决策模型研究。     

番茄采摘机器人系统设计与试验

为了提高鲜食番茄采收的自动化水平,减轻人工采摘劳动强度,设计了一种番茄智能采摘机器人。该采摘机器人包括视觉定位单元、采摘手爪、控制系统及承载平台,并基于各部件工作原理制定了采摘机器人的工作流程。基于HIS色彩模型进行图像分割,提高了果实识别的准确度;通过气囊夹持方式确保果实采摘过程中对果实的柔性夹持。试验结果表明:视觉定位、采摘手爪等模块运转良好,采摘单果番茄耗时约24s,成功率可达8 3.9%以上。     

智能施肥机作物覆盖率测量系统设计——基于北斗导航和多媒体图像处理

为了提高施肥机的智能化水平,实现施肥机械的变量施肥控制,提出了一种基于北斗导航和多媒体图像处理的智能施肥机测量系统,并重点对系统作物覆盖率的测量系统进行了设计。本研究采用北斗卫星导航系统(BDS)为采棉机进行位置服务,采用GPRS无线通信技术,避免了通信链路小、覆盖面积小等问题,采用多媒体图像的去噪处理,提高了装置对恶劣天气的自适应能力。最后,在普通的施肥机械上搭载了智能施肥机作物覆盖面积测量系统进行了试验,结果表明:该系统可以成功地返回准确的作物覆盖率,且在雾雨天气也能够保持良好的准确性,从而验证了装置的可靠性,为现代智能的农机设计提供了较有价值的借鉴。     

土壤基质势调控对温室滴灌番茄土壤水分分布和产量的影响

【目的】指导设施蔬菜生产中科学合理地利用滴灌技术进行灌溉。【方法】采用小区试验的方法,以冬春茬番茄为研究对象,布置了7个不同土壤基质势阈值的试验,在番茄开花坐果期和结果期分别控制滴头正下方20 cm深度土壤基质势在-15和-15 kPa(S1)、-15和-30 kPa(S2)、-15和-45 kPa(S3)、-25和-25 kPa(S4)、-30和-15 kPa(S5)、-30和-30 kPa(S6)以及-30和-45 kPa(S7),研究了日光温室滴灌土壤基质势调控下土壤水分随时间变化及空间分布的规律,以及番茄产量、畸形果率和灌溉水利用效率等。【结果】①控制滴头正下方20 cm深度土壤基质势可以明显影响0～100 cm深度土壤水分状况。②在番茄开花坐果期,当土壤基质势阈值控制在-30 kPa或更高时,番茄根系主要吸收利用0～60 cm深度以上范围的土壤水分,70 cm深度以下土壤水分基本不变,0～60 cm深度土壤体积含水率平均为28.6%,为田间持水率的84%,60～100 cm土壤体积含水率平均为36.2%,为田间持水率的90%。③番茄进入结果期后,当土壤基质势阈值控制在-25～-15 kPa时,整个土体土壤含水率基本保持在田间持水率的77%～91%,根系主要吸收利用0～60 cm深度以上范围的土壤水分,70 cm深度以下土壤水分消耗缓慢;当土壤基质势阈值降低到-45～-30 kPa时,根系吸收利用到80～100 cm深度的土壤水分,整个土体土壤含水率不断降低,降低到田间持水率的60%～66%。④不同处理番茄产量、畸形果率和灌溉水利用效率有明显差异,其中S3和S7处理番茄产量高,S5处理产量低;S1、S3和S4处理的畸形果率大,S6和S7处理的畸形果率低;S1处理的灌溉水利用效率最低,S7处理的灌溉水利用效率最高。【结论】日光温室少量高频滴灌条件下,当滴头正下方20 cm深度土壤基质势阈值开花坐果期控制在-30 kPa、结果期控制在-45 kPa时,整个土体土壤水分状况基本良好,番茄的产量高,畸形果率低,灌溉水利用效率高。     

循环曝气地下滴灌的温室番茄生长与品质

循环曝气滴灌可以大幅度提高灌溉水掺气比例,有效改善普通地下滴灌引起的黏质型土壤根区间歇性缺氧环境,提高作物生产力.以河南省中牟县黄河淤积黄黏土为供试土壤,以温室番茄为供试对象,研究循环曝气地下滴灌对番茄生理及品质的影响.结果表明,与普通地下滴灌(对照处理)相比,相同灌溉定额条件下曝气处理番茄果实前5次产量提高了29.15%;番茄的水分利用效率提高了20.72%.曝气处理气孔导度提高了30.51%,植物的生长活力得到增强.番茄果实维生素C含量提高了13.25%,可溶性固形物含量提高了8.62%,糖酸比提高了22.05%,而总酸含量和硬度分别下降了15.50%和11.19%.曝气处理最大根长增加了16.75%,根冠质量之比提高了25.81%.综合分析表明,曝气滴灌可显著促进黄黏土中番茄的生长,促进番茄果实成熟,有效提高作物产量,改善番茄品质.     

一体化灌溉施肥机电气控制系统优化研究

为进一步提升一体化灌溉施肥机的作业效率,在明确其结构组成与工作原理的基础上,对内部电气控制系统进行了优化研究。运用PID智能调节和PLC控制理论,对整机的电气装置和自动控制系统进行优化改进,包括调节控制模块、数据管理模块及智能监测模块等,并选定优化参数进行灌溉试验。结果表明:以肥液浓度C为指标,计算机理论浓度与灌溉试验浓度均可达到设定目标浓度状态,且二者吻合较好;优化后的一体化灌溉施肥机的水利用效率和肥料利用效率分别在原基础上提高22%和13%,大大缩短了施肥灌溉作业时间,验证了此优化研究的可行性,具有一定的应用价值。     

变量施肥机空间数据采集与处理方法

研究了精确农业自动变量施肥机作业过程中的空间数据采集与处理方法。采用地理信息系统(GIS)管理耕作地块的土壤与产量信息，并与决策支持系统结合，进行施肥决策；使用全球定位系统(GPS)采集耕作地块轮廓属性，并在田问施肥作业时，为施肥机提供实时位置信息。将GPS与GIS相结合，通过编程实现耕作地块轮廓绘制、操作单元网格划分、土壤与产量信息管理和操作单元自动识别与决策命令提取等操作。田间试验结果表明：提出的数据采集与处理方法可以满足精确农业自动变量施肥机进行田间施肥作业的要求。     

生物炭和灌水量对土壤保水性及温室番茄生理特性的影响

为了探究生物炭用量和灌水量对土壤物理性质及作物生长生理特性的影响,采用田间对比试验,以温室番茄为试验对象,设置了3个生物炭施用量处理B0,B1,B2(施用量分别为0,2.5,5.0 kg/m²);在每个生物炭处理下设置3个不同灌水量水平T1,T2,T3(分别为1.4Ep,1.2Ep,1.0Ep;Ep为累计水面蒸发量);观测并分析土壤物理性质、番茄生长及光合作用对生物炭施用量和灌水量的响应关系.结果表明,土壤中适当添加生物炭可以有效地增加土壤的保水性,处理B1和B2相对B0增大土壤最大体积含水率为21.9%和32.1%,处理B1有益于土壤的长期持水能力;降低了土壤容重2.5%~16.6%,增加了土壤孔隙度1.9%~10.5%.生物炭施用量在充分灌溉和中度亏缺的处理下均可以有效提高番茄的气孔导度和光合速率,处理B1和B2分别提高番茄叶片的光合速率为11.4%和54.8%;而在重度亏缺的条件下,处理B1和B2抑制了番茄叶片的光合速率16.7%和50.6%.     

2BQMS-2型坐水播种机施水效果初步研究

2BQMS-2型坐水播种施肥机是在2BQM-2型免耕气吸播种施肥机基础上，配置了供水系统研制成的。它一次作业能完成开沟、施水、施肥、播种、覆土等多道工序．达到坐水播种的目的。通过对施水前后土壤坚实度与土壤含水率测试数据分析，表明用本播种机施水后可改变土壤坚实度与含水率。在阜新褐土土壤上，玉米发芽临界土壤含水率为12％～14％，施水作业满足了作物发芽生长的条件。在干旱情况下充分得用有限的水资源，采用施水播种对保证种子发芽出苗是十分有效的。     

土壤水分及有机肥料对番茄叶片光合特性及叶绿素含量影响的试验研究

有机栽培是一种新型的种植方式,为了研究有机肥料在不同的水分条件对温室番茄的光合特性以及叶绿素含量的影响,在中国农业大学联栋玻璃温室进行了番茄的盆栽试验研究,采取4种灌水处理以及2种肥料处理,得到如下结论:1随着土壤水分的增加、番茄叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度都有相应的增加趋势。2水分最低的处理反而净光合速率的值较高,是由于在这一处理中,叶片的叶绿素含量较高。3土壤含水率较低的前提下(田持的40%～85%),施加有机肥料BGA可以使得番茄叶片的叶绿素含量有较大的增加,平均可增加13%～24%,土壤含水率较高的情况下(田持的85%～100%)叶绿素的含量变化不大。     

沼液和菇渣多年施用对日光温室番茄生长发育及根际土壤环境的影响

为验证沼液和菇渣多年混合施用对日光温室番茄产量品质和土壤环境的影响提供依据，以“普罗旺斯”番茄为试材，采用单一变量的方法，研究常规施肥栽培（CK）、沼液还田（BS组）、平菇菇渣还田（MR 组）和沼液、菇渣配合施用（BM 组）4个处理在多年栽培下番茄产量、品质与土壤理化性质的变化差异。对比CK，BS、MR、BM 组处理提高了番茄的产量和可溶性糖含量，产量分别增加了19.33%、14.32%和31.49%，增加土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量，改善了番茄种植的土壤环境；BS、MR 和 BM 三组处理提高了真菌群落的多样性，降低了古菌群落的多样性，且BS组和BM组较CK和MR组差异更加显著。沼液或者菇渣和沼液配合施用，不仅能提高番茄的产量，而且在一定程度上可以改良土壤基本理化性质，改变番茄根际土壤中微生物群落结构，促进作物对养分的吸收和利用。     

苗床接种喷药施肥机设计与试验

根据仿生学和烟草花叶病毒的摩擦接种原理，设计了以微创机构为核心的接种设备。应用电机带动800目的砂布条，由砂布条对烟苗进行摩擦微创，为避免对娇嫩的烟苗造成严重损伤，通过试验确定砂布条宽度3 mm，微创滚筒转速70 r/min。为方便烟苗的日常管理，设计了集接种、施肥和喷洒药物功能为一体的烟苗接种喷药施肥机。该接种喷药施肥机由机架、微创机构、控制系统、供药机构和行走系统组成。由基于Eclipse开发的手机APP作为上位机，STM32作为下位机，通过Bluetooth实现控制指令在上、下位机之间的传输，实现一体机喷药、施肥和接种3种功能的转换和一体机前进、转向的控制。试验表明，该苗床接种喷药施肥机达到87.3%的接种率，指标优秀。相比于生产中应用的烟草花叶病毒人工接种方式而言，该一体机实现了一机多用，突破了传统人工接种方式的限制，微创小，适应性更强，在很大程度上提高作业效率。      

盐碱地大棚番茄膜下滴灌节水试验研究

为了研究不同灌水方式对盐碱地大棚番茄生长状况、土壤水盐状况、耗水量、产量及灌水利用效率的影响,以番茄为试材,进行了田间小区试验。结果表明,膜下滴灌和沟灌都会影响土壤表层0~30 cm内的土壤电导率,除了膜下滴灌20~30 cm土层,其他的均低于土壤初始电导率。与沟灌相比,膜下滴灌可以提高番茄的株高和叶片数,促进番茄生长发育;其耗水量减少56.2%。与沟灌相比,膜下滴灌可节水64.2%,增加产量5.5 t/hm2,膜下滴灌的灌水利用效率是其2.8倍。综上所述,膜下滴灌可以增加番茄产量并且显著降低用水量,提高灌溉水利用效率,且不会造成土壤盐分的大量累积,可以在盐碱地推广应用。