同步开沟起垄施肥水稻精量旱穴直播机设计与试验

根据水稻旱直播同步施肥播种的农艺要求,研制了一种同步开沟起垄施肥水稻精量旱穴直播机,可同步完成开沟、起垄、施肥、覆盖和播种作业。该机器在2BDH-8型水稻精量旱穴直播机上增加施肥装置改装而成,根据水稻旱穴直播施肥农艺要求设计了排肥动力传动系统、排肥系统和施肥开沟器,排种、排肥动力均来自于拖拉机;采用锐角式施肥沟开沟器,在距种沟水平距离100～120mm处开出宽50mm、深50～70mm的施肥沟;采用外槽轮式排肥器将肥料排入施肥沟底,施肥后由播种机拖板刮土覆盖施肥沟。生产试验结果表明,机械定位深施肥的节肥增产效果明显,同等施肥量条件下,机械施肥播种处理与人工施肥播种处理相比,水稻分蘖能力平均增加6.9穗/蔸,增幅25.2%;相对叶绿素含量(SPAD值)平均增加8.9,增幅29.8%;氮素利用效率绝对值提高13.78%,增幅22.3%;氮素偏生产力每千克氮提高20.54kg,增幅46.3%;产量增加1411.5kg/hm2,增幅29.5%。同步开沟起垄施肥水稻精量旱直播机能同时完成开沟、起垄、施肥、覆盖和播种作业,且与人工施肥播种相比增产显著,研究结果可为指导水稻旱直播定位深施肥节氮栽培提供理论依据。     

水稻精量穴直播机开沟装置的设计与试验

为解决人工撒播与机械条播表土播种方式存在的苗难齐、产量不稳等问题,根据"精量穴播"、"开沟起垄"的技术思路,对水稻精量穴直播机同步开沟起垄装置的关键部件播种沟开沟器和蓄水沟开沟器进行了研究。根据同步开沟起垄的农艺要求确定适宜直播机水田作业的土壤(壤土和黏土)含水率为50%~58%,并确定了播种沟开沟器及蓄水沟开沟器的外形尺寸分别为50 mm×35 mm×30 mm、80 mm×50 mm×50 mm(上宽×下宽×高度)。对不同开沟方式对水稻出苗、水稻产量及其构成因素的影响进行了对比试验,试验设3个处理:开水沟+开播种沟+机械穴播(W1)、开播种沟+机械穴播(W2)、不开沟+机械穴播(W3),选用杂交稻品种培杂泰丰和常规稻品种玉香油占为试验材料。研究结果表明,与"不开沟+穴播"播种方式相比,开播种沟的播种方式不仅可以保证穴播方式的成行成穴齐苗生长,还可提高水稻出苗率(培杂泰丰提高了13.4%~17.8%,玉香油占提高了12.3%~16.0%);结实率与产量极显著相关,有效穗数与产量亦具有显著相关性。综合考虑3者的变化程度及趋势,"播种沟+水沟+穴播"播种方式总体优势明显,较不开沟播种方式,在水稻产量方面最高可提高8.10%,且始终保持相对最高产量的效果。开沟装置的设计以及大田试验的验证对水稻机械化穴直播技术的推广应用有重要的指导意义。     

水稻精量穴直播机电驱式侧深穴施肥系统设计与试验

针对水稻直播施肥过程中存在肥料用量大、化肥利用率低等问题,根据水稻精量穴直播与侧深穴施肥的农艺要求,开发了一套水稻精量穴直播机电驱式侧深穴施肥系统。采用液压自平衡方式设计全方位仿形系统,对机具在作业环境中实时自动调节,保证播种、施肥作业质量;采用圆弧函数曲线优化设计施肥沟开沟器,在距垄台上芽种行水平距离30 mm处开出宽50 mm、沟型平整的施肥沟;采用电力驱动方式设计电动式外槽轮排肥器,根据需要对每个排肥器独立调节,与配套的电动部件相连,将肥料成穴施入施肥沟底。田间试验表明,在机具前进速度为2.48 km/h,排种器、排肥器工作转速均为29 r/min,施肥深度为50 mm的最优工作条件下,穴播种量、穴施肥量合格率分别为86.73%、87.49%,施肥与播种穴距匹配,各行播种、施肥穴距合格率均为100%,播种、施肥穴距变异系数分别为17.2%、16.5%,芽种破损率为0.31%;并对排种器、排肥器在14~36 r/min工作转速范围内进行可行性验证试验,施肥系统可与水稻精量穴直播机配套,同步完成开沟、侧深穴施肥、覆泥、起垄和精量穴直播多项作业工序,各项性能指标均满足水稻直播、施肥的农艺要求。该研究可为水稻精量穴直播机及其施肥关键部件的设计和评价提供参考。     

开沟起垄式水稻精量穴直播机的研制

根据水稻种植农艺要求,研制了一种开沟起垄式水稻精量穴直播机,可同步进行开沟、起垄和播种。采用穴播方式将破胸露白的稻种播在垄上的播种沟中。采用瓢形型孔轮和两个充种室设计方案,可实现播量可调和精量穴直播。采用弹性随动护种带代替传统的固定式护种板,减少了稻种的破损率和对排种轮的磨损。采用乘坐式高速插秧机底盘,四轮驱动,在水田中的通过性能好。由于行距可选、穴距可调、播量可控,可适应不同茬口、不同品种和不同地区的水稻种植要求。在全国10省(区)的生产试验结果表明,采用精量穴直播方式,可比人工撒播增产10%以上,比人工抛秧增产8%以上,比人工插秧增产5%以上。     

水稻精量穴直播机电驱式侧深穴施肥系统设计与试验（英文）

针对水稻直播施肥过程中存在肥料用量大、化肥利用率低等问题,根据水稻精量穴直播与侧深穴施肥的农艺要求,开发了一套水稻精量穴直播机电驱式侧深穴施肥系统。采用液压自平衡方式设计全方位仿形系统,对机具在作业环境中实时自动调节,保证播种、施肥作业质量;采用圆弧函数曲线优化设计施肥沟开沟器,在距垄台上芽种行水平距离30 mm处开出宽50 mm、沟型平整的施肥沟;采用电力驱动方式设计电动式外槽轮排肥器,根据需要对每个排肥器独立调节,与配套的电动部件相连,将肥料成穴施入施肥沟底。田间试验表明,在机具前进速度为2.48 km/h,排种器、排肥器工作转速均为29 r/min,施肥深度为50 mm的最优工作条件下,穴播种量、穴施肥量合格率分别为86.73%、87.49%,施肥与播种穴距匹配,各行播种、施肥穴距合格率均为100%,播种、施肥穴距变异系数分别为17.2%、16.5%,芽种破损率为0.31%;并对排种器、排肥器在14~36 r/min工作转速范围内进行可行性验证试验,施肥系统可与水稻精量穴直播机配套,同步完成开沟、侧深穴施肥、覆泥、起垄和精量穴直播多项作业工序,各项性能指标均满足水稻直播、施肥的农艺要求。该研究可为水稻精量穴直播机及其施肥关键部件的设计和评价提供参考。     

机插同步一次性精量施肥对双季稻产量及经济效益的影响

为保证水稻施肥的准确性,揭示水稻机插与同步一次性侧深减量施肥的应用效果,筛选适宜施肥配方,本试验在典型双季稻种植区,以测土配方施肥量为依据,结合精量施肥机,研究机插同步一次性精量施肥对双季稻产量及经济效益的影响,并探讨各构成因素间及其与产量的相互关系。结果表明,侧深施N量和稻季品种对机插双季稻产量、产量构成因素及经济效益具有显著或极显著影响。与常规施肥处理相比,机插同步一次性减N 10%~30%处理的早稻产量和经济效益分别提高16.5%~20.2%和26.4%~31.8%,有效穗数、总颖花数和总实粒数分别提高5.5%~7.5%、8.2%~25.3%和8.3%~27.6%;晚稻产量和经济效益分别提高3.9%~11.1%和12.6%~20.9%,有效穗数、总颖花数和总实粒数分别提高15.8%~22.5%、16.8%~26.5%和14.0%~31.6%。其中,以机插同步一次性减N 20%~30%处理效果较好。水稻机插同步一次性精量施肥随着施N量的降低,双季稻产量、经济效益及有效穗数、总颖花数和总实粒数呈先升高后降低的趋势。回归分析表明,早、晚稻侧深施肥N用量分别为130.0和161.5 kg·hm^-2时达到最大值,即8 538.2和7 459.1 kg·hm^-2。通径分析表明,有效穗数对早、晚稻籽粒产量的直接效应最高。综上所述,通过施肥技术和机插模式的集成与优化,能够有效减少稻田N肥施入,有利于形成有效穗数,扩充籽粒库容,从而达到双季稻生产节肥、省工、增产的目的,为机插同步一次性精量施肥技术应用提供理论支撑。     

肇庆市水稻机插秧同步侧深施肥技术探讨

为研究水稻精量侧深施肥技术的效果,设计3种不同的施肥量进行水稻栽培,探讨机械插秧同步侧深施肥方式下不同施肥量对水稻长势、穗粒结构、产量、节本增效情况的影响。结果表明:侧深施肥处理的水稻产量均高于常规施肥处理;侧深施肥技术中基肥量过大会造成分蘖过多,导致肥料和温光资源浪费;在前期侧深施肥减量的同时,为了进一步提高收益,后期可以进行追肥处理,要保证产量。     

机械深施缓释肥对精量穴直播超级稻生理特性的影响

为了探明精量穴直播水稻机械深施肥技术的增产机理,通过大田试验,研究了机械深施缓释肥对精量穴直播超级稻培杂泰丰(超级杂交稻)和玉香油占(超级常规稻)的光合生理和抗衰老生理特性的影响.结果表明:与人工撒施缓释肥基肥(CK)比较,精量穴直播超级稻机械深施缓释肥基肥(T2)在齐穗期和成熟期的光合速率和叶绿素含量(SPARD值)...     

模拟深松条件下深施磷肥对旱地冬小麦根系生长和水肥效应的影响

通过模拟深松机具下的深施肥技术,研究了深施磷肥对旱地冬小麦产量、根系生长、水肥效应的影响。研究结果表明,深松条件下深施磷肥平均效果比传统施肥增产38.5%,20 cm和40 cm各施一半的效果最好,但深施到20 cm和深施到40 cm之间差异不显著。深施磷肥促进了小麦根系在土层内的生长发育,提高了小麦根系总量,尤其是深层根系总量明显增加,这对旱地冬小麦吸收深层土壤中的水分和养分是十分有利的。深松条件下,深施磷肥的水分利用系数比传统施磷提高了8.4%。此外,深施磷肥有助于冬小麦在整个生育期内磷素的均衡供应,     

机械起垄侧条施肥对大白菜产量和氨挥发的影响

通过两年田间试验,探究大白菜机械起垄侧条施肥合适的垄宽,并进一步研究在最适垄宽下该技术对大白菜产量、经济效益和氨挥发损失的影响。第一年试验设置4个处理:机械宽垄侧条施肥习惯施氮量处理(N480+MW)、机械宽垄侧条施肥减氮30%处理(N340+MW)、机械窄垄侧条施肥减氮30%处理(N340+MN)、人工宽垄习惯施氮量处理(N480+HW),第二年选用55 cm宽垄设置4个处理:人工起垄不施化肥氮处理(N0+HW)、人工起垄习惯施氮量处理(N480+HW)、人工起垄减氮30%处理(N340+HW)和机械起垄侧条施肥减氮30%处理(N340+MW)。研究结果表明:55cm宽垄比30cm窄垄种植可以提高大白菜产量15.4%～17.8%,在55 cm宽垄种植模式下机械起垄侧条施肥技术可以在减肥30%基础上获得最高生物产量、商品产量和净经济效益,分别为78.5 t/hm~2、43.2t/hm~2和30959元/hm~2。与N480+HW、N340+HW和N0+HW处理相比,N340+MW处理生物产量分别增加8.8%、15.2%和58.3%,商品产量分别增加7.4%、16.4%和50.1%。与N480+HW相比,N340+MW和N340+HW处理的净收益分别增加了40.8%和1.3%。N340+MW处理大白菜生长季累积氨挥发损失为30.0 kg/hm2,与N340+HW和N480+HW处理相比显著降低51.1%和70.5%。综合研究表明,机械起垄侧条施肥技术可以实现大白菜种植的减施增效,提高蔬菜生产的经济效益。     

稻茬田小麦宽幅精量少耕播种机的设计与试验

为解决长江中下游稻麦轮作区稻茬田免耕播种小麦机具堵塞及土壤黏附严重等问题,结合当地稻茬田播种小麦需要开排水沟的农艺要求,提出了"种-肥-种"宽幅精量播种和带状旋耕相结合的防堵思路,设计了双翼铧式开沟器、宽幅精量排种机构、种沟双圆盘开沟器和浮动覆土板等关键部件,研究设计了一种稻茬田小麦宽幅精量少耕播种机。试验结果表明,宽幅播种方式与带状旋耕相结合较好解决了稻茬田播种小麦堵塞的问题,小麦播幅平均为74.6 mm,平均播深为39 mm,播深合格率为86.7%,施肥方式为侧下方深施肥,平均施肥深度为81 mm,施肥深度合格率为93.3%,均满足国家标准。厢沟平均深度为175 mm,沟面宽度为238 mm,满足排水要求。该研究为应用于稻麦轮作区稻茬田小麦少免耕播种机的设计提供了参考。     

同步喷施除草技术及除草剂消解动态规律

目前水稻直播稻田的常用除草方法是在播种3～5 d 后采用喷雾机具喷施土壤处理除草剂,生产效率较低,劳动强度大,可能耽误施药较佳时期,从而会影响直播水稻生长。为了解决与水稻机械化穴播技术配套的除草技术问题,该文在水稻精量穴直播机的基础上,设计了一套同步喷施除草剂装置。在2014年早季、2015年早季和晚季的水稻机械穴直播大田生产中,采用二甲戊灵、扫茀特（主要成分丙草胺）和直播净（主要成分丙草胺）3种除草剂作为研究材料,开展了同步喷施除草剂的技术适应性以及不同除草剂有效成分在土壤和水体中的消解动态规律研究。研究结果表明,喷施20～23 d 后,土壤和水体中的3种除草剂有效成分消解率均达95%以上;与二甲戊灵除草剂相比,喷施扫茀特除草剂后的水稻成苗和杂草控制效果较好;与不喷施除草剂对照（CK1）相比,同步喷施扫茀特处理的产量增加了4.02%～10.79%,播种后3d 喷施扫茀特处理产量增加了7.65%;与播种后3 d 喷施扫茀特处理相比,同步喷施扫茀特处理的产量变化仅为?3.38%～2.91%,可见,扫茀特除草剂的适应性较好;播种时同步喷施除草剂后,稻田土壤中除草剂浓度较播后3 d 喷施处理的高,水体中除草剂存留时间较土壤中的长;在建议的平均用药量条件下,喷施扫茀特除草剂后20～23 d 在土壤或水体中的有效成分含量较直播净除草剂高。研究结果可为同步喷施水稻精量穴直播技术与机具的改进研究提供参考。     

水稻精量穴直播机仿形与滑板机构的优化设计与试验

基于农机与农艺相结合,该文主要对水稻精量穴直播机仿形与滑板机构进行了优化设计。水稻精量穴直播机采用乘坐式高速插秧机头为动力底盘,包括机架、开沟起垄装置、水平仿形装置、高程仿形装置、动力传动装置、播种装置和液压提升架。结合同步开沟起垄、播量和穴距可调、仿形作业、压茬(草)播种的农艺要求并针对实际大田生产试验中发现原水稻精量穴直播机存在的问题,如压茬效果较差、仿形系统不完善等,该文主要对高程仿形系统、水平仿形机构以及滑板角度等进行了优化设计,并对穴直播机的性能与可靠性进行了试验验证,结果表明:优化后水稻精量穴直播机的纯作业效率为0.67 hm~2/h,穴距合格率达100%,变异系数为2.5%,穴粒数合格率为95%,空穴率为0,各行排种量一致性变异系数为3.8%,总排量稳定性变异系数为1.5%,播种后田面左右高差小于3 cm;平均首次故障前作业量(MTTFF)为30.4 hm~2/m,有效度为98.2%,各项性能指标和可靠性指标均达到了相关国家标准,具有广阔的应用前景。     

不同施肥方式对东北黑土春玉米连作体系土壤氮素平衡的影响

通过三年定位试验,在东北春玉米连作区比较了农民习惯（一次性施肥）与优化施肥条件下土壤作物系统的氮素表观平衡及氮素在土壤中的残留特征,以期评价两种施肥方式对黑土氮素矿化、残留及氮素平衡的影响。研究结果表明:优化施氮（根据土壤无机氮测试推荐追肥量,Opt）处理玉米产量、生物量、吸氮量最高。农民习惯施肥1（85%基肥+15%种肥,Tra1）和农民习惯施肥2（氮肥全部作为基肥施入,Tra2）处理土壤残留无机氮含量变化受降水量影响较大,残留硝态氮下移明显。与Opt处理相比,三年连作后3060 cm土层硝态氮含量增加约2.0倍,6090 cm硝态氮含量增加约2.4～3.3倍。Opt处理可显著降低肥料氮在土壤中的残留。在氮素输出项中,作物携出量因施肥方式不同而差异显著,氮盈余量随施氮量的增加而急剧增加,最高达400.9 kg/hm2。Tra2处理氮盈余最小,但以残留Nmin为主。氮肥一次性基施使氮素在土壤中累积较多,且易导致土壤残留硝态氮下移,从而对东北黑土地区的生态环境造成一定的威胁。而在基肥的基础上,根据土壤无机氮测试推荐追肥可以提高氮肥利用率,减少氮损失。     

多功能集成式播种开沟器的设计与试验

针对播种作业时土壤扰动大、种床土壤紧实度不足、播种深度均匀性差等问题,设计了一种集开沟、回土、镇压一体化的多功能集成式播种开沟器,其滑刀、挡土板、镇压轮相互配合能够实现开出种沟,种子落至沟底,湿土回流沟内,镇压轮镇压种沟,种子与土壤紧密接触。通过土槽试验,以土壤扰动量、土壤紧实度为试验指标进行三元二次回归正交试验得到开沟器各参数最优组合为滑刀滑切角44.6°、挡土板倾角3.2°、弹簧形变量11.8 mm。在最优参数下与双圆盘播种开沟器、尖角式进行田间对比试验,多功能集成式播种开沟器播深变异系数比双圆盘开沟器播深变异系数低了32.4%,比尖角式开沟器低了25.2%;集成式开沟器作业后的土壤紧实度比双圆盘开沟器紧实度高38.6%,比尖角式开沟器紧实度高62.9%;多功能集成式播种开沟器作业产生的土壤扰动量比双圆盘开沟器降低16.3%,比尖角式开沟器降低36.5%,其回土量比双圆盘开沟器提高29.9%,比尖角式开沟器提高61.5%。试验结果表明该开沟器可以改善种床环境,增强土壤紧实度,提高播种深度均匀性,可为播种开沟器的设计提供参考。     

2FHF-4.56型宽行距作物基肥对行分层深施机设计与试验

针对当前西北干旱地区宽行距作物种植过程中施肥方式不科学,传统撒施肥料用量大、利用率低,该研究结合作物种植农艺特点,提出在作物行方向进行基肥分层深施措施,并研制了基肥对行分层深施机,对仿形单体进行设计,分析了仿形单体的运动学和力学特性,确定了仿形单体质量和仿形弹簧型号。同时研制了一种基于雄性蜣螂头部角状突起的仿生开沟铲,得到仿生开沟铲刃轮廓曲线拟合方程,确定了仿生开沟铲结构及工作参数。通过土槽试验优化了仿生开沟铲前刃角,得出前刃角最佳角度为65°,此时仿生铲相对传统铲的开沟阻力减小42.6%,对土壤的扰动明显减小。样机田间试验表明,分层施肥作业对行精度偏差平均值为2.7 cm,6组施肥铲浅层肥料深度平均值为12.44 cm,浅层施肥深度一致性变异系数为6.12%;深层肥料深度平均值为20.49 cm,深层施肥深度一致性变异系数为4.98%。施肥模式对比试验表明,对行分层施肥的植株长势更好,棉果枝数和单株铃数更多,根系发育更为良好,肥料减施25%,同时棉花平均每公顷增产8.9%,玉米平均每公顷增产8.6%,研究结果表明,对行分层深施肥具有较好的减肥增效作用,对推进棉花生产科学施肥具有重大价值和现实意义。