苏州地区黄泥土暗管排水效果

苏州地区地势平坦,是我国著名的水稻高产地区之一.但是,这个地区的三麦产量很不平衡,大部分地区产量不高不稳,其中重要的一个原因是土壤过湿,尤其是春雨连绵的年份危害更甚.     

稻草对砂姜黑土重组有机碳氮的影响

砂姜黑土是黄淮海平原地区的低产土壤之一。其低产原因有二:一是土壤有机质含量低,而且难以分解的组分又占相当大的比重,有效养分贫乏;二是粘粒含量高,湿时土壤膨胀,干时收缩,结构性差,保墒能力弱,耕性不良。     

线性拟合与Kalman预测法修正耕深测量误差

为精确控制耕深及保证耕深均匀,基于耕深测量方法及误差产生原因,对耕深测量值进行修正。该文对耕深间接和直接测量原理进行分析,通过田间试验探讨耕深测量误差产生机理。试验表明,间接测量出的耕深始终小于实际耕深,目标耕深增大,耕深偏差也增加;直接方法由于受土壤不平度、植物残差等因素影响,导致测量值波动较大。该文分别采用线性拟合和Kalman预测对耕深间接和直接测量结果进行修正。结果表明,线性拟合能够降低耕深偏差(补偿前:3.20、4.48、5.61、6.90 cm,补偿后:0.14、0.19、0.16、0.17 cm),Kalman预测能够减少测量值中的噪声(预测前标准差:1.60、1.83、1.33、1.83 cm,预测后标准差:0.032、0.010、0.042、0.092 cm),使修正结果趋于真实耕深。该研究为实现电控悬挂位控制及保证播种深度提供了新的解决方案。     

拖拉机耕深模糊自动控制方法与试验研究

研究了拖拉机电控液压悬挂系统耕深自动控制方法,提出了一种基于模糊控制的电控液压悬挂系统耕深自动控制方法和综合度系数的概念,设计了耕深模糊控制器,并利用综合度系数将力位综合调节转化为对耕深的模糊控制。试验研究了阻力在不同综合度系数下对耕深的影响,试验结果表明：耕深从0到20 cm的响应时间低于1.7 s,当综合度系数分别为0.7、0.5和0.3时,耕深受阻力的影响分别减少了3.2、3.8和5.6 cm,过渡时间分别为0.79、0.93和1.21 s,该控制方法能够满足耕深自动控制的要求。论文提出的基于模糊控制的力位综合调节方法,利用综合度系数,以耕深和阻力为控制参数,可以实现耕深的双参数控制,为拖拉机电控液压悬挂系统耕深进行力位综合控制提供理论依据。     

改善土壤内部排水条件对冬作增产效果问题的探讨

浙江省冬季经常多雨,间断出现"烂冬"情况(冬作生长期间降雨量可达700-1000毫米),田湿、土烂,严重影响冬作生长。     

基于拖拉机作业轨迹的农田面积测量

为了精确测量拖拉机在农田作业时的作业面积,以评价拖拉机的作业效率。该文选用双星定位(GPS卫星和伽利略卫星)接收机采集定位数据,采用自适应卡尔曼滤波算法提高接收机单点定位精度,利用高斯投影算法将GPS接收机采集经纬度转化成平面坐标来计算面积。选用回耕法、梭形耕法、套耕法3种方法旋耕地块,利用安装拖拉机上的GPS识别出作业轨迹,利用图像处理计算3种方法的有效作业面积、实际作业面积和重漏耕面积。试验表明:卡尔曼滤波提高了GPS单点定位精度;面积测量相对误差为2.09%;地块1(回耕法)漏耕率为14.29%,重耕率为6.19%,地块2(梭形耕法)漏耕率为10.72%,重耕率为5.54%,地块3(套耕法)漏耕率为1.80%,重耕率为6.82%。随测量面积增加,测量精度越高;套耕法效率最高,梭形耕法其次;回耕法的漏耕率最大,作业效率最低。     

水稻基肥尿素干施与湿施对氮素损失及水稻氮素吸收的影响

运用大型原状土柱在田间条件下比较了水稻基肥干耕施(干施)与湿耙施(湿施)对氮素损失与水稻氮素吸收的影响,试验设尿素干施、湿施与对照3个处理,同步测定了施肥后小区的氨挥发、淋洗以及水稻的吸氮量。结果表明:(1)干施法氨挥发显著低于湿施法,模拟试验分别为40.1与68.8 kg hm-2,占施氮量的13.4%与22.9%,2004年的大田试验分别为19.2与26.2 kg hm-2,占施氮量的7.7%与10.4%;(2)而干施法的总氮(TN)淋洗量显著大于湿施法,分别为14.3与4.6 kg hm-2,占施氮量的4.8%与1.5%,氮的淋洗以NO3--N为主,占总量的73.7%～97.3%,两者的NH4+-N淋洗量差别很小;(3)与湿施法相比,干施法净减少氮肥损失19.0 kg hm-2,水稻吸氮量增加15.1 kg hm-2,氮肥利用率提高了5个百分点,产量略有提高,而土壤含氮量没有显著变化。因此,水稻基肥尿素干深施法是一项值得推广的施肥方法。     

基于倾角传感器的拖拉机悬挂机组耕深自动测量方法

在拖拉机悬挂机组耕深自动控制系统中,位置测量具有重要的作用,该文提出了一种基于倾角传感器自动测量农机具耕深的方法。通过检测提升臂的水平倾角变化,由悬挂机构几何关系和倾角传感器输出特性推导出耕深值与测量电压值之间的线性关系并换算得到实际耕深。与其他传感方式相比,该方法具有封装小、集成度高、安装和维护方便、标定易操作的特点,测量综合精度为±1.4mm;虚拟终端显示装置可直观反映耕作过程中耕深控制的实时状况,为操作者提供有效的判断依据。田间试验结果表明,耕深稳定在-200mm时的标准差为8.19,低于五轮仪测量方式,测量稳定;耕深从-100mm下降到-200mm时响应时间为3.5s,少于五轮仪测量方式,动态特性更好;耕深稳定性变异系数为3.34%,满足农艺要求。论文提出的耕深测量方法、显示界面和自动控制系统对拖拉机设计具有一定的参考意义。     

耕深、耕速和土壤结构对土壤侵蚀的影响

在两种不同土壤条件下 (残茬覆盖的固结土壤和前期耕过的疏松土壤 )利用凿形犁进行顺坡 (沿坡向下 )和逆坡 (沿坡向上 )耕作 ,研究不同耕深 (H)、耕速 (v)对土壤输移量 (Q)和土壤侵蚀量的影响。结果表明 :土壤移动的平均距离是坡度、土壤结构、耕深和耕速的函数 ,以这些因子为自变量建立的模型可预测土壤移动距离的变化 ,同时土壤移动距离还与耕具的几何形状有关 ,但此模型未考虑这个因素。利用这个模型绘制在固定耕作方式下的侵蚀诺模图 ,可用来评价耕深、耕速对侵蚀量的影响 ,并可评价防治侵蚀的可行性方案。     

人类耕垦对现代侵蚀加速作用的评价

本文通过研究人类耕垦与坡面形态演化过程的关系, 定量分析人类耕垦活动对现代侵蚀的影响作用, 初步估算在陕北黄土丘陵沟壑区, 由于人为耕垦活动, 坡面侵蚀量可增加25%左右。     

南疆灌耕棕漠土的基层分类

本文分析了南疆西部莎车县和东部哈密县灌耕棕漠土的成土条件,探讨了灌耕棕漠土的系统分类,特别是基层分类,根据南疆灌耕棕漠土的实际情况,结合11个剖面,讨论了土族和土系的划分依据和指标,描述了各土系的生产特性。     

浙江杭嘉湖平原泥垫旱耕人为土的形成、特性和分类研究

研究了浙江省杭嘉湖平原泥垫旱耕人为土的成土特点和土壤剖面形态特征及理化性质。根据《中国土壤系统分类（修订方案）》的诊断标准，可把该区泥垫旱耕人为土归为普通的泥垫旱耕人为土亚类。     

集约化生产条件下稻田土壤机械压实预测模型构建与验证

传统的土壤压实风险评估方法是基于土壤的先期固结压力理论,以机械的接地压力与土壤先期固结压力间关系作为判断依据,缺少针对集约化稻作“湿耕烂种”等生产场景中由定量机械压实造成的土壤结构破坏程度的评价方法和依据。为研究适合中国稻作特色,可以定量预测机械压实危害程度的压实容重预测模型,该研究基于土壤的回弹指数和压缩指数推导出土壤压实容重预测模型,以适用于集约化生产条件下稻田土壤机械压实预测。采用调控原状土含水率的单轴压缩试验法分别构建了土壤初始容重、初始含水率与弹性压缩模量、塑性压缩模量和先期固结压力之间的传递函数,然后基于典型机型的田间原位平板下陷试验验证所建模型的可靠性和实用性。结果表明,基于单轴压缩试验法构建的各传递函数拟合决定系数大于0.95。将各传递函数模型所得的弹性压缩模量、塑性压缩模量和先期固结压力输入土壤压实容重模型预测的压实后的土壤容重与实测值的相对误差小于5%。可见,该研究设计的土壤压实预测模型能够准确量化受机械压实情况下土壤容重的变化量,而土壤传递函数法能为构建和应用区域性农业土壤的压实模型提供便利。研究可为集约化生产条件下稻作“湿耕烂种”等生产场景中由定量机械压实造成的...     

对干线管道建筑工程破坏的土壤进行重耕的经济评价实验

对干线管道建筑工程破坏的土壤重耕评价结果列举了利用技术——经济和生态-生物学标准要求必须对长期使用土地者增加补偿.对重耕土壤的经济调查结果,向土壤的实际利用者推荐腐殖质层50%的土壤掺合工艺和耕作层翻转一周稀释覆盖剥离母质的工艺(重耕带宽7米).     

新疆米泉的灌淤亚类水耕人为土

新疆米泉地区起源于原灰漠土或灌耕土的水稻土，成土过程中水耕熟化和灌淤、淋溶与淀积并行，形成独特的灌淤－水耕表层（耕作层＋犁底层）和灌淤－水耕氧化还原层，总厚度〉５０ｃｍ。基于研究，将供试土壤划分为铁聚水耕人为土和铁渗水耕人为土两个土类，并建议在水耕人为土系统分类中增设灌淤亚类。     

水旱两用秸秆还田耕整机关键部件设计与试验

为增加土壤的有机质含量,改善土壤的团粒结构,同时有效缓解秸秆焚烧难题,针对长江中下游地区麦-稻、油-稻等水旱作物交替种植的特点,设计了一种水旱两用型秸秆还田耕整刀辊。阐述了新刀辊的结构和工作原理,分析并确定了关键部件的结构参数,重点对传统旋耕刀的布置及其破茬理论进行了详细的分析。田间试验结果表明:水旱两用型秸秆还田耕整刀辊旋耕一遍即可实现水田和旱地秸秆埋覆、旋耕碎土、平整地表等多项功能,水田和旱地耕深分别为181.6~200.4和151.2~173.8 mm,耕深稳定性分别为92.4%~94.8%和92.4%~93.4%,耕后地表平整度均小于12 mm,植被埋覆率分别为96.3%~96.4%和90.6%~97%,碎土率为87.3%~89.6%和64.5%~90.2%,作业效果满足水稻播栽对耕整地的农艺要求。     

鼹鼠多趾结构特征仿生旋耕刀设计与试验

为减小旋耕刀切土扭矩来降低旋耕机功耗,同时提高旋耕机耕作质量,该文分析了鼹鼠前肢手掌多趾组合结构和趾尖轮廓曲线特征,利用二次高斯方程拟合五个趾尖轮廓曲线(R2 0.95和SSE 0.05),并基于拟合曲线,设计了具有鼹鼠多趾结构特征的仿生旋耕刀。通过田间试验,分析传统型和仿生型旋耕刀在不同机组前进速度、转速和耕深条件下的整机功耗、土壤破碎率和沟底压实情况,得到仿生结构特征对整机田间耕作性能的影响。结果表明,当前进速度从1 km/h增加到5 km/h时,仿生型旋耕刀的整机功耗平均减小16.88%;当转速从254 r/min增加到267 r/min时,仿生型旋耕刀的整机功耗平均减小17.00%;当耕深从80 mm增加到160 mm时,仿生型旋耕刀的整机功耗平均减小21.80%。传统型旋耕刀耕后的沟底有压实现象,且沟脊高而宽,耕作效果不佳;而仿生型旋耕刀可以显著地降低耕后沟底被压实的风险,沟底平整,可进一步减小耕作功耗。2种类型旋耕刀在不同耕作条件下的整机土壤破碎率耕深稳定性、耕宽稳定性、耕后地表植被覆盖率、耕后地表平整度和土壤蓬松度在数值上相差不大,且均满足国标要求。研究结果对实现旋耕刀减阻降耗和改善耕作质量具有一定的启发。     

玉米秸秆覆盖条耕技术及其应用

玉米秸秆覆盖还田是减少土壤风蚀、保持土壤墒情、增加土壤肥力的一项重要技术,但我国东北春玉米秸秆覆盖面积仍然较小,原因之一是秸秆覆盖还田技术尚不够完善。在欧美国家,秸秆覆盖条耕技术(Strip-till)是实现秸秆覆盖还田的一项重要技术,但在我国应用很少。为此本文综述了国内外秸秆覆盖条耕技术的机械特点、耕作方法及配套管理技术。通过条耕可以将苗带中秸秆清理干净,并疏松土壤,有利用于提高玉米播种质量,实现苗全、苗壮;而行间保持全程秸秆覆盖,有助于减少水分散失。因此条耕结合了秸秆覆盖还田传统耕作的优点。本文认为,秸秆覆盖条耕技术在我国北方土壤风蚀严重、水分缺乏地区有广泛的应用前景,应该加大相关农机农艺综合技术研究,加快该技术的推广应用。     

少免耕与秸秆还田对极端土壤水分及冬小麦产量的影响

为了高效利用天然降雨,缓和农业水资源短缺,该试验在小麦、玉米一年两熟条件下,设置耕作措施和秸秆2个因素,其中耕作措施分为常规耕作、深松耕、耙耕、旋耕、免耕5种,秸秆因素分为玉米秸秆全量还田与不还田,共10个处理,研究了耕作措施与秸秆因素对极端土壤水分和冬小麦产量的效应。结果表明,无论秸秆还田与否,相对于常规耕作,深松耕能提高土壤水分充足期的土壤含水率,增加冬小麦产量,尤其是深松耕秸秆还田,比常规耕作无秸秆还田分别高25.74%和11.45%。秸秆因素在土壤水分充足时影响土壤含水率方面占主导地位,秸秆因素与耕作措施在土壤水分亏缺时影响土壤含水率和冬小麦产量方面均起着重要的作用。免耕、深松耕、耙耕与秸秆还田的交互效应能够增加集雨,提高冬小麦产量。研究结果还表明,冬小麦产量与土壤水分亏缺时土壤含水率相关不显著,而与土壤水分充足期土壤含水率相关显著。     

冷凉区旱地玉米保护性耕作土壤环境及产量效应研究

针对冷凉区旱地玉米生产中存在的干旱缺水、低温冷凉、土壤肥力下降等问题,于2011—2016年采用裂区设计,在山西省旱作节水农业—阳曲县河村示范基地,设置了6种不同耕作覆盖处理,研究旱地玉米保护性耕作的土壤环境及产量效应。结果表明:(1)免耕+二元覆盖、条耕+二元覆盖分别较常规旋耕+地膜覆盖平均增加0—200cm土壤贮水量20.8,32.1mm;免耕+秸秆半覆盖、条耕+秸秆半覆盖分别较常规旋耕+露地种植平均增加0—200cm土壤贮水量24.3,16.3mm。(2)不同耕作处理土壤紧实度差异主要在15cm内,条耕平均为常规旋耕的2.6倍,免耕第1年土壤紧实度最高,为常规耕作的4.6倍,以后逐年下降。(3)免耕+二元覆盖、条耕+二元覆盖分别较常规旋耕+地膜覆盖日平均地温降低0.2,0.1℃(5cm)和0.8,0.3℃(10cm);免耕+秸秆半覆盖、条耕+秸秆半覆盖分别较常规旋耕+露地种植日平均地温降低0.7,0.4℃(5cm)和1.5,1.0℃(10cm)。(4)保护性耕作3年后,免耕和条耕平均较常规旋耕增加0—20cm土壤有机质含量1.5g/kg(覆膜)和1.2g/kg(不覆膜);保护性耕作5年后,土壤培肥效应更加明显。(5)免耕+二元覆盖、条耕+二元覆盖分别较常规旋耕+地膜覆盖平均增产4.4%和6.9%,且条耕+二元覆盖经济产量显著大于常规旋耕+地膜覆盖;免耕+秸秆半覆盖、条耕+秸秆半覆盖、常规旋耕+露地种植平均产量之间没有显著差异。目前来说,适宜该区域的蓄水保墒、培肥土壤、稳产高产的保护性耕作措施为条耕+二元覆盖。