机械化移栽方式对水稻产量及主要性状的影响

为了比较机械移栽方式对水稻产量及主要性状的影响，对平盘育苗机械插秧、钵盘育苗机械抛秧和钵盘育苗机械摆秧(即有序浅植)3种机械移栽方式(以下简称机插秧、机抛秧和机摆秧)和生育期相近的3种水稻进行了田间试验研究。结果表明，不同机械移栽方式的水稻产量由大到小排序为：机摆秧、机插秧、机抛秧，机摆秧、机插秧与机抛秧的产量差异均达到极显著水平；机摆秧的产量高于机插秧，接近显著水平。不同品种之间的水稻产量差异不显著，但机摆秧时不同品种的产量相差可达10.55%；不同移栽方式的成穗率由大到小排序为机摆秧、机插秧、机抛秧，机摆秧的水稻产量构成因素最协调。     

机械移栽方式对水稻生理生育动态的影响

为了研究不同的机械移栽方式导致水稻产量及主要性状差异的机理，以平盘育苗机械插秧、钵盘育苗机械抛秧和摆秧(以下简称机插秧、机抛秧和机摆秧)3种机械移栽方式和3个不同的水稻品种，进行了水稻田间栽培对比试验，对水稻群体主要生育动态指标进行了分析比较，结果表明：钵盘育苗较平盘育苗健壮、素质好，并可实现浅植，移栽过程中植伤轻、返青快、分孽早；机摆秧既发挥了钵盘育苗的优势又实现了有序移栽，水稻群体生理、生育动态指标最佳；3种机械移栽方式的水稻群体生理、生育动态指标排序与产量排序一致，即机摆秧好于机插秧，机插秧好于机抛秧。     

水稻不同移栽方式效益分析

通过对水稻常规拉绳宽窄行、厢式丢秧和常规抛秧3种不同移栽方式种植的经济效益分析,得出3种栽培方式中,厢式丢秧产量最高（677.4kg/667m2）,产值1415.8元/667m2,纯收入684.8元/667m2;其次是常规抛秧（662.4kg/667m2）,产值1384.4元/667m2,纯收入652.4元/667m2;常规拉绳宽窄行移栽产量最低（627.3kg/667m2）,产值1311.1元/667m2,纯收入552.1元/667m2。经济效益厢式丢秧最好,纯收入684.8元/667m2,比常规拉绳宽窄行移栽增收132.7元,增效24%,减少用工0.7个/667m2;其次是常规抛秧纯收入652.4元/667m2,比常规拉绳宽窄行移栽增收100.3元,增效18.2%,减少用工0.67个/667m2。同时丢秧和抛秧降低了劳动强度,缓解农村劳动力紧缺的矛盾,建议在适宜地区大力推广厢式丢秧技术。     

播栽方式与施氮量对杂交籼稻氮肥利用特征及产量的影响

以杂交籼稻‘F优498’为试验材料,采用两因素裂区设计,主区为毯苗机插(机插)、湿润精量穴直播(直播)和人工移栽3种播栽方式,副区为4个施氮量(0 kg×hm~(-2)、90 kg×hm~(-2)、135 kg×hm~(-2)和180 kg×hm~(-2)),研究杂交籼稻在不同处理下的氮素积累与运转、产量及其构成因子以及氮素利用率。播栽方式与施氮量对水稻主要生育期氮积累量、运转及产量具显著影响及互作效应。抽穗期和成熟期植株氮积累总量为人工移栽机插直播;播种—拔节期和抽穗—成熟期的氮素积累速率为直播机插人工移栽,拔节—抽穗期氮素积累速率为人工移栽机插直播,不同播栽方式下均在拔节—抽穗期氮积累速率达最大;氮素农学利用率和氮收获指数表现为人工移栽机插直播;百千克籽粒需氮量为直播人工移栽机插;人工移栽稻的产量与机插稻差异不显著,与人工移栽稻相比,直播稻平均减产13.04%。植株氮素积累量和穗部氮积累量随施氮量的增加而显著增加,而叶片氮素对穗部的贡献率随施氮量的增加而降低。播栽方式和施氮量对氮素利用率产生较大影响,机插稻氮素农学利用率随氮肥用量的增加而增加但差异不显著,直播、人工移栽的水稻氮素农学利用率随施氮量的增加而降低;氮素回收利用率在人工移栽和机插下随着施氮量的提高呈二次曲线关系,直播则随施氮水平的升高而逐渐减小;氮素籽粒生产效率和收获指数均随氮肥的增加而降低,施氮处理间无显著差异。综合而言,直播稻施氮量在135 kg×hm~(-2),机插和人工移栽在135~180 kg×hm~(-2)时既能获得稳定的产量,也能维持较高氮素利用率。     

精量有序机抛种植模式对寒露风影响下双季晚稻生产的减灾作用

2020年在湖南大通湖区按照裂区设计进行大田试验,以水稻品种泰优390和H优518为材料,设常规机插秧（T1）、人工手抛秧（T2）和精量有序机抛秧（T3）三种处理,观察测定不同种植模式下的秧苗素质、产量及其构成因素、茎蘖动态和生育期,以探究不同种植方式对寒露风影响下晚稻生长发育特性、产量及产量构成的影响,找出在寒露风影响下更具有稳产减灾效果的种植方式,并对其减灾机理进行探究,为水稻生产和防灾减灾策略提供理论依据。结果表明：（1）采用钵苗育秧技术培育秧苗的精量有序机抛种植模式的秧苗素质相对较好,与采用毯苗育秧技术育秧的机插种植模式的秧苗素质差异显著。（2）移栽后,精量有序机抛秧返青最快,分蘖发生最早。（3）精量有序机抛秧的水稻生育期较手抛秧、机插秧显著缩短,品种泰优390可缩短生育期4～12d,H优518可缩短生育期3～8d。（4）在寒露风影响下,精量有序机抛秧的水稻成穗率、结实率、收获指数、单位面积有效穗数、千粒重及产量较手抛秧、机插秧高,且与机插秧处理差异达到显著水平。品种泰优390和H优518精量有序机抛秧的产量分别比手抛秧、机插秧增产21.7%、273.5%和12.9%、19.6%。研究结果说明使用精量有序机抛方式育出的秧苗素质较高,移栽大田后返青较快,分蘖速率较快,后期分蘖下降幅度小,有效穗数、结实率、千粒重较高,比人工手抛秧、常规机插秧更能促进水稻产量的提高。综合气候条件考虑,使用精量有序机抛方式能缩短晚稻生育期,在冷害严重的年份具有明显减灾效果。     

气力有序抛秧机输秧机构动态模拟研究

介绍了气力有序抛秧机输秧机构的结构组成和工作原理，建立了输秧机构的运动模型，推导了用于输秧机构运动分析和动态模拟的位移方程、速度方程和加速度方程，利用Visual Basic6.0编制了运动模拟软件，利用该软件可以对不同结构尺寸的输秧机构进行运动模拟和分析，模拟结果包括图形动态模拟、数值和运动曲线等，可以为气力有序抛秧机的设计和改进提供了有利的工具和科学的理论依据。     

水稻钵苗移栽机变性卵形齿轮分秧机构的运动机理分析

针对水稻钵苗移栽机的工作要求,将变性卵形齿轮行星轮系应用于其分秧机构的设计中,设计了一种新型的旋转式分秧机构;在分析变性卵形齿轮行星轮系运动学特性的基础上,建立了分秧机构的运动学模型,编写了分秧机构辅助分析与优化软件以及变性卵形齿轮齿廓生成软件;通过人机交互方式对该分秧机构结构参数进行优化,得到了最优参数。借助虚拟仿真技术,验证了该分秧机构形成的带有"针形"凸起的"桃形"静轨迹,能够满足水稻移栽机的工作要求。     

水稻钵苗机械手取秧有序移栽机的改进

提出了一种人机结合的全自动2自由度机械手式穴盘水稻钵苗有序移栽机械的设计方案，由人驾驶操作实现机器作业的路径规划，由单片机控制的机械手自动地完成穴盘水稻秧苗的有序抛栽作业。该文讨论了该机械的结构和工作原理，给出了利用光电式传感器和磁电式传感器自动检测秧苗到位的两种方案并作了室内试验，结果表明在一定的工作距离范围内，两种传感器均可准确地检测到穴盘秧苗的到位。对机械手整体工作方式和秧夹开启方式进行了改进设计，将2个独立工作的、运动轨迹相似的机械手改进设计为合用一个水平运动机构，将原来利用电磁铁开启秧夹的方式改为利用24VDC电机驱动凸轮来开启秧夹，使设计更加合理。分秧滑道是所设计的有序行抛移栽机械的另一关键部件，对其实物模型进行了室内土槽台车试验，结果表明所设计的一组7条曲线型分秧滑道完全可以满足水稻秧苗有序抛秧移栽的农艺要求。     

水稻机械化抛秧技术

机械化抛秧可大大提高水稻抛秧的速度和质量，与其它水稻移栽方式相比，具有明显优势。本文简要介绍了水稻抛秧机的工作原理，对水稻机械抛秧的田间作业技术及机械抛秧栽秧苗的培育技术要点做了较全面的说明。     

机械式空气整根钵苗移栽器的研究

空气整根钵苗全自动移栽机的核心部件是移栽器。采用机械方式完成全自动移栽机的送秧和投苗，简化了现有全自动钵苗移栽机的电动或气动送秧和投苗装置，降低了成本。移栽器的性能试验表明，所研制的移栽器性能良好，适应国内市场需要。     

蔬菜穴盘苗插入顶出式取苗装置研制

针对蔬菜穴盘苗自动取苗装置结构复杂、取苗性能差等问题，该研究综合顶出式取苗与插入夹持式取苗的优缺点，设计了一种插入顶出式取苗装置。首先对钵苗顶出过程进行受力分析，对抛出后的钵苗进行运动过程分析，得出造成顶出式取苗的钵苗翻滚的影响因素，提出插入顶出式取苗结构的优化目标，然后对送盘机构、插入顶出式取苗机构进行受力分析和参数优化。以辣椒钵苗为试验对象，选取苗龄、钵体含水率和取苗频率为影响因素，以取苗合格率、基质损失率和伤苗率为指标进行正交试验。试验结果表明：苗龄30 d、基质含水率60%、取苗频率120 株/min时，取苗成功率为97.22%，基质损失率为18.06%，伤苗率为1.39%，取苗效果最佳。以苗龄25 d的甘蓝和花椰菜苗进行不同蔬菜作物取苗验证试验，取苗合格率分别为93.75%和95.14%，基质损失率分别为17.21%和16.67%，伤苗率分别为4.17%和3.47%，满足蔬菜穴盘苗全自动移栽机取苗作业要求。研究结果可为蔬菜穴盘苗全自动移栽机的设计和作业参数优化提供参考。     

蔬菜穴盘苗弧形展开式自动取投苗装置设计与试验

针对穴盘苗取投苗装置机械结构较复杂、取投苗易失败等问题,该研究设计了一种蔬菜穴盘苗弧形展开式自动取投苗装置。通过对取投苗作业过程进行分析,提出整排取苗、弧形展开投苗的自动取投苗作业方式,对夹苗组件、导向槽、旋转接苗机构等进行设计,并确定各部件关键参数,搭建PLC自动控制系统,设计执行单元的气动回路方案,并提出匹配延时函数。以辣椒穴盘苗为试验对象,以平均取投苗频率、供气压力、基质平均含水率为试验因素,以取投苗成功率、损伤率为试验指标进行正交试验,并以较优参数组合进行重复验证试验。试验结果表明：平均取投苗频率为90株/min、供气压力为0.4 MPa、基质平均含水率为30%时,取投苗成功率为94.05%,损伤率为1.19%,该研究可为自动取投苗装置的研发提供参考。     

机械驱动式辣椒穴盘苗自动取投苗系统设计与试验

针对目前半自动移栽机人工取投苗劳动强度大、工作效率低,控制系统复杂等问题,该研究结合当前新疆穴盘苗移栽作业模式和农艺要求,模仿人工取喂苗的方式设计了一种机械驱动式辣椒穴盘苗自动取投苗系统。该自动取投苗系统由地轮提供动力,通过穴盘进给装置的横向送苗驱动机构和纵向送苗驱动机构驱动穴盘横向、纵向准确移位,实现128穴整盘穴盘苗的自动进给,通过机械取投苗装置实现穴盘苗的自动取投。根据"己"字型穴盘进给方案和机械手取投苗轨迹与姿态要求,确定了机械取投苗装置偏转驱动机构和拔取驱动机构各构件的尺寸参数,构建了机械自动取投苗机构驱动装置的运动学模型,分析得出机械手末端位移、速度、加速度方程以及偏转、拔取驱动装置的主要参数和运动规律。为验证该系统的作业性能,利用Solidworks软件对机械手取投苗轨迹和运动规律进行仿真分析,选取苗龄60d、基质含水率24.61%～31.57%的辣椒穴盘苗进行室内样机穴盘进给位移可靠性试验和取投苗试验。试验结果表明,机械手仿真运动轨迹满足设计要求;穴盘纵向和横向进给位移与理论偏差小于1 mm,满足穴盘进给装置的供苗要求;在取投苗速度64～88株/min范围内,随着取苗速度的增加,取苗成功率、投苗成功率先增大后减少,输苗成功率总体波动较小,取投苗总成功率先增大后减少,取投苗速度80株/min时效果最佳,此时系统平均取投苗总成功率、取苗成功率、投苗成功率、输苗成功率分别为92.54%、92.93%、99.57%和100.00%,作业过程中无伤苗情况,满足穴高45 mm的辣椒穴盘苗栽植前自动进给穴盘苗、取投苗、输苗等作业要求。研究结果可为后续机械式自动穴盘移栽机的设计提供参考。     

不同育秧方式下播种量和插秧机具对水稻产量及群体质量的影响

为探究育秧方式、播种量配合插秧机具对机插稻移栽质量、产量及群体质量的影响,以杂交籼稻F优498为试验材料,采用三因素随机区组试验,设置2种育秧方式:营养土育秧和稀泥育秧,3个播种量:65、85和105 g/盘,2种插秧机具:4行手扶式插秧机和6行乘坐式高速插秧机,研究育种环节与插身机具融合对机插稻产量及其群体质量的影响。结果表明,育秧方式、播种量和插秧机具对机插稻稻谷产量的影响极显著,且互作效应显著。营养土育秧秧苗整齐度、机插均匀度、结实期干物质积累量较稀泥育秧平均提高了2.9%、0.7%、6.4%,稻谷产量、经济效益较稀泥育秧平均提高了1.4%、0.8%。随着播种量的增加,秧苗整齐度逐渐降低,机插均匀度、抽穗整齐度、群体干物质量、叶面积指数(LAI)、稻谷产量均呈先上升后下降的趋势。6行乘坐式高速插秧机较4行手扶式插秧机,机插均匀度更高,且抽穗整齐度、群体干物质重、群体生长率、齐穗期高效LAI均提高,实现平均增产5.6%,经济收益平均提高7.5%。综上,营养土育秧基础上,播种量85 g/盘,配套6行乘坐式高速插秧机机插能提高机插群体均匀度、优化群体质量,同步实现丰产与增效。本研究结果为机插稻生产提供了理论指导和实践依据。     

滑道分钵轮式栽植器的试验研究

对滑道分钵轮式栽植器的结构、工作过程、钵体在滑道不同部位的运动状态和受力情况进行了分析，并对该栽植器的工作稳定性和立苗率进行了正交和单因素的试验分析。影响栽植器立苗率的因素顺序是钵体含水率，钵体侧面形状和滑道倾角。影响栽植器立苗率的主次因素，有覆盖物时是：滑道尾部的离地高度、机具前进速度、滑道倾角；无覆盖物时是：滑道尾部的离地高度、滑道倾角、机具前进速度。找出了栽植器工作稳定性的影响因素及其最佳值和对立苗率影响的因素及其最佳值。     

2ZB-8电磁振动式小型水稻钵苗移栽机的研究

论述了2ZB-8电磁振动式小型水稻钵苗移栽机的结构、工作流程及振动排秧机构使钵苗分散、自动成链、排列的工作原理。通过对钵苗在振动盘的上运动分析,给出了各振动参数和钵苗推送速度、抛起高度的关系,为振动排秧盘的设计提供了理论依据。同时,通过室内和田间试验,研究了2ZB-8电磁振动式小型水稻钵苗移栽机工作性能的主要影响因素及其工作性能,表明电源电压、苗高对各行一致性变异系数影响大,该钵苗移栽机具有良好的工作性能     

蔬菜移栽机斜插夹钵式取投苗装置研制

针对目前中国蔬菜穴盘苗全自动移栽作业,取投苗装置复杂、易失败等问题,该文设计了一种斜插夹钵式取投苗装置。通过对取投苗装置原理的分析,运用投影法对装置进行设计,确定了装置各结构参数。为保证装置具有良好的取投苗效果,对苗盘倾斜角度及苗夹入穴参数进行了设计,同时分析其运动过程,对比仿真轨迹曲线和试验实际轨迹曲线,验证了方案的可行性。综合考虑影响取投苗效果的因素,以取投苗成功率作为取投苗效果评价指标,选取弹簧刚度系数、主动杆转速、苗盘倾斜角度为试验因素,进行正交试验。试验结果表明:在给定因素水平下,当弹簧刚度系数为500 N/m,主动杆转速为12 r/min,苗盘倾斜角度为45°时,取投苗效果最佳,此时基质破碎率为3.13%,钵苗脱落率为2.43%,取投苗成功率为94.44%,装置的可靠性较高。研究结果可为全自动化移栽研究提供参考。     

玉米钵苗顶出式有序分秧机构的设计与试验

玉米钵苗移栽可以延长作物生育期,大幅度提高粮食单产和品质。为了解决国际移栽装备结构复杂、成本高、效率低,仅适用于经济作物的问题,该文提出了一种结构简单、成本低、效率高的全自动玉米钵苗移栽机核心工作部件——顶出式有序分秧机构。采用连续输送的纵向送秧方式,设计了并排均布按顺序逐次顶出的分秧形式,分别完成同一排秧苗连续有序的快速顶出。提出了机构相关部件的结构设计参数及设计依据,同时利用渐开线反转法设计了关键部件杠杆的轮廓曲线。完成了该机构的虚拟样机运动学与动力学仿真分析与验证。利用顶出式有序分秧机构进行了玉米钵苗的顶出翻转试验,得出当土钵质量为10 g、秧苗高度为160 mm时钵苗转体高度符合机构设计与栽植要求。利用自制的顶出式有序分秧机构试验台,结合高速摄像技术完成了机构顶出均匀性台架性能试验,验证了该机构性能的合理性;对所研制的试验物理样机进行了田间试验,获得了90.4%的移栽成功率,满足旱地栽植标准,也为开发相关作物的顶出式钵苗移栽机奠定了研究基础。     

苗盘钵苗自动识别及控制装置的设计与试验

针对全自动移栽机在田间作业中,因苗盘的钵苗格缺苗而导致的漏栽问题,研制了一种苗盘钵苗自动识别及控制试验装置。该试验装置采用单苗爪取苗,步进电机驱动钵苗盘纵向和横向移动,光电传感器作为钵苗识别装置,由可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)为控制核心,触摸屏作为人机界面,可适应不同规格的苗盘参数,可选择对该装置进行手动或自动控制。试验结果表明,该装置可有效地对钵苗格是否缺苗进行自动识别,并控制苗盘输送装置,使缺苗的钵苗格快速跳过取苗爪,提高取苗爪的抓取效率,以降低漏栽率;相对于没有采用钵苗自动识别的移栽模式,该系统漏栽率整体降低了约12%。该研究可为全自动移栽机的进一步自动化智能化设计提供参考。     

步行式偏心-变位齿轮行星轮系宽窄行分插机构运动分析

为实现水稻宽窄行插秧,该文将偏心-变位齿轮行星轮系应用于步行式水稻插秧机分插机构中,并设计专用传动箱以满足水稻宽窄行插秧时秧针轨迹和姿态要求。分析了其结构特点和工作原理,建立了该机构运动学分析模型,编写了计算机辅助分析、仿真及优化程序,得到一组满足步行式宽窄行插秧的机构参数,建立了三维虚拟仿真模型,并在ADAMS中进行了虚拟试验,同时研制了样机并进行田间试验。试验结果表明宽行行距为403mm,窄行行距为197mm。虚拟试验和田间试验表明该分插机构满足步行式水稻插秧机宽窄行插秧的农艺要求。