小型变量施肥机变量施肥研究

[目的]在吉林省中部地区玉米种植模式中实施精准农业,实现变量施肥。[方法]采用步进电机作为小型变量施肥机变量施肥系统动力,用4种代表性肥料作为试验材料,研究排肥轮长度、排肥轮转速和排肥量等因素。[结果]采取控制排肥轮转速和排肥轮长度的方式能够有效控制排肥量。[结论]该方式能够实现精准农业意义上的变量施肥,保证变量施肥系统的稳定性及精密播种准确性。     

小型变量施肥精密播种机变量施肥系统的研究

采用步进电机作为小型精密播种机变量施肥系统动力。以4种代表性肥料作为试验材料,以排肥轮长度、排肥轮转速和排肥量为主要因素,进行正交试验。从中找出最佳方案,即一定排肥轮转速的范围内,最佳的排肥轮长度下,有效完成变量施肥任务,达到节省肥料的目的,完成步进电机变量施肥系统研制。试验结果表明,此变量施肥系统可行。     

步进电机变量施肥系统及施肥方案研究

[目的]为了提升我国农业的现代化、电气化、自动化地位,把变量施肥的理念应用到农业生产中,以提高化肥利用率.[方法]以步进电机作为变量施肥系统的执行机构,选用一台两行精密播种施肥机,4种肥料,4组试验.[结果]确定步进电机变量施肥系统最佳方案.[结论]采用获得最佳排肥轮转速和排肥轮长度的方式,可实现按所在地块测土施肥的目的.     

基于遗传算法的螺旋双轮排肥器优化设计与试验

【目的】对传统单螺旋排肥器排肥口物料流量随时间波动变化造成排肥均匀性低的问题进行改进。【方法】通过离散元法仿真分析单螺旋排肥器的排肥过程，针对单螺旋排肥器排肥均匀性低的问题设计一种螺旋双轮排肥器；通过理论分析确定该螺旋双轮排肥器理论排肥量，并建立以中心距、螺距、叶片高度、叶片厚度、螺旋叶片内径为设计变量，有效储肥体积为目标函数的数学模型，利用遗传算法对排肥器进行结构优化，并以史丹利复合肥颗粒为肥料对螺旋双轮排肥器进行台架试验验证。【结果】优化后结构参数分别为中心距49.8 mm,螺距32.5 mm,叶片高度15.2 mm,叶片厚度2.3 mm,螺旋叶片内径13.6 mm。对优化后的排肥器进行台架对比试验，在不同转速下螺旋双轮排肥器较单螺旋排肥器排肥均匀性波动系数平均减少26.62%,实际排肥量平均提升75.41%,并得到螺旋双轮排肥器转速与排肥量的线性函数方程。【结论】螺旋双轮排肥器解决了单螺旋排肥器的现存排肥流量波动问题，优化后的排肥器排肥均匀性更好，排肥量更大，且可实现转速变化控制精量施肥。     

智能控制变量施肥机械的试验设计

为提高肥料利用率,尽可能地消除化肥对农业环境造成的污染,设计研制了一种用于变量施肥的机械。该机械主要由信息采集系统、单片机控制电路、步进电机驱动装置、排肥设备组成。传感器采集的信息和机具前进速度输入给单片机控制中心,经运算,求出所需的脉冲数,输送给步进电机驱动器从而控制步进电机变速转动,进而驱动排肥轴输出所需施肥量。试验结果表明,该设备对尿素和碳铵的排肥误差率低于10%,施肥精度较高,可基本实现变量施肥,为下一步的改进和精度提高奠定了基础。     

基于EDEM的反转啮合齿轮式排肥器的仿真设计与试验

针对外槽轮式排肥器排肥流量均匀性不高的问题,设计了一种反转啮合齿轮式排肥器,利用排肥盒内设置的啮合排肥齿轮反向啮合传动将肥料经齿槽从两侧连续交替排出,提高排肥流量均匀性,并通过试验检验其排肥性能。对反转啮合齿轮式排肥器排肥量和流量进行理论分析,确定对排肥量和流量的数学模型。为比较反转啮合齿轮式排肥器与外槽轮式排肥器排肥流量均匀性高低,在保持排肥器结构参数不变的情况下,设计单因素试验,选取硫酸钾为试验肥料,以排肥轮转速为试验因素,以排肥均匀性为试验指标,设计对比仿真试验,转速分别为30,45,60,75,90r·min-1。利用EDEM建立排肥器离散元仿真模型,进行仿真试验,采集试验数据并对采集数据进行统计分析。结果表明:反转啮合齿轮式排肥器排肥流量均匀性系数均值较外槽轮式排肥器提高32.0%,且方差分析结果显示排肥轮转速对反转啮合齿轮式排肥器排肥流量均匀性有极显著影响(p0.0001)。拟合反转啮合齿轮式排肥器排肥流量均匀性随转速变化规律方程,拟合方程相关系数R2=0.9754。随机选取转速为40,65,73,86r·min-1,对拟合方程进行验证试验,计算验证试验均匀性系数均值并与拟合方程结果进行对比,验证试验结果较拟合结果误差均小于2%。     

再生稻气力式肥料集排装置的设计与试验

针对再生稻传统追肥作业中施肥量不均匀、肥料利用率低等问题,设计了一种气力式肥料集排装置。对影响施肥性能的主要因素进行四元二次回归正交旋转中心组合试验,以各行排肥量一致性变异系数作为评价指标建立回归模型,研究进肥角度、进肥高度、波纹管长度及排肥轴转速对各行排肥量一致性的影响。结果表明,影响此气力式肥料集排装置各行排肥量一致性变异系数的主要因素顺序为排肥轴转速>进肥角度>波纹管长度>进肥高度。采用Design-Expert10.0软件进行优化分析得出最佳的参数组合：进肥角度54°、进肥高度216 mm、波纹管长度200 mm、排肥轴转速47 r·min^-1,此时各行排肥量一致性变异系数为1.71%,施肥均匀性较好,能够满足再生稻追肥要求。     

圆弧齿轮排肥器设计与仿真试验

针对外槽轮式排肥器存在排肥流量均匀性较差的问题,设计一种圆弧齿轮排肥器。对排肥轮结构进行理论分析,建立排肥量数学模型,并确定在结构参数不变的情况下,影响排肥器排肥量的工作参数。设计仿真试验,研究工作参数对圆弧齿轮排肥器排肥量的影响、对比圆弧齿轮排肥器与外槽轮式排肥器排肥流量均匀性高低;设计验证试验,检验仿真试验可靠性;结果表明:1)因调肥隔板与排肥轮间存在间隙,导致肥料堆积产生滑移现象,排肥器无法通过改变工作槽段长度对排肥量进行稳定调节,但排肥轮转速可线性改变排肥器排肥量,且排肥轮转速与排肥流量间存在线性关系;2)圆弧齿轮排肥器较外槽轮式排肥器排肥流量变异系数平均减小30.14%,排肥流量均匀性有了较大的提高;3)台架试验值与离散元仿真值相对误差值均小于2.5%,离散元仿真试验结果可靠。     

叠片式啮合圆弧齿轮排肥器设计与仿真试验

为达到稳定排肥、排肥流量可调控的目的，设计了改善排肥流量均匀性的叠片式啮合圆弧齿轮排肥器。通过对排肥器结构设计与理论分析确定影响叠片式啮合圆弧齿轮排肥器排肥量的主要因素为排肥器工作槽长与排肥轮转速。设计仿真试验研究排肥器排肥量随影响因素变化规律，对结果进行台架试验验证。结果表明：选取排肥量变化曲线拟合斜率表征排肥流量，发现排肥流量可调控且与工作槽段长度、排肥轮转速存在线性关系，线性拟合结果显示校正决定系数分别为0994、0990；试验值与仿真值相对误差值较小，仿真试验结果可靠；与外槽轮式排肥器相比变异系数平均减小65%，排肥流量均匀性有了较大的提高。该结果对排肥器的创新设计与理论研究提供了参考。     

基于离散元的施肥机肥料块破碎装置参数的优化

为解决2BF–02型玉米全膜双垄沟扎穴施肥机作业因肥料结块而排肥不顺的问题,设计了一种由箱体和辊轮组成的肥料块破碎装置。在离散元软件EDEM中建立肥料块离散元模型,按照3因素3水平正交试验方案对肥料块破碎装置工作过程进行虚拟试验。结果表明:影响肥料块破碎率的因素由大到小依次为辊轮间距、辊轮转速、辊轮齿数。当辊轮间距为6 mm、辊轮转速为150 r/min、辊轮齿数60个时,肥料块破碎率为98.8%(最高值)。对仿真结果进行试验验证,结果肥料块破碎率为94.4%。     

不同施肥处理对美国山核桃嫁接苗生长的影响

[目的]研究不同施肥处理对美国山核桃嫁接苗生长的影响。[方法]设置核桃专用肥、复合肥、尿素以及欧普基肥4种肥料17种不同施肥处理,研究不同施肥处理对其苗高、地径以及嫁接口粗度的影响。[结果]4种肥料各水平施肥后,均对嫁接口粗度和地径生长有促进作用,而核桃专用肥和复合肥仅在6 g/株施用量下对树高生长有促进作用。施用核桃专用肥6 g/株,尿素12 g/株,欧普基肥3g/株,复合肥6 g/株时对嫁接苗苗高、地径和嫁接口粗度生长的总体效果最好。[结论]合理施肥能够促进美国山核桃嫁接苗的生长。     

氮磷不同量比对玉米产量的影响

[目的]为提高玉米产量找到适宜的施肥方式提供参考.[方法]以玉米为试验材料,采用施肥比例试验和施肥量试验统一在同一试验中的研究方法,研究了氮磷不同量比对玉米产量的影响.[结果]在把土壤和作物结合起来考虑时,作物苗期土壤供肥存在特定施肥比例.在一定施肥水平范围内,随着氮磷施用量的增加,玉米产量增加,且存在特定的施肥比例.[结论]在平衡施肥中,除了氮磷施用量之外,氮磷之间有一个合适的施肥比例.     

不同施肥方式对紫甘薯生长发育及产量的影响

[目的]研究不同施用方式对紫甘薯生长发育及产量的影响。[方法]采用田间试验方法,研究腐殖酸活性肥、甘薯专用肥、氮磷钾复合肥对紫甘薯生产发育及产量的影响。[结果]与不施肥处理相比,3种施肥方式都可以增加分枝数、最长蔓长及蔓粗,促进紫甘薯地上部的长势,鲜薯产量增加54.8%~67.7%,薯干产量增加67.3%~78.6%,腐殖酸活性肥及甘薯专用肥均能显著提高紫甘薯的综合食用品质及花青素含量。[结论]对于鲜食型品种及花青素型品种建议施用腐殖酸活性肥及甘薯专用肥。     

不同施肥处理对红车轴草生长发育的影响

[目的]探讨不同肥料配施对红车轴草生长发育的影响。[方法]以从美国引进的红车轴草Agivasion为供试品种,在大田条件下设置不施肥、单施N、NP配施和NPK配施4个处理,研究不同施肥处理对红车轴草生长发育的影响。[结果]施肥促进了红车轴草的生长发育,如：株高增加,尤以NP配施的促进作用最大;促发分枝,以NPK配施的促进效应最好;促进根颈增粗,以NP配施、NPK配施的效应较好。施肥在0.01水平上极显著促进红车轴草的茎、叶干物质积累和单株产量增长,促进效应以NPK配施〉NP配施≈单施N〉〉CK,各施肥处理之间单株产量差异不显著。[结论]合理施肥可促进红车轴草的生长发育。     

滴灌施肥对辣椒产量和效益的影响

[目的]探讨滴灌施肥对辣椒辣椒产量和效益的影响。[方法]对大棚辣椒畦灌冲肥和滴灌施肥进行了比较试验。研究不同施肥量的滴灌施肥对辣椒产量、节水、节肥效果、大棚环境、肥料利用率、经济效益的影响。[结果]滴灌施肥条件下不同的施肥量对温室辣椒生长、产量和生理特征都应有一定的影响。畦灌冲肥存在肥料利用率低、浪费大、用工多等问题,采用滴灌施肥是一个较好的解决途径。[结论]该研究为辣椒水肥一体化肥料的合理施用提供参考。     

基于PID算法的变量施肥控制系统设计

本变量施肥自动控制系统,可实现由DGPS定位、GIS确定的地块施肥量,通过PID算法结合了单片机控制和农业机械,将自动控制理论贯穿于整个系统,实现了机电一体化。单片机AT89C51通过RS232接口将上位机的给定施肥量等级与反馈等级比较得到差值,单片机中的增量PID算法子程序改变占空比,从而调节输出控制电压调节电机的转速来改变无级变速器的传动比,来改变排肥轮的转速,调节施肥量。     

不同肥料运筹对夏玉米的生产效应

【研究目的】以高产夏玉米新品种鲁单9006为试验材料,研究了不同肥料运筹对夏玉米产量、籽粒品质和土壤性状的影响。【方法】大田试验结合室内分析试验比较分析了不同肥料运筹的生产效应。【结果】与施用普通化肥相比,施用包膜化学肥料特别是控释肥料在玉米增产、肥料利用效率与经济效益提高等方面的效果明显要好,并可部分地改善玉米籽粒品质和耕层土壤性状;不同肥料运筹的玉米生产效益分析结果表明:施用等养分量控释肥的经济效益显著高于普通化肥,减量控释肥施用的经济效益要优于全量控释肥,普通化肥一次施用优于分次施用。【结论】施用包膜化学肥料特别是控释肥料对夏玉米的生产效应明显好于施用普通化肥;在提高玉米产量的同时,减少肥料成本投入也是提高玉米生产效益的有效措施。     

紫云英与化肥配施对水稻植株生长及产量的影响

[目的]找出在相同紫云英翻压量下最佳水稻产量的最少化肥投入。[方法]采用田间试验方法研究在紫云英翻压量相同的情况下,配施不同化肥用量对水稻植株生长及产量的影响。[结果]在试验设计范围内,稻谷的产量并没有随化肥用量的增加而一直增加。该试验中施肥处理的产量与不施肥的处理差异达显著水平;而紫云英配施化肥处理的产量比仅施化肥的处理也显著提高。紫云英配施化肥的处理中,紫云英＋600kg/hm^2化肥处理的产量比其他3组处理（紫云英配施化肥750、450、300kg/hm^2水平）的产量又显著增加。[结论]翻压紫云英22500kg/hm^2与600kg/hm^2化肥配施是豫南稻区水稻生产的最佳处理。