油菜垄作精量联合直播机起垄装置设计与试验

【目的】针对长江中下游冬播油菜种植区降雨量充沛,机械直播作业厢面宽而不平易导致厢面积水发生渍害,影响油菜生长,为提高油菜直播成苗率并增加油菜生长透气透水透光,提出了油菜机械直播垄作的耕整方案,设计了一种油菜垄作精量联合直播机起垄装置,通过起垄作业减少厢面宽度,增加畦沟数量利于雨水及时排出.【方法】根据油菜种植开沟起垄、平土整形要求,确定了起垄犁的收土曲面、整形挡板及平整拖板的关键结构参数.【结果】基于EDEM仿真试验得出了机组作业速度、旋耕深度、整形挡板倾角对起垄装置作业的影响规律,确定了较优参数范围为:机具作业速度0.55～0.75 m/s,旋耕深度90～110 mm,整形挡板倾斜角44°.田间试验结果表明:在两种作业工况下,油菜垄作精量联合直播机起垄装置均能形成符合要求的稳定畦沟和垄型,平均垄宽544.2～587.3 mm,平均垄高203.3～212.7 mm,平均垄面平整度12.5～18.3 mm,畦沟沟宽302.3～338.9 mm,表明油菜垄作精量联合直播机起垄装置在起垄犁和平整拖板配合作业下,实现了开沟起垄、平土整形功能,且功耗测试表明,起垄装置作业功耗消耗较小,油菜直播机作业时增加起垄装置,未明显增加整机作业功耗.【结论】该研究为油菜垄作起垄装置设计和农机农艺结合提供参考.     

驱动犁翻与反转旋耕组合式油菜直播种床整理机设计与试验

针对稻-油轮作区秸秆茬高量大、土壤黏重板结且含水量波动大的作业工况,考虑单一功能耕作机械多次进地压实土壤且作业功耗大的生产实际问题,提出"犁组左翻埋茬、刀辊反转碎土、犁铧两侧开沟"的油菜种植种床整理工艺方案,并研制了一种驱动犁翻与反转旋耕组合式油菜直播种床整理机。该机主要由驱动圆盘犁组、反转旋耕刀辊、开畦沟前犁、开畦沟后犁、平土托板等部件组成,可实现厢面平整、种床细碎、秸秆还田、开沟作畦等功能,分析了各耕作部件的空间布局设计原则,确定了驱动圆盘犁组与反转旋耕刀辊的结构参数与工作参数。田间试验结果表明:该机作业后的种床耕深、畦沟沟深、畦沟沟宽、厢面平整度、种床碎土率以及秸秆埋覆率的均值分别为173.2 mm、190.2 mm、401.4 mm、11.6 mm、95.9%和90.2%,种床耕深稳定性系数、畦沟的沟深稳定性系数和沟宽稳定性系数的均值分别为85.6%、86.7%和84.6%,满足油菜机械化直播种床整理农艺要求。     

油菜联合直播机种床松旋装置设计与试验

针对冬油菜机械化播种时种床带土壤板结严重导致油菜产量下降的问题,开展油菜联合直播机种床松旋装置的设计与试验。研制一种实现种床带浅松作业的类深松铲,通过分析类深松铲触土刃口力学特性,确定其主要结构参数。基于提高种床带作业质量目的,以工作幅宽为2 000 mm的2BYM-6/8型油麦兼用精量联合直播机为试验平台,确定种床带为IT245旋耕刀片、非种床带为IT225旋耕刀片,以类深松铲为主要工作部件,类深松铲的布局以"前四后二"的排布方式开展田间试验。田间试验结果显示:浅松旋耕联合作业后,种床带浅松深度为229.4～239.4 mm,旋耕深度为124.8～139.2 mm,耕深稳定性达90%以上,厢面平整度为25.71～27.14 mm。田间试验作业效果达到设计要求,满足油菜播种农艺要求。     

2BFQ-4 型油菜精量联合直播机的研制

研制了一种与手扶拖拉机配套的2BFQ-4 型气力式油菜精量联合直播机。该机以正负气压组合式油菜 精量排种技术为核心、高度集成免耕开沟/种床旋耕灭茬、气力精量播种、施肥、覆土等机械化作业环节、可实现油菜 机械化精量联合直播作业、并能根据农艺要求进行播量调节。经检测、该机性能指标全部达到设计要求、有效实现了 农机与农艺的结合、综合效益明显、适应稻-油、棉-油种植的机械化油菜直播。     

犁旋组合式稻茬全量还田油菜直播种床整理机设计与试验

针对长江中下游地区稻茬田土壤黏重板结、地表秸秆量大且禁止焚烧导致油菜直播时机具易堵塞缠绕的难题,设计了一种犁翻埋茬、旋耕碎土、侧边作畦开沟的油菜直播种床整理机。该机主要由犁翻部件、旋耕部件及开畦沟部件组成,可实现秸秆全量还田、碎土平整及开畦沟功能;基于土垡运动规律确定了扣垡犁导曲线、直元线角及犁体尾翼长度等关键犁体曲面参数和犁体数量及距离等布局结构参数。田间试验显示：当机组前进速度由3.3 km/h增加至4.2 km/h时,整机牵引阻力增加了23.7%,功耗增加了57.2%。在旋耕深度相同作业条件下,当机组前进速度分别为3.3、4.2 km/h时,由于增加了犁翻部件,整机总功耗相比于单个旋耕机独立作业分别增加12.3%、20.7%,但有效提高了机组的通过性和整地的作业质量。与单个旋耕机相比,在2种工况下,整机的平均碎土率为92.8%,提高了2.6%,耕后地表平整度平均为11 mm,提高了39.0%,秸秆平均埋覆率为92.9%,提高了22.2%。试验表明,设计的整理机各项性能参数均满足油菜种植农艺要求。     

油菜基质块移栽机苗床带整备装置设计与试验

针对现有油菜基质块苗移栽机开沟装置作业存在沟宽稳定性差、沟底面平整度低、土壤扰动大等现象,导致立苗率低、覆土作业难度大等问题,基于船式开沟器腔体大以及芯铧式开沟器作业构建宽苗床、平沟底特点,结合类铧式曲面衔接过度,设计了一种适用于油菜基质块苗移栽机苗床构建的苗床带整备装置。建立了土壤与整备装置互作力学模型,确定了苗床带整备装置构建稳定苗床的主要结构参数。以整备装置作业速度、作业深度、类铧式曲面前端宽度、刃口角为因素,以土壤扰动量、沟宽变异系数为评价指标,利用EDEM开展四因素三水平二次正交组合仿真试验,试验结果显示：作业深度为41 mm、作业速度为0.52 m/s、类铧式曲面前端宽度为40 mm、刃口角为61o时土壤扰动量较小且沟宽变异系数较小;较优参数组合下台架试验得出土壤扰动量为13.01 cm²,沟宽变异系数8.52%。田间试验结果显示：安装在移栽单元上的苗床带整备装置相较船式开沟器的载苗基质块立苗率增加2.09百分点,沟宽变异系数减少13.3%,土壤扰动量减少20.9%,沟底面紧实度增加28.7%,满足油菜基质块苗机械移栽苗床构建要求。     

黄鹤2BFG-6型油菜免耕联合精量播种机

由华中农业大学和武汉黄鹤拖拉机制造有限公司（武汉市汉南区育才路199号电话027—84757812）联合研制的黄鹤2BFG-6型油菜免耕联合精量播种机．是一种适应于稻板田免耕直播油菜的农业机具．该机能一次完成开厢沟→灭茬→铲茬→整种床带→施肥→精量播种→覆土等工序，满足油菜免耕精量播种的农艺要求，实现农业保护性耕作技术和油菜生产全程机械化。     

基于经典力学的油菜直播机旋耕功耗分析与仿真

由湖南农业大学自主研发的2BYD–6型油菜直播机,采用T245型国标旋耕刀,左右弯刀各20把,以阿基米德螺线排布,旋转半径为0.287 5 m。基于经典力学,提出旋耕作业过程中切割土壤体积的计算方法以及其受力平衡方程,计算刀片在作业过程中的切土扭矩和抛土扭矩,建立了旋耕功耗的计算模型,分析了旋耕功耗与直播机运动参数的关系。旋耕功耗模型计算结果表明,旋耕刀作业过程中,水平方向受力随着刀轴转速和直播机前进速度的增大而增加,垂直方向受力变化较小,直播机前进速度分别为0.4、0.5、0.6 m/s时,旋耕功耗与刀轴转速呈线性关系,拟合方程分别为y=–4.481+0.101 6x、y=–4.947+0.109 0x、y=–4.466+0.113 0x。采用EDEM仿真模拟计算油菜直播机旋耕功耗,在前进速度分别为0.4、0.5、0.6 m/s,刀轴转速为100～160 r/min条件下,与功耗模型计算结果的误差为2.51%～6.69%。     

财政补贴的新型整地机械

1、1GSM-200双侧传动双轴旋耕灭茬起垄机 江苏省灌云县黄海机械有限公司制造。主要技术规格：配套动力44．1～58．8千瓦;作业幅宽200厘米;灭茬深度5～8厘米,旋耕深度10～18厘米;灭茬刀轴转速450转／分钟;旋耕刀轴转速220转／分钟;整机质量750公斤;生产效率2．55～13．05亩／小时。     

播种带浅旋式垄作保护性耕作技术

介绍了垄作保护性耕作技术模式的发展现状。通过分析计算垄形参数,并根据实际农艺情况,对播种带实行浅层旋耕处理玉米根茬的可行性进行了分析。作业过程中保留原垄,根据根茬在垄台的幅宽范围确定单垄旋耕幅宽约为10 cm,根据根茬的主根深度确定旋耕入土深度为7~8 cm,仅对垄台进行浅旋作业。探讨了播种带浅旋式垄作保护性耕作技术的实施效果及特点。     

基于辐射传输模型的FPARgreen与几种植被指数的关系研究

为了更好地分析不同植被指数与真实光合有效辐射吸收比例(FPAR_(green))的相关性,利用PROSPECT+SAIL模型对FPAR_(green)进行计算,同时模拟在植被指数类别、叶倾角分布和土壤背景反射率等不同输入参数条件下的多种常见植被指数,观察各植被指数与FPAR_(green)线性拟合精度,寻找最优的植被指数。结果表明,NDVI、SAVI和EVI都是反演FPAR_(green)较好的植被指数。     

正、反转旋耕不同耕作性能的比较

为分析和比较正转旋耕和反转旋耕的作业情况 ,进行了正、反转旋耕的对比试验 ,并对田间试验后的土壤进行了计算机扫描。结果表明 :对全耕层土壤的扫描分析 ,可以看到地表与下层土壤不同的碎土情况 ,能够比较真实地反映不同旋耕方式的实际作业效果 ;可以通过配备碎土挡草栅栏等附属装置来改善和提高旋耕机械的作业质量 ;带有碎土挡草栅栏的反转旋耕机的翻土和覆盖性能较好 ,旋耕后可获得良好的土壤耕作层     

正、反转旋耕刀性能分析及切土扭矩比较试验

通过建立适当的坐标系，把，正，反转旋耕刀的运动统一起来，用同一个方程表示，二只是在不同的切土范围内工作，用这种方法对正，反转旋耕刀的不同特性进行了分析比较，可知在同样结构参数和运动参数条件下，反转旋耕刀能以较低的转速获得较高的切削速度，对I S225，ⅡS225和T140三种正，反转旋耕刀进行了单刀切土扭矩对比试验，结果表明，在旋耕速度比值较大，切土角变化的影响较小时，反转旋耕刀的切土扭矩小于正转旋耕刀，但切土角对旋耕刀切土扭矩的影响很大，不适合的切土角会使旋耕刀切土扭矩大大增加。     

GBL—80型旋耕播种联合作业机的研制

本研究将旋耕机与播种机有机结合为一体,与泰山-12型拖拉机配套,一个行程可同时完成耕、耙、播等多项作业,与传统的分别作业法相比,具有缩短工序间隔和作业周期,劳动生产率高,节能,保墒等优点。     

土壤深耕对冬小麦根系在土壤剖面分布的影响

随着耕作种植制度的改变,旋耕已成为中国北方冬小麦生产的主要耕作整地方式。常年以旋代耕,使耕层下面形成了一个比较坚硬的犁底层,影响作物根系发育、下扎,最终造成作物减产。对河北省曲周县的曲周县-中国农业大学"双高"基地2个采用不同耕作方式(旋耕和深耕)的麦田中0～100 cm土壤剖面小麦根系分布状况进行研究,结果表明:深耕田小麦根系数量较旋耕田块高76.6%,深耕田块耕层以下土壤剖面(15～100 cm)中根系数量是旋耕田的1.22倍。     

油菜种床整备开畦沟仿靴形锐角开沟犁设计与试验

针对长江中下游土壤黏重板结、含水率波动大及前茬水稻秸秆留存量大的复杂工况和油菜种植需开畦沟的生产要求,研制了油菜机械直播种床整备开畦沟仿靴形锐角开沟犁。选择平滑抛物线作为滑切刃口曲线,开展仿靴形锐角开沟犁三面楔建模和犁体与土壤相互作用动力学分析,确定滑切刃口曲线的滑切角范围为23°～67°、犁体入土角为30°、犁尖张角为60°,挡土板的长度为400 mm,翼板倾角为40°～79.2°。田间试验表明,仿靴形锐角开沟犁可开出沟宽为200～400 mm、沟深为175～250 mm的梯形沟,沟宽及沟深稳定性均达90%以上,且翼板倾角为46°、开沟深度为183 mm、作业速度为0.6 m/s时,开沟作业效果满足油菜种植农艺要求。     

1ZML-210深松型联合整地机的研制

为了解决传统联合整地机不能完成超深松的问题,在研究分析传统联合整地机的基础上,研制出可与大马力拖拉机配套的新型耕整地机具1ZML-210深松型联合整地机。该机具在灭茬刀轴和旋耕刀轴中间增加一组超深松装置。从而可以打破犁底层,提高土壤透气、透水性能,提高土壤抵抗自然灾害能力。该机具一次作业能够完成垄上灭茬、深松、旋耕、起...     

基于离散元法的旋埋刀辊功率分配特性研究

旋埋刀辊作业功率是研究旋埋机理、优化刀辊结构的重要指标，研究旋埋刀辊各部件间功率分配特性可分析旋埋刀辊作业功率组成。通过土槽试验对离散元法仿真的土壤颗粒模型输入参数进行标定，对比不同接触模型在旋埋刀辊作业过程仿真中效果，并对不同工作条件下旋埋刀辊的功率分配特性进行单因素试验。结果表明：Hertz- Mindlin接触模型和Hertz-Mindlin with Bonding接触模型中对刀辊扭矩较为敏感的输入参数为土壤-土壤滚动摩擦系数和粘结刚度，验证试验显示上述输入参数标定的平均误差小于6.5%；对比两种接触模型的仿真效果，Hertz-Mindlin with Bonding接触模型因引入额外粘结力，与实测值平均误差仅为0.7%，更适合对黏土进行仿真；旋埋刀辊作业功率超过一半来自螺旋横刀，不同工作条件下螺旋横刀功率均占刀辊总功率60%左右，且受前进速度、刀辊转速和耕深影响更大；由旋埋刀辊功率分配特性可知，螺旋横刀对刀辊总功率影响较大，应作为旋埋刀辊减阻降耗研究的重点。     

深旋松耕作法对华北缺水区壤质黏潮土物理性状及作物生长的影响

【目的】针对华北高产农区连年旋耕导致耕层变浅、犁底层变厚变硬、耕层生产能力下降的问题,探讨深旋松耕作法在华北地区作物生产上的可行性。【方法】在河北吴桥地区设置了4种耕作处理,即传统旋耕15 cm、间隔深松耕30 cm、深旋松耕30 cm、深旋松耕50 cm,研究大田条件下不同耕作方法对土壤性质与作物产量的影响。【结果】（1）不同耕作处理对土壤蓄水量的影响较大,深旋松耕处理表现出利于降水入渗、储蓄更多水分的优势,并且越是干旱的时段,表现越突出。在冬小麦返青期深旋松耕处理土壤蓄水量均极显著高于旋耕处理和间隔深松处理,其中深旋松耕50 cm处理的0—50 cm土层土壤蓄水量分别比旋耕处理和间隔深松处理增加11.69 mm和10.56 mm,提高12.21%和10.90%。（2）不同耕作方法对土壤容重影响很大,耕作一年半之后,深旋松耕两个处理在0—30 cm土层容重显著低于深松和旋耕两个处理,其中深旋松耕30 cm在20—30 cm土层容重分别比深松和旋耕低了13.67%和13.99%,深旋松耕50 cm在20—30 cm土层分别比深松和旋耕低了14.20%和14.51%,30—50 cm土层深旋松耕50 cm土层依然显著低于其他处理,其中,40—50 cm土层分别比深松和旋耕低了22.66%和22.80%,深松处理在冬小麦播前略低于旋耕处理,之后的时期则与旋耕处理间几乎没有差异。（3）耕作方式的不同对土壤性质有影响,并进而影响作物群体LAI、干物质积累和灌浆速率以及产量的形成,对冬小麦季影响最为显著,其中冬小麦花期深旋松耕50 cm处理的群体LAI分别比旋耕处理和间隔深松处理提高51.98%和39.22%,干物质积累量分别比旋耕和间隔深松处理提高26.78%和16.92%,冬小麦灌浆30 d时深旋松耕50 cm分别比深松和旋耕的籽粒干重提高10.37%和11.40%。（4）所有耕作处理中,深旋松耕土壤耕作处理的作物产量显著高于深松耕作和旋耕耕作,其中耕作一年半后夏玉米季深旋松耕50 cm处理产量达到了13 822.68 kg•hm-2,深旋松耕30 cm处理产量也达到了13 127.87 kg•hm-2,均显著高于旋耕处理,对比旋耕处理分别增产38.19%、31.24%。【结论】考虑生态经济等因素的综合考虑,深旋松耕30 cm处理为最适合华北缺水区的耕作方法。