油菜脱出物双向切流喂入式旋风分离清选装置的设计与试验

为满足小型油菜联合收获机清选要求，创新设计了一种油菜脱出物双向切入式旋风分离清选装置。对其圆筒筛、双向输送绞龙、双向切入式旋风分离筒、吸杂风机等关键部件进行了结构设计和参数确定，试制了样机并实施了室内台架试验。选取对清选性能影响较大的喂入量、抛料板转速、吸杂风机转速为因素，籽粒清洁率与损失率为评价指标开展单因素试验，以探明喂入量、抛料板转速和吸杂风机转速的较优范围；在此基础上开展了正交试验以寻求喂入量、抛料板转速、吸杂风机转速的优化参数组合。单因素试验结果表明，在喂入量不超过0.07 kg·s^-1、抛料板转速为600～800 r·min^-1、吸杂风机转速为1 600～1 800 r·min^-1时，籽粒清洁率≥94%,清选损失率≤8%。正交试验结果表明，影响清选性能的主次因素依次为：吸杂风机转速、喂入量、抛料板转速，优化参数组合为喂入量0.06 kg·s^-1、抛料板转速700 r·min^-1、吸杂风机转速1 800 r·min^-1,对应的籽粒清洁率为97.1...     

巴旦木壳仁物料及空气动力学特性分析

【目的】研究巴旦木破壳后壳仁物料的物理特性以及空气动力学特性,为巴旦木壳仁分离装置研发奠定基础。【方法】选择2个巴旦木品种莎车3号和莎车18号,对比物料特性,分析2个巴旦木在壳仁外形尺寸、摩擦角、物料成分、密度以及悬浮速度等区别和特点。【结果】2品种壳仁物料外形尺寸、物料成分占比差异不大,数据比较接近,莎车18号的摩擦角和密度都略大于莎车3号。莎车18号的大壳、中壳、小壳和仁悬浮速度均值依次为10.42、9.11、8.54和13.88 m/s,莎车3号的悬浮速度均值依次为10.03、8.82、8.15和13.50 m/s。【结论】2个巴旦木品种物料及空气动力学特性存在差异,莎车18号所有物料成分的悬浮速度均大于莎车3号。     

几种不同巴旦木花粉生活力及柱头可授性比较分析

【目的】 研究巴旦木花粉生活力,比较分析柱头可授性,为巴旦木人工授粉及相关研究和巴旦木良种选育提供理论依据。【方法】 以6个国内外巴旦木品种为材料,采用I₂-KI染色法、离体萌发法法测定不同开花天数的巴旦木花粉活力的变化;用联苯胺-过氧化氢法测定巴旦木各品种的柱头可授性。【结果】 2种方法测定的花粉活力最大的为米星,最小的为麻壳;石头、尖嘴黄、鹰嘴的雌蕊在花开放后第2 d花柱长度达到最大且具有较强的可授性,米星、布特、麻壳的雌蕊在花开放第3 d花柱长度达到最大且具有较强的可授性。【结论】 采集花后第2 d的花粉对花后第2 d的石头、尖嘴黄、鹰嘴和第3 d的米星、布特、麻壳柱头进行人工授粉。     

核桃物料空气动力学特性与风选分离装置试验

【目的】为了提高核桃分离装置的清选性能,研究核桃物料空气动力学特性,本研究设计了一种核桃风选分离装置.【方法】以新新2核桃为试验对象,首先对正常核桃与空瘪核桃的空气动力学特性进行理论分析,获得其悬浮速度,然后设计了核桃风选分离装置,并对风机进行选型计算,确定风机型号和转速范围,最终对该装置进行正交试验,确定其较优参数组合,并进行试验验证,验证其工作性能.【结果】通过采用理论分析与试验验证相结合的方式,得到正常核桃与空瘪核桃的悬浮速度分别为28.72、23.26 m/s,确定风机型号为2.5A-CF(A),取风机转速范围为2 400～3 400 r/min;试制物理装置,并进行正交试验,获得该装置的较优参数组合:风机转速2 900 r/min、调风板倾角80°、喂入量900 kg/h,试验验证结果表明该装置的核桃清选率为98.95%,损失率为1.24%.【结论】该装置有效地提高了核桃清选率,降低了损失率,具备良好的清选性能,可为研制核桃分离装置提供理论参考.     

小麦育种单穗电动脱粒机设计与试验

【目的】针对小麦育种单穗收获、采样工作量大、田间实时采样不便等问题,设计了一款便携式的小麦育种单穗电动脱粒机。【方法】单穗脱粒机采用了脱粒板和清选风机同轴、U型清选风道、清选风量调节可调的结构设计。确定了脱粒板结构、脱粒板转速,清选风机直径、叶片数及风机风速等参数。通过计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)对最小进口风速5 m·s^-1、最大进口风速10 m·s^-1分别进行清选性能试验。由仿真可知清选区风速均小于小麦籽粒的悬浮速度,大于杂余的悬浮速度,都能够达到小麦清选的要求。利用离散元法(distinct element method,DEM),采用多尺度颗粒聚合的方法建立可脱粒小麦植株模型;通过仿真试验,分析小麦籽粒在脱粒机内的速度和位移随时间的变化规律,对滞种问题进行分析。【结果】为研究脱粒滚筒转速、喂入量、凹板筛间隙对脱粒机滞种的影响,设计3因素3水平正交试验,极差分析法结果表明,各因素于滞种率主次顺序依次为脱粒滚筒转速>喂入量>凹板筛间隙,其中滞种率最小的工作参数组合是滚筒转速为1...     

滚筒刷式巴旦木脱青皮机的设计与试验

【目的】设计滚筒刷式巴旦木脱青皮机并进行样机试制和试验，为巴旦木初加工设备的研发提供参考。【方法】对青皮巴旦木和硬壳巴旦木果实物料特征参数进行测量，并使用Origin进行绘图，利用Solidworks软件对滚筒刷式巴旦木脱青皮机进行了整机及关键部件设计，根据结构参数和工作需求，选用主轴转速、间隙（钢刷与栅条滚筒底部距离）和喂入速度为试验因素，以脱净率和破损率为试验指标进行三因素三水平响应面试验，并以寻优圆整值进行试验验证。【结果】物料特征参数统计显示，青皮巴旦木长度均值为36.5 mm，宽度均值为28.0 mm，厚度均值为22.5 mm；硬壳巴旦木果实长度均值约为33.5 mm，宽度均值为23.5 mm，厚度均值为15.5 mm。滚筒刷式巴旦木脱青皮机的最佳作业参数为主轴转速307.5 r/min，间隙20.1 mm，喂入速度811.5 kg/h，理论脱净率为96.00%，破损率为2.28%。利用圆整值（主轴转速310 r/min,间隙20 mm，喂入速度810 kg/h）对2种巴旦木进行脱青皮验证试验，实测脱净率分别为96.32%和95.86%，破损率分别为2.42%和3.34%。两种巴旦木的脱净率均大于95%，破损率均小于4%，二者的破损率和脱净率差值均不足1%。【结论】所设计的滚筒刷式巴旦木脱青皮机符合中厚壳巴旦木脱皮作业的工作需求。     

不同果树间作对花生生育动态及产量的影响

【目的】 研究花生在不同间作果树下的开花结实、生长规律及产量状况。【方法】 以花育25号、花育33号、山花7号、山花9号为参试材料,分析花生在枣树、巴旦木2种果树下的开花结实、干物质积累、产量性状等指标。【结果】 (1)不同果树间作下花生主要开花时间在第10~27 d,枣树间作较巴旦木间作花生总开花量多;(2)红枣间作下花生根、茎、叶干重积累更快,幼苗期2种间作果树下花生营养生长表现一致,随生育期的进展,营养体与生育体比值(V/R)发生变化,苗期最大后逐渐减小;(3)同一果树间作下,不同花生品种间的主茎高、侧枝长差异显著,花育22号、花育33号较山花7号、山花9号更强壮;(4)枣树间作下花生单株结果数、单株产量较巴旦木间作高。【结论】 红枣适宜间作品种为花育22号,巴旦木适宜间作品种为花育22号、花育33号,红枣更适宜与花生间作。     

4LZ–4.0大豆联合收割机清选装置参数优化及脱出物分布试验

为解决4LZ–4.0大豆联合收割机清选装置清选过程含杂率和损失率偏高的问题,选取鱼鳞筛角度(17.1°、27.1°、37.1°)、风机转速(969、1090、1212 r/min)和喂入量(2.0、2.5、3.0 kg/s)设计了三因素三水平响应面试验,测试清选装置损失率和含杂率,筛选最优清选参数组合。结果表明：清选参数最优组合为鱼鳞筛角度26.8°、风机转速1075 r/min、喂入量2.3 kg/s,最优组合下的损失率与含杂率分别为0.18%和2.07%,对比优化前分别降低了0.26%与0.44%;收割机清选装置效果最优时,大豆脱出物在沿清选筛纵向质量占比从29.88%减少到6.34%,沿清选筛横向质量占比分布先从27.51%减小到7.88%,再增加到18.96%,呈“前面多后面少,两边多中间少”近似“Y”状分布。     

小型油菜联合收获机双风道气流清选装置的设计与试验

针对油菜收获脱粒清选中损失率与含杂率较高的现状,设计了一种配套小型油菜联合收获机的双风道气流清选装置,主要由圆盘分选筛、斜面集料器、清选筒、离心风机等组成。利用圆盘筛旋转产生的离心力作用对油菜脱出物进行初次筛分,分选得到的籽粒与小杂余的混合物,由斜面集料器收集滑入清选筒内,离心风机的运转使清选筒内产生负压气流,形成双向风道气流,对籽粒进行二次清选。基于流体动力学基本方程进行了双风道气流清选参数设计,利用ANSYS进行清选流场数值仿真分析,在自制试验台架进行了多因素正交试验。将油菜脱出物含杂率、清选筛转速和离心风机转速作为主要因素,通过单因素试验与正交试验,用清洁率与损失率对选定因素进行分析,得到最优清选方案。理论分析、数值模拟与试验结果基本吻合。结果表明:在喂入量为0.1 kg/s时,对于含杂率为15%的油菜脱出物,清选筛转速为50～80 r/min、离心风机转速为1 700～1 900 r/min时,清洁率为95.0%～98.5%,清选性能较好;含杂率为5%、清选筛转速为60 r/min、离心风机转速为1 800 r/min时,清选性能最优,清洁率达98.2%,含杂率小于4.2%。     

小喂入量大豆收割机纵轴流脱粒装置参数优化

【目的】为解决我国西南丘陵地区大型收割机具通过性差,横轴流式收割机脱粒损失率大的问题.【方法】利用小喂入量纵轴流脱粒装置试验台,以籽粒破碎率、损失率和含杂率为试验指标,进行了滚筒转速、导向板升角和筛孔尺寸的单因素试验,初步确定了正交试验水平.在此基础上,进行了滚筒转速、导向板升角和筛孔尺寸三因素正交试验和滚筒转速、导向板升角两因素回归试验.【结果】当滚筒转速为460r/min,导向板升角为11°,筛孔尺寸为22mm×25mm时,该脱粒装置脱粒分离性能较优,破碎率为1.81%、含杂率为25.02%、损失率为0.52%.【结论】研究结果为小喂入量大豆收割机纵轴流脱粒装置的设计与优化提供参考.     

扁桃种质资源坚果数量性状遗传多样性和概率分级

【目的】研究新疆地区扁桃种质资源坚果主要数量性状遗传多样性,并对其进行概率分级,为新疆扁桃遗传改良和优质新品种选育提供参考依据。【方法】以收集90份新疆地区种质资源为研究对象,测定坚果单果重、坚果纵径、坚果横径、坚果侧径、坚果果形指数、果壳厚度、果仁单仁重、果仁纵径、果仁横径、果仁侧径、果仁果形指数、出仁率12个数量性状。【结果】(1)90份新疆扁桃种质资源12个数量性状的变异系数均在10%以上,其中坚果单果重、果壳厚度、单仁重和出仁率4个与扁桃经济性状密切相关的指标变异系数分别达到了45.16%、48.14%、33.20%和36.02%。(2)90份新疆地区扁桃种质资源12数量性状符合正态分布,按照概率统计法分为5级。(3)扁桃数量性状之间是相互制约和相互影响的关系,其中坚果单果重、果仁单仁重、果壳厚度、出仁率4个性状相互间呈极显著相关关系。【结论】新疆地区扁桃种质资源遗传多样性丰富,概率分级符合种质特征。     

不同枣品种含仁率及其育性

【目的】枣树含仁率的高低是影响杂交育种进程的因素之一,选出适宜的母本,加快枣树杂交育种进程。【方法】2016~2018年,以41个枣品种为试材,研究其含仁率、瘪仁率、可育率和双仁率的变化规律,并与原产地及山东地区的8个枣品种含仁率进行比较。【结果】枣品种间的含仁率、瘪仁率、可育率、双仁率差异较大,其含仁率在0~143.33%,瘪仁率在0~60%,可育率在0~140%,双仁率在0~43.33%;2016年可育率的变异系数比2017年和2018年可育率变异系数大;相关性分析,可知含仁率越高,可育率和双仁率越高。其中对8个枣品种含仁率与山东地区相比发现75%的品种较山东地区增加了1.11%~56.42%。北碚小枣、蜂蜜罐、伏脆蜜、疙瘩脆、核桃纹、衡阳珍珠、红大一号、乐金4号、临县水团枣、鲁枣10号、鲁枣1号、鲁枣4号、鲁枣5号、鲁枣9号、露脆枣、乳脆蜜、相枣、鸭食、圆铃2号19个枣品种的含仁率、可育率高,瘪仁率低,适宜选作杂交母本。【结论】枣品种间的含仁率差异较大,同时不同产地、年份对枣品种的含仁率也有一定的影响。在杂交育种的过程中可根据育种目标选择含仁率、可育率高,瘪仁率低的品种作杂交母本。     

基于机器视觉的核桃仁动态分级研究

【目的】基于机器视觉技术研究出一种适合新疆核桃仁动态分级处理的方法。【方法】利用实时采集且已经完成图像预处理的样品核桃图像得到核桃仁特征集合,运用mRMR特征选择算法筛选原始特征集并对特征的重要性进行排列,通过对支持向量机、决策树和朴素贝叶斯三种机器学习算法进行模型训练和测试,得出最佳分级方法,设计核桃仁自动追踪方法和动态分级流程,构建的核桃仁自动分级系统。【结果】在使用特征bin19、K₁和bin15训练朴素贝叶斯分类器时,核桃仁的分级正确率达到最大为97.33%,在动态条件下运用构建的核桃仁自动分级系统对150个核桃仁进行分级测试,正确率为81.33%。【结论】基于机器视觉研究出的核桃仁特征提取与分级方法、核桃仁动态分级处理动作方法,可以有效完成对核桃颜色和完整度的分级。     

扁桃果实发育过程内果皮中糖及木质素含量变化规律

【目的】 研究内果皮发育过程中木质素、糖含量的变化对内果皮木质化的影响,为优良扁桃品种选育奠定理论基础。【方法】 以薄壳纸皮和厚壳长石头扁桃为主要试材,测定扁桃果实内果皮在整个发育时期的糖含量,分析其糖含量的变化情况;用巯基乙酸法测定内果皮木质素含量,分析其木质素沉积的进程。【结果】 在扁桃果实的发育过程中,纸皮和长石头内果皮中的淀粉、可溶性糖含量均为先积累随后下降,而纸皮和长石头中还原性糖含量均呈现下降趋势,纸皮和长石头扁桃淀粉、还原性糖在花后40 d达到高峰,纸皮可溶性糖在花后40 d达到高峰,长石头可溶性糖在花后55 d达到高峰。长石头后期淀粉和还原性糖含量下降速度快于纸皮。长石头扁桃花后40 d,内果皮木质素含量开始迅速积累,纸皮扁桃花后55 d,内果皮木质素含量迅速积累。【结论】 扁桃内果皮厚度与木质素、纤维素积累量呈正相关,扁桃内果皮的形成是果实内高水平糖类物质积累与代谢作为前体物质,并引起木质素的大量积累,导致内果皮木质化和加厚。     

平欧杂种榛果实生长动态与品质分析

【目的】研究平欧杂种榛果实发育动态,为大果榛子在新疆的栽培提供理论依据。【方法】以平欧杂种榛达维、玉坠、平欧110号、平欧15号、辽榛3号5个品种为材料,对其果实发育过程中的三径、单果质量(鲜果重和单果重)、果仁三径、果仁质量、果壳厚度、果腔系数进行测定,评价不同品种果实的发育特点及品质差异。【结果】榛子单果三径、干果质量和果仁三径表现为逐渐增加趋势,8月19日果实成熟,果实鲜重6月10日前增长缓慢,6月10日~7月10日快速增长,之后变慢。达维和平欧110号的单果大,与其他品种有明显差异。平欧110号的果腔系数为0.70,果壳厚为1.71,达维和玉坠果腔系数分别为0.78和0.81,果壳厚分为1.62和1.48,果仁饱满,壳薄。【结论】果实的三径和干果质量呈单“S”形生长曲线,鲜果质量则呈“慢-快-慢”的生长趋势。5个品种以 平欧110号单果最大,达维其次,达维果仁较饱满,果壳较薄,品质最好。     

核桃主栽品种新新2和温185光合特性与其品质和产量的关系

【目的】 研究核桃光合特性与其品质和产量的关系。【方法】 以新疆优良核桃品种新新2和温185为材料,对照分析2个品种的光合作用及其叶绿素荧光特性,与其果实品质和产量的关系。【结果】 温185和新新2光合速率与量子效率没有显著差异,这与2个品种单株产量和单产一致。2个品种在出仁率上有显著差异,即温185出仁率显著高于新新2,温185呼吸速率也显著高于新新2,出仁率可能与其代谢特性有关。总叶绿素含量之间无显著差异,而温185的叶绿素a/b值和类胡萝卜素含量均极显著高于新新2。【结论】 温185和新新2的产量与其光合特性有关,而其品质与其它代谢有关。温185比新新2具有更强的光保护能力。     

扁桃-冬小麦间作模式下树体结构、光环境和小麦产量间的相关性

【目的】研究果粮间作模式下,扁桃树体结构指标与间作区域光环境指标、光环境指标与间作冬小麦产量构成指标的相关关系,为新疆南疆果粮间作模式下冬小麦产量的预估、高光效树形的选择和优化提供理论依据。【方法】以扁桃-冬小麦(新冬20号)间作模式为研究对象,测定不同树形树体结构指标、间作区域光环境指标和小麦产量构成指标;分析产量指标与光环境指标的相关性、树体结构指标与间作区域光环境指标的相关性、树体结构指标与扁桃负载量的相关性。【结果】新疆南疆地区扁桃-冬小麦间作模式下,小麦单位面积有效穗数、穗粒数和千粒重分别与拔节期、扬花期和灌浆期PAR强度呈极显著正相关关系;小麦千粒重和单穗粒重与灌浆期日平均光照强度、及400~1 400 μmol/(m²·s)PAR持续时长呈极显著正相关关系;树体负载量与树冠体积、树冠投影面积和平均冠幅等指标呈极显著正相关关系;冠高与树体西侧冠下株间区光照指标显著相关,冠幅对树体西侧冠下株间区和远冠区2个区域光照指标显著相关。【结论】灌浆期400~1 400 μmol/(m²·s) PAR的持续时长和冠幅可以作为新疆南疆地区果粮间作模式下,小麦产量预估、评级及高光效树形筛选的主要评价指标。     

连续式杏果切分去核机的设计与试验

【目的】 设计一款连续式杏果切分去核机,使其达到产量在600 kg/h之上,损失率5%以下,为提高鲜杏加工效率、减少果肉损失和提高生产率等提供参考。【方法】 采用理论分析与前期试验,确定样机结构以及工作参数要求,进行样机试验。【结果】 鲜杏切分去核设备去核率≥95%,杏肉损失率≤3.5%,生产率达638 kg/h。【结论】 连续式杏果去核机实现了自动上料,有效去核和减少果肉损失。