基于ZigBee的液肥变量深施系统设计与试验

为了提高液肥深施效率,设计了一种基于ZigBee的液肥变量深施系统.该系统采用远程电脑终端与STM32F103RET6控制器同步结合实现液肥输出监测与控制:监控液肥水位值的同时利用流量传感器采集当前流量值,并通过ZigBee无线通讯协议传输数据;根据流量预设值,利用增量式PID算法动态调整变频器频率,最终使试验系统能够精确控制液肥流量输出.在试验系统的基础上,通过液肥深施试验以探讨施肥深度、变频器频率、注肥压力、系统用泵的回水开度等参数对流量精确控制的影响,并利用试验数据建立精准控制流量的数学模型.果园试验结果表明,液肥变量深施系统整机施肥精度最高可达99.52%,单次施肥的液肥损耗量最大值为0.22 L/min;在改变施肥深度的情况下,系统液肥输出流量的最大差值为0.15 L/min,变频器频率的最大差值为0.79 Hz.在改变回水开度的情况下,确定了试验中系统的最佳工作参数,即回水开度在40%时,系统工作最为稳定,流量输出误差小,液肥损耗量少.     

深施型液肥对靶点施装置设计与试验

针对液肥穴深施机具存在施肥位置不准确等问题,结合机械结构设计和自动控制技术,设计了一种深施型液肥对靶点施装置,该装置包括液肥深施开沟器和液肥对靶点施控制系统。设计液肥深施开沟器,构建了开沟器与土壤间力学接触模型和土粒质点运动学模型,确定了开沟器结构参数,解析了扰土和回土原理,应用EDEM软件建立开沟器-土壤离散元仿真模型,验证了液肥深施开沟器结构可行性。以单片机为核心开发一种液肥对靶点施系统,光电传感器感知作物植株位置,测速模块实时监测装置作业速度,单片机结合作物植株位置信息和作业速度控制电磁阀启闭,实现液肥对靶点施作业。通过田间试验验证了装置作业性能,在作业速度为0.4～1.0m/s时,平均回土深度52.8mm,平均对靶率84.03%,装置回土性能和对靶喷肥性能稳定,满足液肥深施农艺要求。     

SYJ-3深施型斜置式液肥穴施肥机设计与试验

针对深施型液肥穴施肥机存在损伤作物、穴口宽度大和喷肥效率低等问题，设计了一种深施型斜置式液肥穴施肥机。基于斜置式扎穴和参数反求求解设计思想，借助人机交互平台，设计关键部件扎穴机构，优化了机构的结构与工作参数，分析了喷肥针进肥接口运动轨迹。根据喷肥针入土、出土喷肥技术特点，运用差动轮系传动和空间凸轮机构的组合传动形式，设计了关键部件液肥分配机构，减少了输肥管路复杂的连接配置，构建了出肥软管接口运动模型，解析了满足于进肥软管接口协同运动机理。进行了深施型斜置式液肥穴施肥机田间性能检测试验，结果表明，该机扎穴性能优越，肥料喷射均匀，对作物的机械损伤小，穴口宽度、作物损伤率、施肥量和施肥深度分别为45.0mm、0.3%、28.5mL/次和102mm，各项指标与前期设计差异较小，且符合农艺要求。     

SYJ-2型液肥变量施肥机设计与试验

变量施肥技术是精准农业的重要组成部分,依据农业生产要求设计了与轮式拖拉机配套的SYJ-2型三点悬挂式液肥变量施肥机。以单片机作为核心处理器,以电磁比例调节阀为执行部件,设计编写了液肥变量控制系统以及与硬件配套的上位机软件,用于采集数据与发送命令;关键部件内腔式旋转扎穴机构采用5个全等椭圆齿轮传动,液肥在内腔流动,在减少外部连接软管的同时,防止了管路缠绕;液肥分配器的功能是适时开启和关闭,实现液肥的不连续射出,进而完成穴施作业;同时对内腔式旋转扎穴机构和液肥分配器进行了结构设计。田间试验结果表明,施肥深度为地表12~15 cm,施肥精度为99.1%,满足液态变量施肥作业要求。     

深施型液态施肥装置的设计与试

在分析液态肥深施特点的基础上,针对深施过程中人工开沟、覆埋难度大的问题,设计了一种可深施液态肥的装置.对此装置的施肥性能进行了二次旋转正交试验,利用Design-Expert 6.0.1软件分析,获得了液泵压力、喷口直径、土槽台车前进速度和截止阀开度之间交互作用对施肥损失率的影响.最终确定了液态施肥装置的最佳工作参数为:液泵压力0.2MPa、喷肥针喷口直径3mm、土槽台车前进速度0.975m/s和截止阀开度60%,此时施肥损失率为2.8%.根据最佳工作参数进行了验证试验,结果表明最佳工作参数组合得到的施肥量能满足设计要求,且施肥损失率最小.     

云贵山区烤烟移栽施肥-均肥器的研制

针对云贵山区特殊地形下烤烟种植的深施基肥中,传统的手工施肥与均肥作业存在施肥不均、劳动强度大、生产效率较低等不足和大型农业机械设备的应用受地形限制的弊端,研制一台集施肥与均肥作业于一体的小型农业机械设备.该设备主要由精量施肥装置和混合拌匀装置两大部分组成,具有结构简单、易于操作和工作性能可靠等优点,能满足特殊地形下的施肥与均肥作业要求.     

深施型液态肥变量施肥控制系统

以深施型液态施肥机为依托,采用单片机作为核心处理器,以电磁比例调节阀为执行部件,设计了深施型液态变量施肥控制系统.设计了与硬件配套的上位机软件,用于采集数据与发送命令.喷肥针施肥量控制误差台架试验结果表明,该系统可实现深施型液态变量施肥,施肥误差不超过0.5 mL/次,满足液态变量施肥作业要求.     

2F—50型液肥深施器

２Ｆ—５０型液肥深施器三台县农民技术员刘文龙发明的２Ｆ—５０型液肥深施器（又名土壤注射器），已于１９８９年获得国家专利。并批量生产，已在省内外推广８万多台套。该液肥深施器与１６型背负式喷雾器配套使用，适用于地膜作物、密植作物、玉米、棉花、烤烟、蔬菜等...     

化肥深施技术在青海的推广

<正>我省的化肥施用,由于施肥技术和手段落后,平均利用率在25%左右.如果能把化肥利用率提高10%,则全省可节约化肥2.86多万吨.因此,广泛推广以化肥深施为重点的节本增效工程技术.已成为我省农业生产中的当务之急.一、化肥深施技术在我省示范推广效果化肥深施技术分机械深施和手工深施两种方法.主要是指耕翻、播种和作物生长中期将化肥按农艺要求的种类、数量和化肥位置效应,施于土壤表层以下一定的深度(一般6—10厘米).其主要内容:一是深施底肥.在耕翻地时用施肥整地机械或犁上附加施肥装置,将化肥深施到土层中,达到深施的目的;二是播种时同时深施化肥.即在进行播种作业时利用配有开沟和施肥装置的机引播种机同时完成播种、施肥、覆土,镇压作业.使化肥施于种子下方或侧下方位置,与种子之间保持有3—4厘米厚度的土壤     

一种电学控制特性下的变量施肥装置研究

以单片机为基础，设计一种电学控制的变量施肥控制系统装置。工作时，通过系统通信总线接收上位机指令信息和地理环境数据，单片机生成实时指令，对变量施肥装置电液比例系统执行机构进行控制，并对农田中不同位置进行变量施肥控制。系统试验表明：装置进行变量施肥过程中，能够对施肥量进行精准可靠控制，施肥作业过程具有较高的可靠性，施肥控制精度误差小于4%。     

烟用自走式起垄定点施肥装置设计及试验

根据贵州烤烟种植农艺要求,设计了一种烟用自走式起垄定点施肥机。介绍了烟用自走式起垄定点施肥机的总体结构及垄成型、定点施肥、肥料标记的设计原理。采用凸轮机构,实现了施肥与标记过程的结合,能有效地将肥料均匀深施在土壤中,并将施肥点进行了标记。田间试验表明:连续条施肥方式肥料浪费率约60%,而定点施肥减少了肥料浪费;肥料标记点与施肥点的试验误差平均值在4.23cm;垄型结构饱满,满足烤烟种植的农艺要求。     

机具介绍

2F—50型液肥深施器由四川省三台县农民技术员刘文龙发明的2F—50型液肥深施器(又名土壤注射器)与农村普遍使用的16型背负式喷雾器配套使用,适用于地膜作物、密植作物、玉米、棉花、烤烟、蔬菜等作物的化肥液注射深施。具有结构简单、操作方便、故障少、工效高、成本低的特点。主要技术参数:     

液体点状注肥机的分流器均匀性试验研究

针对中国多地土壤施肥机械化程度不高,且常造成环境污染及肥料利用率过低等问题,设计一种液体点状注肥机。该机采用入土喷液的原理施肥,通过改变拖拉机前进速度和计量泵的行程,实现施肥量精准变量可调,可适应不同土壤对液肥的流量要求。试验采用单因素轮换法和正交分析法确定本液肥机的流量范围和分流系统各因素的显著性,验证本设计的可靠性。试验结果表明,本液体点状注肥机所采用的分流系统可靠性较好,主要适用于自走轮转速大于34r·min-1、计量泵行程大于30%的较大流量分流。     

一垄双行深施肥机的设计与试验

针对贵州山区烟草种植单垄单行、化肥浅施、施肥不精确等因素带来的问题,设计了一款适合贵州平坝地区使用的一垄双行深施肥机,可一次性完成起垄和精准深施肥作业。该机设计了垄面成型装置和精准施肥控制系统,使化肥深施且施肥量与机器行进速度匹配,实现了精准施肥。田间试验结果表明:该机可以一次性起垄,同时对两垄烟精准深施肥;起垄垄形饱满,垄高、垄顶宽、垄基宽变异系数分别为6.4%、1.5%、0.7%,合格率在92%以上;施肥稳定无断条,排肥防堵性能好,施肥效率达0.41hm~2/h,施肥量偏差控制在4.5 8%以内。该机起垄、施肥效果均满足农艺要求,为贵州烟区起垄施肥作业提供了参考。     

深施型液态施肥机施肥能量损失试验研究

针对深施型液态施肥机工作时管路系统存在液肥能量损失大、工作效率低的问题,依据流体局部水头损失理论,分析液肥在现有施肥机管路系统能量损失原因。在此基础之上,为降低液肥在输肥管路中的能量损失,完成对管路系统优化设计,并对优化后的管路及原管路进行液肥能量损失试验。试验结果表明:以液肥喷施压力为试验因素,获得节能量与液肥喷施压力的回归曲线J=0.464+22.69P,新管路系统可有效减少液肥能量损失,提高了施肥机构的工作效率,为优化新型管路系统提供一定理论基础。     

果园肥料深施机研究现状与发展趋势

果园肥料深施作业劳动强度大,目前存在劳动力短缺、劳动力成本不断提高的问题。果园施肥机械化需求越来越高,而我国现有果园肥料深施机远远满足不了果园对施肥机械的要求。为此,阐述了国内外果园肥料深施机的主要类型、作业原理及特点,介绍了果园肥料深施机的发展现状,并指出了现有机型存在的问题,展望了果园肥料深施机的发展趋势。     

秸秆深施还田机设计及其深施量的试验研究

为缓解我国秸秆焚烧及废弃所带来的资源浪费和环境污染等问题,设计了秸秆深施还田机,可一次完成秸秆捡拾、切碎和深施还田作业。同时,对其秸秆深施装置的秸秆深施量进行了正交试验研究,试验结果表明:秸秆含水率对秸秆深施量影响较大,深施螺旋转速次之,秸秆长度影响较小;秸秆深施量随深施螺旋转速的增大而增加,随秸秆长度和秸秆含水率的增大而减少。在该试验条件下,深施螺旋转速为540r/min、秸秆含水率为1 0%、秸秆长度为5 mm时,秸秆深施量最大。     

茶园开沟施肥覆土一体机的设计与试验

针对丘陵山区茶园机械化较为落后,大型茶园管理机体积庞大、机动性欠佳、维护成本较高,小型茶园管理机动力不足、耕作深度不合格,设计符合丘陵山区茶园作业的开沟施肥覆土一体机.介绍机具的工作原理,对开沟部件、施肥机构、仿形陷深装置等关键部件进行设计,分析开沟刀具的设计和工作过程,确定满足工作的结构要求及满足农艺要求的施肥覆土;...     

双季晚稻机插侧深施肥技术试验示范效果分析

机械插秧在赣中南双季晚稻生产上应用规模越来越大,在插秧机上加装侧深施肥器械,具有一次性同步完成插秧和施肥的功能。为掌握水稻机插侧深施肥技术的应用效果,文章探讨了在种植当地主栽品种、正常机插规格情况下的适宜用肥量和施用法,并于2018年在泰和县开展了双季晚稻机插侧深施施肥量对比试验。试验结果表明:在同等施肥水平条件下,化肥全部采用机械侧深施比常规施肥方法每亩增产21.55kg,增效80元,增幅分别为4.2%和10.3%。     

轮盘式液态肥穴播深施机设计与试验研究

液态肥穴播深施是利用高压液柱冲击土壤,通过精确控制流体喷射进行肥料定向深施的一种农机农艺新方法。为此,设计并研制了一种轮盘式液态肥穴播深施机,并通过土槽试验研究了液态肥穴播深施的可行性、成穴的基本规律及合适的工作参数范围。设计的开穴施肥轮上分布着多个导流开穴器,当导流开穴器插入土壤后,端面凸轮控制其开启,经过增压的高压液态肥沿导流开穴器射入土壤,解决了液态肥施肥过程中作业速度低、喷肥孔易堵塞及施肥量调节复杂等问题。研制了施肥机工作参数的试验测试系统,通过正交试验确定了其工作压力、流量和转速的最佳参数。试验表明:当压力取0.3MPa、节流阀开度为50%、转速为30r/min(对应机具速度0.86m/s)时,施肥量可满足设计要求。田间试验表明:轮盘式液态肥穴播深施机对覆膜、秸秆覆盖地、免耕地等作业环境有很强的适应性,比普通喷洒施肥节约肥料42%、提高作业效率30%以上。本研究为液态肥的深施肥作业机具研究和田间追肥农艺改进提供了参考。