水稻芽谷浆泥智能化播种平台

为解决水稻机插秧育秧方式中秧盘拌浆泥和播种分开作业的问题,国内首次实现了使用大田浆泥作育秧基质,在一台播种机上一次完成放秧盘、施壮秧剂、链条输送大田浆泥、浆泥除杂、灌浆泥,以及播种等全部作业过程。根据水稻播种的技术要求标准进行整机结构设计,并采用田间试验实测法对播种机的播种性能进行测试。采用杂交水稻和常规水稻两种类型的种子进行田间育秧试验,结果表明:播种效率为1 200盘/h,杂交水稻667m~2种子用量1.5kg,平均每块秧盘用种75g,每盘秧苗2 357.3株,发芽率85.99%,成秧率87%;常规优质稻667m~2种子用量2.5kg,平均每块秧盘用种125g,每盘秧苗4 172株,发芽率85.96%,成秧率86.98%;每秧盘和总的播种均匀度达93%以上,取样格粒数合格率均≥85%;大田机插秧漏插蔸率4.50%,作业成本比工厂化育秧节约了4.67元/hm~2。田间试验过程中机器性能稳定、作业流畅、经济性好,各项指标均达到行业标准和生产实际要求。     

水稻机插秧盘排水孔数量对秧苗素质的影响

采用1 038孔、510孔、264孔、150孔、0孔机插秧盘,在不同秧板及育秧土上进行秧盘应用效果的分析比较。研究结果表明:旱地秧板育秧条件下,较少的秧盘排水孔数可以有效减缓秧盘水分流失速率,保水条件较好,出苗率也较高,促进了秧苗生长,同时起秧方便,根系较为盘结,不易松散;而泥浆秧板育秧条件下,较少的秧盘排水孔数阻碍了湿润泥浆对秧盘的水分供给,出苗率较低,秧苗生长反而受到抑制,虽然起秧力较小,但由于秧苗根系差,根系盘结力较低,易松散。     

水稻育秧播种机钵体苗底土压实装置

设计了一种能实现水稻精密育秧播种机钵体软、硬秧盘穴孔底土压实的通用装置,该装置以AT89C51单片机为控制系统核心,采用步进电动机和送盘行程开关实现秧盘供送,以及限位行程开关和对准接近开关实现秧盘穴孔与压实辊指对准,压实辊指与秧盘穴孔内底土相互作用完成底土压实。通过系统的试验研究,确定了该装置的最佳工作参数。压实试验表明,该系统能满足秧盘穴孔底土压实的工作要求,实现了穴孔与压实辊指的精确对准和底土压实,当生产率在500盘/h、提前角对应弧长为1 mm时,对准率为98%,满足钵体苗穴孔底土压实的技术要求;育秧试验表明,增加穴孔底土压实深度,可提高秧苗素质,保持土壤根系坚实不散,有利于栽插作业,压实深度为6 mm时效果最佳。     

水稻机械化栽植从“无序抛秧”到“有序抛秧”的技术发展

一、抛秧栽培技术是水稻生产上的一项重大革命水稻抛秧栽培技术是采用塑料穴盘育秧 ,育秧时每穴有 3～ 5株秧苗 ,每穴之间是相互分离的 ,当秧苗在秧盘中生产到适宜抛栽时 ,将育苗从秧盘中拔出均匀抛撒于大田 ,以抛栽代替了繁重的插秧作业。我国从六七十年代开始进行水稻抛秧试验 ,八十年代随着塑料穴盘在水稻育秧上的应用和育秧技术的发展 ,水稻抛秧技术在各地再度兴起。 1 996年被农业部列为重点推广的十大农业实用技术的首项。据统计 :1 989年各地试验示范 51万亩 ,1 992年突破 2 0 0万亩 ,1 995年达到 1 0 2 6万亩 ,1 998年全国水稻抛秧…     

水稻秧盘育秧播种生产线电控式软硬秧盘自动供盘装置

为有效提高水稻秧盘育秧播种生产线的生产率,满足轻简化栽培技术要求,降低农民育秧成本,减轻劳动强度,解决现有自动供盘装置振动冲击大、供盘可靠性不稳定的问题,设计了一种可嵌放软塑秧盘的复合托盘和水稻秧盘育秧播种生产线电控式软、硬秧盘自动供盘装置。该装置以STM32单片机为控制核心,由接近开关检测等待供送的层叠秧盘,控制秧盘供送装置上的舵机实现对层叠秧盘的自动升落与供送。通过理论分析,建立了嵌入式复合托盘受力模型,确定了复合托盘的工作参数;设计了舵机升盘转轴机构、抬升指、输送装置等关键部件。为检测电控式自动供盘装置的工作稳定性,系统地进行了振动特性测试分析;以硬塑秧盘为试验对象,供盘成功率为试验指标,进行了三因素三水平的正交试验,结果表明,叠盘偏差范围对供盘成功率有显著影响,减小叠盘偏差能有效提高供盘成功率;通过分析试验结果,采用改进的渐进式导向板,实现对叠盘偏差纠错,并分别进行硬塑秧盘和嵌入式复合托盘嵌放软塑秧盘的试验研究,改进后的装置性能显著提高,硬塑秧盘的供盘成功率达100%。采用嵌入式复合托盘进行软塑秧盘自动供盘试验,软塑秧盘的供盘成功率大于98%,满足水稻秧盘育秧播种生产线自动供盘技术要求。     

闭锁式立体水稻育秧环境参数优化试验

为解决传统水稻育秧易受气候环境影响,导致秧苗质量差的问题,以育秧环境参数为目标,优化设计水稻育秧气候箱及基于植物工厂技术的水稻育秧平台。利用水稻育秧气候箱,通过均匀试验和逐步回归法优化对秧苗指标有显著性影响的环境参数,进而确定水稻育秧最优环境参数组合,并利用基于植物工厂技术的水稻育秧平台进行规模化生产验证试验。试验结果表明,全光谱条件下,叶面积系数受光照强度影响显著（P＜0.05）。蓝光光质条件下,土壤含水率对根数、根长影响显著（P＜0.05）;光照强度对SPAD值和叶面积系数影响显著（P＜0.05）;光照强度和光照时间对茎基部宽影响显著（P＜0.05）。红蓝比3∶1光质条件下,光照强度和光照时间对茎基部宽影响显著（P＜0.05）;光照强度、温度和土壤含水率均对株高影响显著（P＜0.05）;光照强度对SPAD值影响显著（P＜0.05）;土壤含水率对叶面积系数影响显著（P＜0.05）。水稻育秧环境最优参数组合为蓝光光质、土壤含水率60%（发现叶片卷曲后灌溉,每次灌溉最大含水率60%）、光照强度1.1×104 lx（光源表面处的测量值,光源表面距离育秧盘上表面20 cm）、光照时间9 h、温度28 ℃/24 ℃（光照期/非光照期）、湿度60%。基于植物工厂技术的水稻育秧平台所培育的水稻秧苗形态指标与力学特性均能达到机械插秧壮秧标准。试验结果可为大面积闭锁式水稻育秧及农业的可持续发展提供参考。      

水稻秧盘育秧流水线供土装置的设计与试验

为解决水稻秧盘育秧流水线工作时底土和表土的提升与输送问题,针对带式输送装置的工作原理和关键部件,通过结构与工作参数优化,设计了一种具有检测和控制功能的带式供土装置。采用全因子试验研究了床土种类和提升高度对供土装置供土性能的影响,得出供土装置输送不同种类床土的能力由大到小依次为育秧土与基质的混合物、育秧基质、育秧土,供土装置的输送能力随提升高度的增大而降低。试验表明:具有检测与控制功能的带式供土装置满足现有水稻秧盘育秧流水线的供土要求,节省了劳动力。此研究为水稻秧盘育秧流水线供土装置的研制提供了参考。     

水稻秸秆营养穴盘成型机的设计与降解性能研究

水稻秸秆营养秧盘是以稻草粉、牛粪为原料,采用气动成型原理实现秧盘成型的水稻营养秧盘,具有原料易得、可降解、可自养和改良土壤理化性状等优点。为此,对水稻营养秧盘的结构进行分析,改进了水稻秸秆营养穴盘成型机的设计,探讨了水稻秸秆营养秧盘对水稻生长影响及其降解性能。在黑龙江前哨农场开展水稻秸秆营养秧盘(XS)与塑料水稻育秧盘(CK)对比田间试验,探究不同水稻育秧盘对水稻秧苗素质、水稻产量及自身降解特性的影响。试验结果表明：与塑料育秧盘(CK)相比,采用水稻秸秆营养秧盘可以提高水稻出苗率、株高、茎基宽,显著提升水稻秧苗生物量、有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒质量及产量;在保障水稻生长的同时,水稻秸秆营养秧盘降解效果明显,移栽到田间120天后,降解率达到84.79%。研究结果可为水稻秸秆营养秧盘的推广提供前提条件和理论基础。     

水稻种子带育秧秧苗素质影响因素研究

水稻种子带育秧具有效率高、省工省力和操作简便等优点,能够满足机插秧水稻工厂化育秧与田间育秧的农艺要求。为明确影响机插种子带育秧秧苗素质的因素,以北方粳稻东农428为试验材料,研究了种子带育秧以木浆纸作为种床载体、应用糯米胶和普通化学胶水作为种子带粘结剂对秧苗素质的影响。试验结果表明:在同等试验条件下,与使用PAV化学胶水相比,以糯米胶作为粘结剂,无论采用条形刷胶还是矩阵点胶均对种子带育秧出苗率和秧苗素质无显著影响,并且秧苗素质和成毯效果均符合机插秧要求。研究表明:在种子带制作过程中,使用糯米胶作为粘结剂是可行的。     

单季稻机插技术试验研究

宁波市北仑区农机总站于2006年4月到12月在北仑区小港街道新民村安定农业合作社进行了单季稻手、机插对比试验,考查了软盘育秧与常规育秧秧苗素质,测试了规格化秧苗手、机插及常规秧手插质量,分析了在这三类插秧方式下水稻的生长特点及对产量的影响,提出了机插稻增产栽培技术措施。     

穴盘水稻秧苗拔秧力试验研究

从育秧穴盘中拔秧时，秧苗状况和营养土含水率是影响秧苗脱离穴盘的重要因素。在适宜的营养土钵含水率范围内的机械手拔起穴盘水稻秧苗所需的拔秧力试验表明，1穴秧苗所需的拔秧力为0．4～0．8N，小于1穴1株秧苗茎部所能承受的拔断力（平均为3．732N）；同一穴中秧苗株数对拔秧力基本无影响；多穴秧苗的拔秧力随穴数的增加而增大。营养土含水率越低，拔秧力越大，拔秧效果越差，达到过饱和时，拔秧力也会增加。拔秧时，适宜的营养土含水率为27％～29％（湿基）。     

基于穴盘苗力学特性的自动取苗末端执行器设计

通过对穴盘苗进行夹苗拉拔试验、钵体摩擦试验、钵体平板压缩抗压试验,研究分析了与自动移栽相关的穴盘苗力学特性,为机构设计提供依据。对穴盘苗自动取苗进行技术设计,得到两针钳夹式取苗末端执行器自动取苗的拉拔力与钵体抗压强度、夹持角度、夹持面积、静摩擦因数等参数的关系。利用建立的夹持参数关系,结合穴盘苗力学特性试验数据,设计了一种适应穴盘苗力学特性的自动取苗末端执行器。试制了物理样机,进行了自动取苗夹持力测试。测试结果表明,夹持力测试数据与理论计算数据无显著性差别,验证了理论设计的可靠性。在所测试的含水率下,当取苗频率为30株/min时,取苗成功率达到95.16%。     

水稻钵苗移栽机试验研究

水稻钵苗移栽是一种利用钵盘育秧的水稻移栽技术,是水稻种植过程中的重要环节。由机械替代人工完成移栽是推广钵苗移栽技术的关键。为此,在以五杆双曲柄分插技术为核心的水稻钵苗移栽机上进行试验研究,结果表明:水稻单穴内秧苗拉拔力小于抗拉断力,取苗秧夹夹持秧苗茎秆的取苗方式可行;水稻钵苗移栽机栽深和株距可控,栽植翻倒率为16.7%,漏插率为14.7%,伤秧率为3.4%,栽后第2天长型根,基本无缓苗;由根系生长来看,钵体苗表现更为粗壮,抗倒伏能力强;产量较同期毯状苗机插每穗平均增加4.6%。同时,针对水稻钵苗移栽机试验中所产生的作业质量、效率等问题,分析了农机和配套农艺问题,旨在对后续机具的研发提供参考,为水稻高产稳产提供技术支撑。     

机械式多功能精密排种器的设计

针对窝眼轮式排种机构，因种子受挤压堵塞窝孔，易造成缺苗断垄的问题，采用下种时在排种孔底部给以机械推力，克服窝孔堵塞的问题。研究推导出能平稳啮合于排种孔中的推种齿曲面方程。将精密排种与外槽轮常规排种组合在一个排种盒中，一机多用。能精密播种大、中、小粒种子和常量播种大、中粒种子。台架测定排量稳定性变异系数及种子破损率符合标准要求。田间试验，对油菜播量控制达1．5kg／hm^2，出苗均匀整齐。     

蔬菜自动移栽机顶夹拔组合式取苗装置试验研究

针对插拔式取苗机构单靠取苗爪插入钵体夹取苗时,因受钵体与穴盘之间粘附力和盘根性不佳双重影响,造成取苗成功率低、钵体破碎率高的问题,提出了一种顶夹拔组合式取苗技术,阐述了取苗装置结构和工作原理,开展了顶夹拔组合式取苗试验研究。首先以72孔和128孔黄瓜穴盘苗为试验对象,通过顶压脱盘粘附力试验,测试了不同顶苗速度（10、20、30、40mm/s）下黄瓜苗的脱盘粘附力以及顶压脱离位移,试验结果表明：顶苗速度对于苗钵粘附力及脱离位移影响不大,粘附力与苗钵脱离位移呈正相关,两种规格穴盘苗顶苗脱离位移平均值分布在5.5~6.9mm之间,综合考虑苗盘落水孔直径和顶压脱盘粘附力试验结果,确定顶杆直径为6mm,顶杆顶苗位移需大于5mm。其次以生长周期为25d的72孔黄瓜穴盘苗为试验对象,开展了先顶后取、边顶边取、先插后顶3种取苗模式试验,结果表明：先顶后取模式下取苗成功率和钵体完整率最高。最后以顶杆顶入位移、取苗爪插入苗钵取苗深度及插入取苗速度为试验因素,开展了三因素三水平正交试验,通过极差分析和方差分析得出顶夹拔取苗装置的最优工作参数组合为：顶入位移为15mm、插入苗钵深度为35mm,插入取苗速度为225mm/s,此组合下取苗成功率94.12%,苗钵完整率94.12%,满足了自动取苗高质量要求。     

吊杯式移栽机构中番茄穴盘苗运动分析优化与试验

吊杯式移栽机构的投苗杯向栽植器喂苗时,番茄穴盘苗与栽植器的碰撞导致苗钵质量受损。为此,建立番茄穴盘苗与栽植器的接触力学模型和碰撞运动模型,用赫兹理论得到苗钵最大接触力方程,用冲量和冲量矩定理得到苗钵和苗茎与栽植器的碰撞运动方程,在此基础上用目标规划法建立多目标优化函数,得出栽植器角速度为1.18 rad/s和1.31 rad/s时,接苗角取72°和番茄穴盘苗的株高取12 cm,有利于减小苗钵质量损失。利用高速摄像试验观察碰撞运动,得出苗钵与栽植器的碰撞是弹塑性碰撞,苗钵和苗茎与栽植器的碰撞都会改变番茄穴盘苗的运动速度和姿态,使番茄穴盘苗与栽植器发生二次碰撞。苗钵破碎性试验表明,工作参数优化后的番茄穴盘苗质量损失分别为9.67%和8.43%,优于其它参数组合的试验结果。     

水稻温室立体育秧夜间补光技术试验研究

水稻工厂化立体育秧已成为节省秧田、培育机插优质秧苗的重要方式。工厂化立体育秧能够有效提高育秧棚的效率,并保证秧苗质量,但温室内光环境却成为了影响秧苗生长的主要因素之一。为改善水稻温室立体育秧的光照环境和探索杂交稻不同播种量对立体育秧的适用性,采用均匀试验设计方法进行了杂交稻播种量、光照度及夜间补光时长3个因素的温室立体育秧试验,通过逐步回归分析方法获得秧苗茎基直径、壮苗指数以及根系土壤盘结力与3个因素之间的函数关系。试验结果表明:一定的夜间补光对提高水稻温室立体育秧秧苗素质有积极影响,综合分析得到在杂交稻播种量0.05kg/盘、光照度1.5~3klx、夜间补光时长3~5h的条件下,秧苗素质与自然光对照接近,秧苗质量符合机插标准,适用于田间生产应用。     

双微生物液对玉米苗期生长发育的影响

壮苗是作物取得最终高产的物质基础。以玉米为对象,研究双微生物液对培育壮苗的效果及对玉米苗期抗旱性的影响。试验结果表明：经双微生物液浸种处理后,玉米苗期根系及茎叶的生长发育均得到显著提高,表现在双微生物液提高了玉米苗期的总干质量,培育了壮苗,为玉米后期的生长发育及最终产量的形成奠定了物质基础。生物菌肥的施用可以达到较为明显的促进效果,但施肥时要注意平衡施肥,不要单一施用某一种肥料。     

基于ADAMS的番茄翻秧机的仿真分析

在虚拟环境下对番茄翻秧机工作过程的关键部件进行了仿真,直观地了解了工作过程中番茄秧的运动情况。首先,进行模型建立与传递、约束与力的定义;然后,对拨秧滚子进行运动分析和力学分析,对分秧装置进行力学分析;最后,进行番茄秧与分秧器的接触运动分析、番茄秧与拨秧滚子的接触运动分析。通过在各种参数下结构受力的仿真分析,为物理样机的设计提供了详尽的参考数据。     

水稻钵苗振动排序正位装置的分析与试验

根据有序抛秧机的分秧要求,提出了一种水稻钵苗振动排序正位装置,把从秧盘上取下的无序钵苗整理成土钵在前的有序排列。对钵苗在振动排序正位装置上的受力情况、钵苗的重心位置进行了分析,发现钵苗的重心在土钵内或在靠近土钵上表面的秧株内,为钵苗在惯性力作用下自动正位提供了保证。通过对单棵和群体钵苗的试验与高速摄影观察与分析,证明钵苗能够在惯性力作用下,在振动排序正位装置上自动正位,钵苗自动正位是可行的。