河南省干旱时空特征分析

利用河南省17个气象站1961~2012年的月降水量和年降水量资料,分别计算降水距平百分率和Z指数,对河南省干旱时空特征进行分析并进行干旱等级划分。结果表明:河南省干旱主要集中在冬季,年际间干旱的变化规律不明显;北部地区发生干旱,特别是较为严重干旱事件的频率高于其他地区。     

用于地膜原料的大豆秸秆粉碎预处理工艺参数优化

为了满足植物纤维制取机对大豆秸秆原料长度的要求,采用改进的揉切式粉碎机对大豆秸秆进行预处理,选取揉切机的主轴转速、喂入量以及秸秆的含水率为试验因素,以大豆秸秆粉碎长度为响应函数,对大豆秸秆原料的预处理工艺参数进行了组合试验研究。结果表明:1)各因素对于秸秆粉碎长度影响的贡献率从高到低排序为主轴转速、含水率和喂入量;2)预处理工艺的最优参数组合为喂入量168 kg/h、大豆秸秆含水率处于36%~58%、揉切机主轴转速处于1 100~1 300 r/min。在此工艺参数条件下,大豆秸秆粉碎长度分布符合植物纤维制取机所要求的70~85 mm的理想范围。研究结果为完善植物纤维地膜制造工艺体系提供了参考。     

基于IM-SSD+ACO算法的整株大豆表型信息提取

为了减少检测整株大豆豆荚及茎秆时相互遮挡对精度造成的影响,提出了一种基于卷积神经网络的大豆豆荚及茎秆表型信息检测方法,根据大豆植株的生长特征和卷积网络的特点,对单次多框检测器(Single shot multibox detector, SSD）进行了改进。与传统SSD相比,改进SSD（IM-SSD）具有更好的抗干扰能力和自学习能力。首先,通过大豆植株图像采集平台获取收获期的大豆植株图像,建立大豆植株RGB空间图像数据集,将数据集分为训练集、测试集和验证集,对训练集进行颜色变换、图像平移、旋转和缩放等方式实现数据的扩增,提高网络的泛化能力。其次,提出一种针对大豆植株图像中豆荚和茎秆的标注方法,仅对未被遮挡的部分进行标注,目的是降低遮挡产生的误判。IM-SSD是在传统SSD结构的基础上增加2个残差层,使用低层特征图融合到高层特征图来增强对小目标的检测能力,提高网络的识别率,输入图像尺寸为600像素×300像素,降低压缩变形带来的影响。对比试验结果表明,IM-SSD的平均精度比SSD300高7.79个百分点,比SSD512高3.83个百分点。由于卷积神经网络获得的大豆植株茎秆定位是分段的,不能体现茎秆的真实特征,提出了一种基于蚁群优化（Ant colony optimization, ACO）算法的大豆植株茎秆提取方法,利用ACO结合IM-SSD的结果提取完整的大豆植株茎秆。最后,通过豆荚定位和大豆植株茎秆提取获得了大豆植株的部分表型信息,包括全株荚数、株高、有效分枝数、主茎与株型。     

便携式小浆果采收器

设计了一种便携式小浆果采收器,建立了采收器—果枝系统的运动方程,并对其进行简化、分析,获得果枝位移方程、采收器机体端部横向位移方程,分析确定了操作把手的最佳位置。采收作业时采收器的激振频率在稍高于系统固有频率的范围内进行工作。选择适当的激振频率,机体振动强度较小。选择适当的操作位置可以减小操作者的劳动强度。     

水稻秸秆纤维制取工艺参数优化

采用五因素二次回归正交旋转中心组合设计试验方法,以秸秆长度、浸泡时间、套筒初始温度、主轴转速和喂入量为影响因子,以纤维得率、纤维长宽比和抗张指数为响应函数,利用秸秆纤维制取专用试验台,对水稻秸秆纤维制取工艺进行了试验研究,得到了工艺优化参数组合：当套筒初始温度为25℃、主轴转速为70 r/min、喂入量为60 g/min、秸秆长度为10～14 cm和浸泡时间为12～24 h时,可得到纤维得率大于85%、长宽比大于40并且抗张指数大于10 N?m/g、的水稻秸秆纤维。     

大豆窄行密植平作高速气吸式精密播种机性能试验

研制了一台与窄平密栽培模式相配套的大型气吸式精密播种机,并对其进行了田间试验,介绍了播种机的结构、特性及其技术参数。从大豆种子的株距、播深和施肥状况3个方面对该播种机的工作性能进行评价,结果表明:理论株距8cm时,株距合格指数76.7%,重播指数9.5%,漏播指数13.8%,变异系数23.6,播种深度合格率85.19%;理论株距6cm时,株距合格指数77.4%,重播指数8.3%,漏播指数14.3%,变异系数21.6,播种深度合格率85.13%。以上指标均达到了《中耕作物精密播种机产品质量分级》中一等品的标准,同时侧深施肥也满足农艺上的要求。     

收获机组技术生产率随地块条件的变化规律试验

针对土地经营规模多样化的现状,探索收获机组技术生产率随地块条件的变化规律,在综合分析收获机组作业时间构成的基础上,建立了收获机组作业各类时间项目与地块条件关系的数学模型,建立了不同卸粮条件下收获机组技术生产率与地块条件关系的数学模型。选择8种不同功率级的收获机组为研究对象,采用跟踪试验方法获取收获机组作业过程中各类时间消耗数据,验证了收获机组技术生产率随地块条件变化关系模型的正确性;采用MATLAB进行编程计算,研究得到不同功率级收获机组技术生产率随地块条件变化的定量规律:幅宽为2~3 m的小功率收获机组适宜的最小地块长度为400 m,最小地块面积为3 hm2;幅宽在4~5 m的中等功率收获机组适宜作业的地块长度为600 m,地块面积为5 hm2;工作幅宽为7 m以上大功率收获机组适宜作业的地块长度为800 m,地块面积为7 hm2。该研究可为完善农业机械化生产与管理理论、科学选择收获机械提供参考。     

玉米原茬地秸秆还田比例调节装置设计与试验

为解决免耕覆秸种植模式下秸秆全量覆盖还田导致的"低温效应"和"生化他感效应"，该研究提出一种基于2BMFJ系列免耕播种机的秸秆还田比例调节技术与配套装置，通过理论分析对秸秆还田比例调节装置相关结构参数进行设计，通过高速摄像技术对秸秆抛撒后空间分布规律进行探究，并应用四因素五水平二次回归正交中心组合试验方法，以清秸弹齿偏角、回收口面积、作业速度和田间秸秆覆盖量为试验因素，作业后秸秆还田比例为响应函数，得到各参数组合对秸秆还田比例的影响规律。分别以理想秸秆还田比例50%和70%为例，对试验指标的回归方程进行验证。当参数组合为清秸弹齿偏角21.0°、回收口面积1 120.0 cm2、作业速度5.0 km/h、田间秸秆覆盖量1.1 kg/m2时，秸秆还田比例为52.3%；当参数组合为清秸弹齿偏角21.0°、回收口面积890.0 cm2、作业速度8.0 km/h、田间秸秆覆盖量1.1 kg/m2时，秸秆还田比例为71.9%。该研究实现了秸秆还田比例的参数可调控，可为免耕覆秸种植模式在寒区的推广应用提供技术支撑。     

2BZJ-12型大豆窄行平作精密播种机设计与性能试验研究

文章针对窄行密植平作栽培模式农艺技术特点,结合我国北方大豆主产区自然条件与生产实际,研制适合该农艺要求的大型气吸式窄行密植平作高速精密播种机.该播种机设计播种施肥一体化结构形式单元组,攻克单元组机构整体仿形与防堵、高速精密播种、精量分层侧深施肥等关键技术.通过田间性能试验,各部件研制和整机机构设计合理,各项指标达到《中耕作物精密播种机产品质量分等》标准中一等品要求,施肥位置满足农艺要求.促进大豆窄行密植平作高产栽培技术规范化应用,为我国大豆产业的发展提供装备技术支撑.     

立式轴流大豆育种脱粒机参数优化

为寻求对立式轴流大豆育种专用脱粒机的脱粒、分离与清选性能影响的结构与工作参数最优组合,对其进行了参数优化试验。采用二次回归正交旋转中心组合优化试验方法,以滚筒线速度、脱粒间隙、喂入量和植株体积含水率为影响因素,含杂率、破碎率、未脱净率、夹带损失率、飞溅损失率和沉积率为目标函数,对影响该机脱粒性能的结构与工作参数进行优化试验研究。结果表明:当植株体积含水率14%～20%,滚筒线速度6.5～8.3m/s,脱粒间隙为15mm,喂入量为2.4kg/min时,含杂率低于0.5%,破碎率低于1%,未脱净率低于2%,夹带损失率低于0.7%,飞溅损失率与沉积率为零。该研究可为立式轴流大豆育种专用脱粒机的产品定型设计提供依据。