不同种植方式对水稻生育特性和产量的影响

采用机械精量穴直播、人工撒播和人工手插种植方式对比,研究了机械精量穴直播条件下水稻的生育特性和产量形成特性。结果表明:机械精量穴直播有利于加快水稻的生长发育进程,缩短水稻的生育期,提高其生物学产量和叶面积指数,降低主茎总叶龄;机械精量穴直播稻的分蘖势较强,分蘖叶位低,分蘖发生和分蘖高峰出现早,单位面积的分蘖总量较大;机械精量穴直播稻每平方米有效穗263.63,比人工手插和人工撒播分别提高了24.63%和15.25%,机播的实际产量最高,较人工撒播和手插处理分别增产14.92%和4.59%。     

水稻生产全程机械化关键环节虚拟仿真实验资源建设

针对水稻生产全程机械化教学实验和试验设计涉及的农业机械多,配备相应的资源成本高、维护难、共享性能差,且受水稻生长季节、农田条件影响大等问题,设计水稻生产全程机械化关键环节虚拟仿真实验平台。采用面向服务的软件架构,设计水稻生产全程机械化中5个关键技术环节和10种作业机具或装备的虚拟仿真教学资源体系,构建实验资源共享机制和科教融合的共享平台,并建立虚拟实验室管理模式,推动水稻生产全程机械化关键环节虚拟仿真实验教学资源的在线开放和共享;将南方特色作物生产机械技术特征和优势领域科研成果渗透到本科实践教学环节,创新实验教学方法,提升学生专业技能和解决实际问题的能力,提高人才培养质量。     

水稻气力式排种器挡种装置设计与试验

借助高速摄影观察发现,水稻气力式精量穴播排种器吸种盘上吸孔所吸附的种子会由于吸力不足,在离心力作用下,在到达投种区前从吸孔附近落下,从而产生"飞种"现象,进而对排种器排出的每穴种子数量以及成穴性产生影响,降低排种精度。为此,设计了一种挡种装置,以含水率为21.1%的培杂泰丰种子为对象,采用多因素试验的方法,研究了不同吸室负压和不同排种盘转速下,安装挡种装置前后对"飞种"现象的影响;采用单因素试验的方法,研究了安装挡种装置后不同吸室负压下,不同排种盘转速对排种器吸种精度的影响。结果表明,安装挡种装置后,"飞种"出现范围减小,"飞种"出现的数量减少,排种器排种精度与成穴性能提高;当转速在25~40 r/min,吸室负压1.6 k Pa时,(1~3)粒/穴概率在93%~97%之间变化。试验结果显示安装挡种装置后能控制"飞种"的跌落范围,并使部分"飞种"落回充种室内,从而提高排种器排种精度。     

抗寒种衣剂包衣处理对水稻发芽和成苗特性的影响

【目的】探明抗寒种衣剂包衣处理对常温和低温环境下水稻发芽和成苗的影响.【方法】以湘早籼31号(常规稻)和Y两优1号(超级杂交稻)为材料,在华南农业大学研制成功的多成分、多功能的"齐苗快"浸种剂的基础上,结合黑龙江垦区常用拌种剂,添加杀菌杀虫剂、粘合剂等物质配备成种衣剂,设置未包衣浸种催芽(CK)、干种包衣(A)和浸种包衣(B)共3种处理方式,研究了抗寒种衣剂包衣处理对不同基因型水稻的发芽和成苗特性的影响.【结果和结论】结果表明:包衣处理后,在自然环境正常温度下,稻种发芽时间延长,但对种子发芽率有提高作用,对Y两优1号,干种包衣和浸种包衣处理分别比对照提高11.10%和16.55%,湘早籼31号分别提高了30.83%和37.68%;在低温环境下,稻种幼苗受到低温侵害后成苗率降低,但包衣处理相较于未包衣处理提高了稻种的成苗率,其中又以浸种包衣处理的成苗率最高,湘早籼31号和Y两优1号分别为54.95%、74.10%,相较于对照(CK)分别提高了120.24%、127.30%.同时,种衣剂包衣处理(A、B)提高了稻种秧苗受芽期低温侵害后的存活率,浸种包衣(B)处理提高了"二叶一心"期低温侵害后稻种秧苗的存活率.     

两级螺旋排肥装置的设计与试验

为了改变现有排肥装置对肥料形态特征要求高的缺陷及改善排肥效果,该文设计了一种两级螺旋排肥装置,研究了装置的排肥原理,建立了排肥螺旋的单圈排肥量的数学模型,分析了两级螺旋排肥装置的相关参数,并通过试验测试与分析了两级排肥装置的排肥性能。试验结果表明,在10~200 r/min转速范围内,对于芭田复合肥、水稻专用肥及吸潮后的芭田复合肥和水稻专用肥,两级螺旋排肥装置每分钟内的排肥量随转速的增加而增大,并呈线性关系,整体决定系数大于0.998,排肥螺旋的单圈排肥量的极差、标准差及变异系数较小,对于含水率2%的芭田复合肥和含水率5.6%的水稻专用肥的单圈排肥量的变异系数小于0.025;吸潮后含水率较高的芭田复合肥和水稻专用肥的单圈排肥量的变异系数整体上不大于0.040。同时,通过数学模型计算出的单圈排肥量与实际单圈排肥量一致较好,该模型能准确表达此类两级螺旋排肥装置的单圈排肥量。因此,该研究能有效地改善排肥效果,降低对肥料形态特征的要求,为同步播种施肥机具及变量施肥机具的研究与设计提供了参考依据。     

基于发射功率自适应的稻田无线传感器网络节点设计

针对水稻生长过程环境因素变化较大以及传感器节点的能量大部分被无线射频阶段所消耗,设计了发射功率自适应的无线传感器节点,建立了长时间、稳定、高可靠性的稻田无线传感器网络。试验测试了水稻的株高、叶面积与生长天数的关系以及对无线信道的影响,结果表明水稻株高和叶面积的增加会降低无线信号强度和通信成功率;通过增大发射功率可以提高通信质量克服由于水稻生长因数对无线信道的影响。在软件设计方面,传感器节点采用睡眠、苏醒工作机制来降低功耗。同时为了延长工作时间、提高通信质量,提出了根据水稻生长周期、通信距离、接收信号强度、平均丢包率等因素自动调整节点发射功率的能量自适应功耗调整机制。田间试验结果表明,水稻田节点发射功率越大,有效通信距离越远,且水稻的密度和高度等对通信有重要的影响;节点发射功率在5 dBm以下时,发射功率的改变对节点工作电流影响较小,节点工作电流均小于40 mA;采用该机制对发射功率进行调整,增大节点发射功率可使通信成功率有大幅的提升;降低节点发射功率仍然保持良好的通信效果。水稻分蘖和抽穗2个生长时期的田间试验结果表明,采用发射功率自适应策略,提高了通信质量,平均丢包率在5%以下,通信成功率大于97%,达到了预期设计目的。     

水稻精量旱穴播机穴距电液比例控制系统的设计与试验

针对目前国内水稻精量旱穴播机普遍采用多组链轮或多组齿轮改变传动比,实现株(穴)距调节,但株距调节范围有限的问题,为了增加穴距调节范围,实现穴距的无级调节,研制了一种基于可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)与触摸屏的电液比例控制系统,实时调整液压马达转速,实现播种作业的实时调节。液压系统主要由液泵、液压马达和比例流量阀等组成;控制系统通过Delt WPLSoft V2.37编程软件,编制PLC梯形图程序,采用监视与控制通用系统(monitor and control generated system,MCGS)组态软件开发出人机交互界面,可在交互界面上输入地轮直径大小和穴距,以及设定比例流量阀初始值和阈值,调整比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)参数,并通过人机交互界面实现播种作业时的穴距调节和作业速度监测。通过台架试验和田间试验表明,在作业速度2.8~3.2和3.2~3.6 km/h时,台架试验穴距合格率和田间试验播种穴距合格率均为100%,满足播种要求;在作业速度3.6~4 km/h范围内,台架试验穴距合格率达到89%,田间试验穴距合格率为70%,根据NY/T987-2006《铺膜穴播机作业质量》农业行业标准,田间试验穴距合格率80%,不能满足穴播机作业质量标准。研究结果表明,水稻精量旱穴播机选用型孔轮式排种器,但田间播种作业成穴性效果受风阻、机架振动和种子下落速度等影响较大,作业速度应控制在2.8~3.6 km/h为宜,当作业速度增大对成穴性影响尤为显著。台架试验和田间试验结果都表明电液比例控制穴距系统的可行性,为播种机株(穴)距调节技术提供了科学依据,为播种机的相关设计研究提供技术参考。     

全站仪在农田土地平整中的应用及精度分析

介绍了全站仪在农田土地平整中测量高程的原理,并对其长、短距离测量高程的精度进行了分析,结果表明其在短距离测量中可达到四等水准测量的精度;通过实例证明全站仪在小面积高程测量过程中代替水准仪测量,具有精度高,速度快的特点,在农田土地平整中具有广阔的应用前景.     

水稻芽种精量成穴直播试验研究

水稻是我国重要的粮食作物,稻米消费量与需求量大.为探索粮食高效生产途径,设计了2BD-10型水稻芽种精量成穴直播机.通过在湖南省的生产试验表明:该机为实现播栽功能体现的排种和开沟起垄特性,能保证精量播种和良好的水稻通风透光性能,有助于提高粮食产量和降低稻种的消耗.同时还表明,水稻直播破胸有助于保证本田基本苗数和产量.     

气力集排式水稻分种器设计与试验

针对水稻直播高速作业和大播量的要求,设计了一种适用于气力集排式水稻直播机的分种器。从直播机的适应性、作业速度、播量调节等方面研究了气力集排式分种器的分种机理,分析了分种器的适应性、均匀性和稳定性;根据水稻种子的物理特性,采用Solidworks Flow软件进行计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真,对比不同结构分种器速度流场分布图,得到了较优等种数流场,获得了分种器设计参数;分种器划分为等种数流场结构、输送结构、下种结构,等种数流场结构又分为聚种、分种、派种3部分,通过理论分析与流体仿真计算,对比速度大小和离散度,模拟等种数速度场流线图,优化分种盖结构,选择合适的气源,设计了气种混合均匀的分种器,提高了直播机分种的均匀性和稳定性。试制了分种器并进行了台架试验,试验结果与CFD仿真分析基本一致,设计的10行分种器各行之间和行内播量变异系数分别为3.58%和4.55%,设计的20行分种器各行之间和行内播量变异系数分别为3.91%和5.04%,能满足不同直播机的要求。试验结果表明,直管输送管增加波纹结构有助于水稻种子向管道中央集聚;排种管的长短影响分种效果,特别是行内的稳定性,排种管的长度应尽可能一致;分种器内部结构影响气体速度场的分布,分种器内外盖形成的等距圆弧结构和输送管内波纹结构有利于分种器中气种等种数混合流场的形成,使播种均匀性更好。