油菜精量气压式集排器排种性能试验

为提高油菜精量气压式集排器的排种性能,该文通过对充种和清种2个基础过程解析,明确了影响排种性能的主要因素,确定了相关试验因素的范围,并以华油杂62种子为对象,采用L27(313)正交试验设计研究了清种气嘴口截面形状、充填高度、清种气流流速和排种滚筒转速对集排器排种性能的影响。结果表明,清种气嘴口截面形状、充填高度、清种气流流速和排种滚筒转速对排种均匀性影响显著,清种气嘴口截面形状、充填高度和排种滚筒转速对各行排量一致性有显著影响,并确定了其较优参数组合。优化组合试验得出选择矩形截面形状的清种气嘴,充填高度27 mm,清种气流流速10 m/s,排种滚筒转速20 r/min的最佳参数条件下,排种均匀性变异系数为8.07%,各行排量一致性变异系数为1.95%,种子破损率低于0.1%。该研究为油菜精量气压式集排器结构优化与排种性能的提升提供了参考。     

机械化播栽对杂交稻氮素积累分配及碳氮比的影响

【目的】氮素吸收与积累是水稻产量形成的重要基础。随着农村劳动力转移,我国水稻生产机械化的步伐随之加快, 机械化播栽使杂交籼稻的生长发育和各生育阶段所处环境发生了改变,但针对其氮素吸收利用特性的研究还较少。本文以杂交籼稻F优498为材料,探讨机械化播栽条件下杂交稻的氮素积累、 分配及碳氮比特点。【方法】采用二因素裂区设计,主因素为播栽方式,共3个水平,分别为机械精量穴直播、 机插和常规手插;副因素为穴苗数,设2个水平,分别为低穴苗数和高穴苗数。研究播栽方式和穴苗数对杂交稻氮素积累、 分配及碳氮比的影响。【结果】机械化播栽对杂交稻氮素吸收利用及碳氮比产生了明显影响,与常规手插相比,机械精量穴直播显著提高了水稻拔节期和成熟期植株含氮量,同时提高了成熟期植株氮素积累能力。机插植株含氮量在抽穗期显著高于手插,并能在拔节期保持较高的植株氮素积累量。不同播栽方式叶片和茎鞘氮素转运量、 氮素表观转运率以及氮素转运贡献率、 氮素干物质生产效率和氮素偏生力表现为常规手插＞机插＞机械精量穴直播,而穗部氮素增加量和百千克籽粒吸氮量则为机械精量穴直播＞常规手插＞机插,氮素稻谷生产效率和氮素收获指数表现为机插＞常规手插＞机械精量穴直播。水稻植株全碳含量及植株碳氮比在各主要生育时期内均受播栽方式显著或极显著影响。机械化播栽方式配合低穴苗数能加强成熟期各器官碳氮比,配合高穴苗数处理能显著提高杂交稻抽穗期穗碳氮比,并且能够促进碳素在植株内的转化和分配。【结论】机械化播栽方式虽降低了拔节期植株全碳含量及植株碳氮比,但可显著提高水稻拔节期和成熟期植株含氮量,提高成熟期植株氮素积累能力,有利于杂交稻氮素高效吸收利用和植株体内碳氮代谢的平衡,因而获得高产高效。     

油菜小麦兼用气送式集排器搅种装置设计及充种性能试验

针对小麦种子在气送式集排器供种装置中因流动性差导致充种能力不足的问题,设计了一种可提高小麦充种性能的搅种装置。该文分析了搅种装置影响充种性能的主要因素,确定了搅种齿与搅种轴的主要结构参数,并构建了种子在搅种装置作用下的充种力学模型。应用EDEM仿真分析了搅种装置安装位置对种群压力、种群与供种机构切向力和型孔充种数量及其变异系数的影响;台架试验研究了搅种齿结构及其排布对充种性能和搅种装置与供种机构转速比对供种性能的影响。结果表明：安装搅种装置能明显增加种群压力、切向力、型孔充种数量、充填角和充种合格率。搅种齿长度显著或极显著影响充填角和型孔充种数,搅种齿排列方式显著影响型孔充种数。研究得出影响充填角和型孔充种数的主次因素为：搅种齿长度>排列方式>搅种齿形状。在搅种齿形状为圆柱形,搅种齿长度为6 mm和双螺旋排列方式条件下,充填角、型孔充种数和充种不合格率分别为78.20°、1.73和0.69%。供种速率随锥孔轮数量、转速比和转速增加而增加,在转速为20～40 r/min条件下,选择锥孔轮数量为6和转速比为1.154优化组合时,供种速率及其变异系数分别为690～1340 g/min和0.23～0.80%。该研究为搅种装置结构改进和供种装置充种性能的提高提供了参考。     

小麦免耕播种机开沟器的设计

针对西南丘陵地区保护性耕作模式下小麦免耕播种机尖角型开沟器易缠草,堵塞,使用寿命短等问题,设计了圆弧刃口型开沟器。该文建立了圆弧刃口型开沟器的几何模型,采用离散元法对圆弧刃口型开沟器的工作阻力进行了分析。试验结果表明：平均开沟宽度为40 mm,开沟深度偏差为5 mm,玉米根茬的切断率超过86%,土壤扰动为18%～22%。圆弧刃口型开沟器提高了播种机的通过性,开沟破茬效果好,能够满足西南丘陵地区小麦免耕播种的开沟要求。     

杂交稻气送式集排器成穴供种装置设计与试验

为适应杂交稻气送式集排器的穴播要求,设计了一种集中定量供种的成穴供种装置。阐述了杂交稻气送式集排器成穴供种装置的工作原理,基于杂交稻机械物理参数和穴播农艺要求,提出了一种渐开线状型孔,确定了主要结构参数,构建了种子群充种和投种过程的力学模型。台架试验研究了杂交稻品种、渐开线型排种轮数量和转速对供种和成穴性能的影响。结果表明：渐开线型排种轮数量和转速分别为3~8和10~40r/min时,供种数量随渐开线型排种轮数量和转速增加而增加,供种数量范围为2392~17732粒/min;转速为20~40r/min时,供种数量变异系数均低于1.0%。成穴供种装置可适应多种杂交稻品种,供种数量受种子长度和容重的影响。穴供种数量随排种轮数量增加显著增加,随转速增加而降低;较优转速为20~30r/min,穴供种数量为19~38粒,其变异系数均低于25.0%。穴径随转速和排种轮数量增加而增加,穴距保持稳定。田间试验表明成穴供种装置可实现穴播,平均株数和穴距分别为3.07株/穴和180.2mm,符合水稻直播技术要求。     

油菜小麦兼用气送式直播机集排器参数优化与试验

为提高油菜小麦兼用气送式集排器的排种性能,该文针对集排器具有较长导种管和气流扰动影响种子迁移轨迹的问题,通过构建导种过程力学模型确定了影响排种性能的主要因素,分析了导种管材料、直径、长度组合、角度布置、气流压强和供种转速对排种性能的影响。试验结果表明:导种管材料、直径、材料与直径的交互作用、长度组合对平均行排种量和各行排量一致性变异系数均有显著(P0.05)或极显著(P0.01)影响,角度布置影响不显著,导种管材料和直径分别为PVC钢丝软管和20 mm的排种性能较优,且应尽量布置导种管长度一致。气流压强和供种转速对各行排量一致性变异系数影响显著(P0.05);供种转速为20~40 r/min时,排种油菜、小麦时气流压强分别为1 200和1 600 Pa时具有较好的排种均匀性,总排量稳定性变异系数和各行排量一致性变异系数分别低于1.0%和4.00%;油菜、小麦的排种均匀性变异系数分别低于19.0%和12.5%,种子破损率低于0.1%。田间试验表明油菜种植密度为40~68株/m2时,稳定性变异系数低于20%;小麦单位面积植株数量为129和252株/m2时,稳定性变异系数分别为8.34%和8.12%,达到油菜、小麦的农艺种植要求。该研究为气送式集排器结构优化和排种性能提升提供了参考。     

油菜气力滚花滚筒式精量集排器充种性能仿真分析与试验

为提高油菜气力滚筒式精量集排器的充种性能,设计1种滚花排种滚筒,确定了滚花排种滚筒的结构参数,构建了充种区强制带动层种子的力学模型。EDEM仿真分析滚花结构、排种滚筒转速和充填高度对种群充填角、拖带角和动力学特性的影响。结果表明:滚花排种滚筒拖带角随排种滚筒转速增大而增大,且大于无滚花排种滚筒;种群充填角随排种滚筒与种群间的摩擦力增加而增加。同时,随排种滚筒转速的增加,种群所受合力、法向力和切向力以及种群速度线性增加;随充填高度的增加,种群所受合力和种群速度线性增加,且排种滚筒转速或充填高度一定时,滚花排种滚筒的种群动力学特性优于无滚花排种滚筒。台架试验表明:当排种器负压为-2 500Pa、正压为500Pa、充填高度为-5mm、排种滚筒转速为30r/min时,合格指数90.10%,漏播指数1.56%;当排种滚筒转速在15~50r/min范围内时,各行排量一致性变异系数和总排量稳定性变异系数分别低于5.5%和2.0%,种子破损率低于0.2%。田间试验结果表明,以滚花排种滚筒为关键部件的集排器能满足油菜播种机技术要求。     

油麦兼用型气送式集排器增压管气固两相流仿真与参数优化

为明确增压管结构对油麦兼用型气送式集排器分配均匀性的影响,该文运用DEM-CFD气固耦合方法仿真分析了波纹间距、凹窝深度和增压管长度对种子运动特性、分配均匀性和增压管气流场的影响,台架试验研究了增压管长度和气流压强对分配均匀性的影响.结果表明:增设增压管明显提高种子分布均匀度系数,降低种子速度和分配均匀性变异系数.速度流场分析表明增压管波峰与波谷的气流速度和压强交替变化,增压管中种子速度与受力呈现"正弦形"变化趋势.凹窝深度、波纹间距和增压管长度分别为4.2、15和180 mm时,种子分布均匀度系数和分配均匀性变异系数分别为91.17%和4.91%.台架试验表明,在优化结构参数组合下,排种油菜和小麦的气流压强分别为1200和1600 Pa时,分配均匀性变异系数分别达2.84%和2.89%.该研究为分析增压管中种子运动特性和优化其结构参数提供了参考.     

套作模式下链环式覆土器的参数优化

针对在西南丘陵地区使用小麦免耕直播机播种时的覆土要求,采用中心组合试验设计方法进行链环式覆土器的机播试验,建立了覆土合格率与外径、链环厚度、链环宽度的数学模型,并采用响应面优化分析,得到了链环式覆土器的最佳结构参数.结果证明:当外径为150 mm、链环厚度为9mm、链环宽度为16mm的较优参数组合时,覆土合格率达98.07％.实践证明该优化方案可行,为西南地区小麦直播机的改进设计提供了理论依据.     

种植方式对杂交稻枝梗和颖花分化及退化的影响

为探讨杂交稻机械化播栽技术的穗粒数形成特点,以F优498为材料,采用两因素裂区试验设计,研究了3种种植方式和2个穴苗数水平对杂交稻枝梗和颖花分化及退化的影响。结果表明,机械精量穴直播和机插的每穗总枝梗分化数及现存数均高于常规手插,每穗总颖花现存数显著低于常规手插。机械精量穴直播的一次枝梗、颖花分化数和现存数显著高于常规手插,机插的一次枝梗、颖花分化数和现存数则显著低于常规手插。机械精量穴直播和机插的二次枝梗分化数和退化数均显著高于常规手插,二次颖花分化数表现为机插>常规手插>机械精量穴直播,二次颖花现存数则是常规手插>机插>机械精量穴直播。不同种植方式之间,二次枝梗分化数和退化数差异主要集中在稻穗基部,不同一次枝梗部位的二次枝梗现存数呈现“先升后降”趋势,主要与稻穗基部二次枝梗严重退化有关。每穗一次颖花现存数从穗基部至顶部呈逐渐下降趋势,不同一次枝梗部位的二次颖花现存数差异则与该部位分化二次颖花的能力有关。高穴苗数处理每穗枝梗和颖花分化数及现存数均显著低于低穴苗数处理。考虑种植方式和穴苗数二者的交互效应,机插和常规手插适宜配合低穴苗数,机械精量穴直播则以高穴苗数为宜。