桃园残枝粉碎还田改善土壤理化性状提高桃品质

针对目前北京地区桃园生产土壤覆盖方式单一的问题,该文对新的土壤管理模式进行了探索。于2013-2015年在北京市平谷区矮化密植桃园采用田间小区试验,进行3种处理对土壤团粒结构、土壤紧实度、土壤水分特性、土壤有机质、CO2释放速率、果品品质影响的试验研究。结果表明,在整个果树生长期,残枝粉碎覆盖对土壤特性具有显著影响,二月兰种植1 mm大团聚体含量比清耕和树枝覆盖分别多31.7%、22.2%;0~20 cm土壤紧实度,清耕无覆盖比二月兰种植大14.8%,比残枝覆盖大21.8%;与对照相比,土壤CO2释放速率提高193.46%;果园树枝覆盖、二月兰种植、清耕稳定入渗率分别为4.22、8.41、10.01 cm/h;二月兰种植和残枝覆盖土壤有机质含量较清耕分别增加183.2%、119.8%(P0.05);果园残枝覆盖较清耕处理可溶性固形物增加6.1%,单果质量提高7.9%。因此,果园残枝覆盖可以改善土壤理化性状,提高果实品质。     

基于自动取阈分割算法的秸秆覆盖率检测系统

在分析保护性耕作地块覆盖秸秆和土壤亮度存在差异的基础上,以MATLAB为工具,采用自动取阈图像分割算法,提取田间实拍图像中的秸秆及土壤信息,统计图像中秸秆覆盖面积,利用秸秆覆盖率算法实现对地表秸秆覆盖率的自动检测。系统经田间模拟试验校正后,田间测试误差可控制在4%以内,平均检测效率可提高约72倍,为开展保护性耕作技术秸秆覆盖研究提供了一种可行有效的方法。     

自动导航与测控技术在保护性耕作中的应用现状和展望

实现智能化是提升保护性耕作机具作业质量和效率的重要途径，自动导航与测控技术作为智能化技术的重要组成部分，近年来在保护性耕作中的应用发展迅速。本文首先从接触式、机器视觉式和GNSS式三种免少耕播种自动导航技术入手，阐述了自动导航技术在保护性耕作中的应用现状；然后对作业参数监测技术的发展动态进行了详细介绍，包括地表秸秆覆盖率的快速检测技术、免少耕播种机播种参数监测技术及保护性耕作机具作业面积监测技术；之后阐述了保护性耕作机具作业控制技术的发展现状，主要介绍了免少耕播种机漏播补偿控制技术和作业深度控制技术。最后在总结自动导航与测控技术在保护性耕作中现有应用的基础上，展望了未来保护性耕作机具自动导航技术、作业参数监测技术和保护性耕作机具作业控制技术三者的研究方向。     

基于卓越农林人才2.0计划的农业机械化及其自动化专业培养方案优化

中国农业大学的农业机械化及其自动化专业，自1952年成立以来，取得了可喜的成绩。基于时代背景和发展需要，该专业积极进行了培养方案的优化提升，对培养目标、课程体系、实验实践和国际化等方面，全面进行优化，旨在培养具有中国特色和国际化视野，懂农业、爱农村、爱农民的一流农林人才，服务乡村振兴发展、生态文明建设和美丽中国建设。      

基于高光谱成像的玉米收获后根茬行分割方法

在华北一年两熟区，利用联合收获机留茬收获玉米后，玉米根茬行与行间秸秆及裸露地表颜色相近，采用传统的图像检测方法对其进行分割比较困难。针对该问题，采集了利用联合收获机留茬收获玉米后的根茬行高光谱图像，以根茬顶端切口为目标，提出了一种玉米根茬行高光谱图像的分割方法。首先，对黑白校正后的全波段图像进行主成分分析，根据主成分图像权重系数优选出3个特征波长，分别为1260、1658、2131nm；然后，对3个特征波长处的图像再次进行主成分分析，并对所得到的PC2图像进行单阈值分割；最后，通过中值滤波、形态学开运算、根茬行区域外噪声滤除对分割结果进行优化。为验证该分割方法的效果，利用采集的50幅玉米根茬行高光谱图像进行试验，并选取分割准确率、召回率和F1值对分割结果进行定量评价。结果表明：该分割方法下的玉米根茬行图像分割效果较好，分割准确率、召回率和F1值分别为91.85%、90.49%和91.16%。研究结果表明基于高光谱成像技术可对玉米根茬行进行分割。     

机械式小麦射播排种器参数优化与试验

针对机械式小麦射播排种器作业过程中存在的种子碰撞力较大、破损率高的问题，该研究采用TRIZ（Theory of the Solution of Inventive Problems）理论对小麦机械式射播排种器的关键部件参数进行优化，通过对种子在排种器内部的运动学分析，确定了影响小麦种子与排种器内部碰撞程度的因素为排种器转速、叶片后倾部分曲率半径与叶片安装角度，采用EDEM软件模拟小麦种子在排种器内部的运动情况，以种子破损率、平均排种速度与播种深度变异系数为试验指标，进行台架试验，结果表明，当排种器转速为1 000 r/min，叶片后倾部分曲率半径为40 mm，叶片安装角度为15°时，种子破损率为1.1%，平均排种速度为32.5 m/s，播种深度变异系数为8.9%，满足小麦播种作业要求。     

伸缩指杆式玉米秸秆旋耕掩埋机设计与试验

针对黄淮海小麦、玉米两熟区玉米秸秆全量还田后，现有旋耕整地作业存在表层土壤土秆混合秸秆量大、影响后续小麦播种质量的问题，设计了一种伸缩指杆式玉米秸秆旋耕掩埋机。通过偏心伸缩指杆组先接触秸秆，并低速近抛秸秆，旋耕刀后接触已被清理秸秆的土壤，并高速远抛土壤覆盖秸秆，实现“秆下土上”分离掩埋。对秸秆旋耕掩埋机的旋耕刀、伸缩指杆进行运动分析，确定了旋耕刀和伸缩指杆速度的关系，完成了偏心伸缩指杆组、栅栏、压秆齿等关键部件的结构和参数设计，并运用多体动力学RecurDyn软件对旋耕刀、伸缩指杆和压秆齿端点的运动轨迹进行追踪，分析了三者端点速度和角速度的变化规律，仿真结果表明速度和角速度变化规律与理论分析一致。对秸秆旋耕掩埋机和普通旋耕机进行了田间对比试验，测定地表50mm以下的秸秆掩埋率，结果表明：秸秆旋耕掩埋机的秸秆掩埋率为83.25%，比普通旋耕机提高了10.05个百分点。     

秸秆后覆盖小麦播种机设计与试验

针对华北平原麦-玉两熟区,小麦在玉米秸秆覆盖地撒播易出现秸秆堵塞、麦种架空、晾籽等问题,利用正转旋耕抛土模型以形成土壤、秸秆顺序覆盖,设计了一种秸秆后覆盖小麦播种机,可一次完成旋耕、均匀撒播、覆土、覆盖秸秆、镇压等作业。旋耕刀采用对称螺旋线排列;通过抛土运动分析确定了被抛物料运动的最大高度为0.52 m,水平方向最大位移为0.79 m,并确定了导土板的位置参数;通过性能试验优选分种装置与水平方向夹角为35°,分种板间的距离为50 mm。在河北涿州试验站进行了整机田间试验,结果表明:正转旋耕装置能有效抛土、抛秸秆,避免秸秆、根茬堵塞分种装置,耕深稳定在148~152 mm内,耕深稳定性系数为95.5%,多功能行走轮滑移率约为5.3%,机具通过性能符合国家标准(GB/T 20865—2007)要求;机具作业后秸秆覆盖量平均为1.07 kg/m2,达到作业前秸秆覆盖量的80%;播深稳定在30~35 mm内,播深合格率为91.1%,不同位置幅宽内10 cm×25 cm矩形框内麦种数量稳定在29~30粒,符合农艺要求。     

水平拨草轮式玉米免耕播种机设计和试验

设计了水平拨草轮式玉米免耕播种机，确定了拨草轮、开沟器和播种覆土装置等部件的主要结构参数。田间试验表明，采用动力水平拨草轮和刀刃型开沟器相结合的防堵原理，能够有效清除秸秆、杂草，保证机具通过性能。与条带旋耕式玉米免耕播种机相比，在满足种肥深度要求下，土壤扰动量减小了69.7%，单位油耗减小了19.3%，较好地满足了农艺要求。     

农业碳生产技术与农业可持续发展

气候变暖是现代社会面临的重大挑战之一,近年来气温以前所未有的速度攀升。CO2、CH4、NOx等是温室效应的主要驱动者,