鼓形与圆柱形杆齿式纵轴流脱粒滚筒功耗对比试验

为降低功耗,同时减少脱粒滚筒堵塞,提高水稻联合收获机收获效率,设计了一种鼓形杆齿式纵轴流脱粒滚筒,并对其功耗进行了仿真与试验研究。以具有相同外部尺寸的圆柱形杆齿式纵轴流脱粒滚筒为对照,以脱粒滚筒旋转轴总力矩为试验指标,进行了基于离散元法的对比试验,结果显示：相同喂入量下,2种结构的脱粒滚筒旋转轴总力矩存在明显差异,鼓形滚筒旋转轴总力矩小于圆柱形滚筒,且随喂入量增大,差异越大。与仿真条件一致的2种脱粒滚筒结构功耗对比台架试验结果表明,在喂入量为0.8~1.6 kg/s时,随喂入量增加,滚筒功耗增大,与相同外部尺寸的圆柱形滚筒相比,鼓形结构的脱粒滚筒功耗平均降低5%~15%。     

施力方向与加载速率对藠头种子力学特性的影响

以大叶藠（Allium chinense G.Don）为研究对象,利用质构仪对藠头种子横向X轴、侧向Y轴和纵向Z轴进行压缩与剪切试验,考察不同施力方向及不同加载速率对藠头种子力学特性的影响。试验结果显示：藠头种子X、Y、Z方向的压缩极限载荷分别为89.20~139.20、120.70~294.70、101.40~184.60 N;加载速率分别为20、40、60、80、100 mm/min时,藠头种子的弹性模量均值分别为1.65、1.07、1.89、2.01、1.85 MPa,X、Y、Z方向的弹性模量均值分别为2.65、1.30、1.13 MPa,藠头种子的切断力均值分别为20.05、12.74、11.23、14.02、16.72 N,最小切断力为6.12 N,X、Y、Z方向的切断力均值分别为11.06、18.07、15.73 N。研究结果表明,施力方向与加载速率对藠头种子的极限载荷、弹性模量和切断力均有显著影响（P<0.05）,藠头种子Y方向有较好的抗挤压和抗剪切能力。     

再生稻气力式肥料集排装置的设计与试验

针对再生稻传统追肥作业中施肥量不均匀、肥料利用率低等问题,设计了一种气力式肥料集排装置。对影响施肥性能的主要因素进行四元二次回归正交旋转中心组合试验,以各行排肥量一致性变异系数作为评价指标建立回归模型,研究进肥角度、进肥高度、波纹管长度及排肥轴转速对各行排肥量一致性的影响。结果表明,影响此气力式肥料集排装置各行排肥量一致性变异系数的主要因素顺序为排肥轴转速>进肥角度>波纹管长度>进肥高度。采用Design-Expert10.0软件进行优化分析得出最佳的参数组合：进肥角度54°、进肥高度216 mm、波纹管长度200 mm、排肥轴转速47 r·min^-1,此时各行排肥量一致性变异系数为1.71%,施肥均匀性较好,能够满足再生稻追肥要求。     

基于PHOENICS的顺序输送管道混油浓度数值计算

分析了顺序输送的混油机理,在油品不可压缩、不考虑浮升力影响和油品参数不随温度变化三点基本假设的基础上,建立了混油数学模型。利用PHOENICS软件对顺序输送混油段的浓度分布进行了数值模拟,给出了混油浓度分布曲线。模拟结果与扩散理论推导的混油量计算公式计算结果吻合较好。     

机械直播定位施肥对水稻生育特性和产量的影响

采用缓释肥100％撤施、缓释肥100％机施、缓释肥80％机施、习惯施肥和无氮处理,研究了机械定位施肥节氮精量穴直播水稻的生育特性和产量形成特性.结果表明,在水稻生长中后期缓释肥100％机施处理和80％机施处理的单穴植株地上部干重、水稻叶片叶绿素a和叶绿素a+b的含量、水稻倒一叶和倒二叶叶绿素SPAD值高于习惯施肥处理.缓释肥100％机施处理和80％机施处理较习惯施肥分别增产9.50％和8.20％.缓释肥机械定位施用比习惯施肥极显著提高氮肥的农学利用率,同等用肥量条件下提高3.84 kg/kg.     

开沟起垄穴直播方式对水稻分蘖前期甲烷排放的影响

【目的】研究开沟起垄式水稻精量穴直播技术对甲烷气体排放的影响.【方法】选取同步深施肥精量穴直播(30 cm)、宽窄行(35 cm+15 cm)精量穴直播和25cm固定行距精量穴直播3种直播方式,以人工撒直播、机插秧、手抛秧和人工移栽为对照,利用静态箱法测定水稻分蘖前期甲烷的排放通量.【结果和结论】对2010和2011年2年采集的数据分析结果显示,与非精量直播对照组相比,精量穴直播可以降低田间54.55%甲烷气体排放(P=0.011);不同栽种方式的甲烷平均排放通量顺序为:深施肥精量穴直播[(1.48±0.44)mg·m-2·h-1]宽窄行精量穴直播[(1.65±0.30)mg·m-2·h-1]固定行距精量穴直播[(2.57±0.56)mg·m-2·h-1]人工撒直播[(2.89±0.61)mg·m-2·h-1]机插秧[(3.77±0.64)mg·m-2·h-1]人工移栽[(4.76±0.90)mg·m-2·h-1]手抛秧[(5.33±0.84)mg·m-2·h-1].研究结果表明开沟起垄穴直播技术可以有效降低水稻分蘖前期甲烷气体的排放.     

土壤直角切削的有限元仿真

为减少耕作阻力,优化耕整机具结构与性能,基于ANSYS/L-SDYNA利用修正的Drucker-Prager塑性模型、用Lagrange和ALE相结合的方法,以粘性土壤为对象开展了直线刃口刀具对其直角切削的有限元数值模拟,得到了土壤的滑移破坏变形状况、刀具应力分布和切削阻力变化.同时对该土壤开展了室内土槽试验,研究显示有限元仿真结果与试验结果基本一致.     

华北典型农田和畜禽场环境大气中活性氮化学组成和浓度变化特征

大气活性氮(N_r)是导致霾污染和过量氮沉降的主要前体物。随着近年来大气污染防治行动的深入,消减农业源N_r排放逐渐被提上议事日程。目前,针对农田和畜禽养殖场内外环境大气中N_r的实地测量资料较为缺乏,且以往研究多以氨气(NH_3)为主,很少关注其他N_r成分。为了阐明农业活动对大气N_r的潜在影响,本研究基于扩散管主动采样系统,对华北平原典型农田(河北香河和栾城农田)、养猪场和蛋鸡养殖场环境大气中的4种N_r成分,即NH_3、硝酸气体(HNO_3)、颗粒态铵盐(p-NH_4~+)和颗粒态硝酸盐(p-NO_3~-)开展了现场同步观测。结果显示:观测期间猪舍内NH_3和p-NH_4~+平均浓度(1 250.9μg·m~(-3)和76.6μg·m~(-3))显著高于舍外(378.5μg·m~(-3)和4.2μg·m~(-3));而猪舍内HNO_3和p-NO_3~-平均浓度(10.3μg·m~(-3)和20.8μg·m~(-3))与舍外接近(9.8μg·m~(-3)和22.1μg·m~(-3));鸡舍内仅NH_3平均浓度(197.7μg·m~(-3))显著高于舍外(77.3μg·m~(-3)),而p-NH_4~+、HNO_3和p-NO_3~-平均浓度(7.3μg·m~(-3)、9.0μg·m~(-3)和6.2μg·m~(-3))均与舍外接近(10.7μg·m~(-3)、9.9μg·m~(-3)和7.2μg·m~(-3))。总体上看,养猪场环境大气中N_r浓度显著高于养鸡场(P0.05)。香河和栾城农田大气NH_3、p-NH_4~+、HNO_3和p-NO_3~-的平均浓度分别为21.4μg·m~(-3)、1.9μg·m~(-3)、4.4μg·m~(-3)和5.5μg·m~(-3),显著低于养殖场外N_r浓度(P0.05)。从形态组成上看,养殖场和农田大气N_r主要以NH_3-N(占比80%)的形态存在,说明华北农业活动产生的N_r主要通过NH_3的形式向外扩散传输,并没有在当地快速转化为颗粒物。未来需要进一步研究N_r在大气中的传输路径和转化机制,为制定有效的减排措施提供科学支持。     

离心侧抛式藕田撒肥器设计与试验

针对藕田机械化施肥实际需求,该研究设计了一种离心侧抛式撒肥器。通过建立单个肥料颗粒在叶片上受力的理论模型,确定影响颗粒运动特性的主要参数为撒肥盘转速、叶片倾角和叶片偏角。以肥料喂入速率以及上述因素为影响因素,利用EDEM软件进行单因素仿真试验,结果显示以撒肥器中心为原点,沿抛撒方向,肥料在单个统计区域的分布量变化趋势为先升高后降低。定义肥料分布最多的单个统计区域与撒肥器间的距离为峰值距离,以肥料分布均匀性变异系数和峰值距离为评价指标进行正交旋转仿真试验,根据试验结果利用Design-Expert软件对撒肥器结构进行优化,求取峰值距离为10、21m且均匀性变异系数最小的两种叶片各自对应的叶片倾角和叶片偏角分别为8.5°、17.5°和11.5°、–1.9°。以上述结构撒肥器开展仿真与实际撒肥试验。仿真结果显示:撒肥盘转速1 250 r/min、喂入速率0.316 kg/s时,肥料分布均匀性变异系数、峰值距离、作业幅宽分别为19.43%、21 m和29 m,实际试验结果分别为21.95%、18.6 m和24.5m。以藕田追肥中常用肥料尿素、复合肥、磷肥为对象开展撒肥性能试验,结果显示,撒肥盘转速、喂入速率、肥料种类、肥料种类与转速的交互项、肥料种类与喂入速率的交互项对肥料分布均匀性变异系数影响极显著(P0.01),转速、喂入速率、种类对作业幅宽影响极显著(P0.01)。该研究结果可为藕田撒肥机械设计提供重要参考。     

普洱咖啡土壤基本理化性质与咖啡感官品质的相关性分析

为了探究咖啡土壤基本理化性质与咖啡感官品质之间的关系,对云南普洱主要咖啡产区的土壤及咖啡生豆进行了采样分析,测定了土壤pH、有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量,并对咖啡豆的感官品质进行评定,分析了土壤基本理化性质各指标与感官品质之间的关系.结果表明,pH与碱解氮、速效磷相关性显著;有机质与碱解氮相关性极显著.酸质与风味、余韵回甘、醇厚度、平衡感相关性显著;醇厚度与风味、回味、平衡感、整体相关性极显著.平衡感与回味相关性显著.土壤速效钾与咖啡感官品质的平衡感相关性显著,而土壤pH、土壤有机质、土壤碱解氮、土壤速效磷与咖啡感官品质的相关性不显著.