一垄双行深施肥机的设计与试验

针对贵州山区烟草种植单垄单行、化肥浅施、施肥不精确等因素带来的问题,设计了一款适合贵州平坝地区使用的一垄双行深施肥机,可一次性完成起垄和精准深施肥作业。该机设计了垄面成型装置和精准施肥控制系统,使化肥深施且施肥量与机器行进速度匹配,实现了精准施肥。田间试验结果表明:该机可以一次性起垄,同时对两垄烟精准深施肥;起垄垄形饱满,垄高、垄顶宽、垄基宽变异系数分别为6.4%、1.5%、0.7%,合格率在92%以上;施肥稳定无断条,排肥防堵性能好,施肥效率达0.41hm~2/h,施肥量偏差控制在4.5 8%以内。该机起垄、施肥效果均满足农艺要求,为贵州烟区起垄施肥作业提供了参考。     

生物有机肥对烤烟烟碱累积的影响

为了研究生物有机肥对烤烟烟碱累积的影响,在相同氮用量的情况下,对烟株施用不同量生物有机肥后对其烟碱含量进行了测定。结果表明,烤烟烟碱的累积与氮素的吸收并不同步,对氮的吸收速率在移栽后50 d左右达到最高峰,烟碱的积累在移栽50 d前缓慢,50 d后积累开始增加,打顶后烟碱积累急剧增加,最大累积强度发生在移栽后80 d左右,施用生物有机肥的处理并未改变这种趋势,但烟株现蕾前的累积强度高于纯化肥处理。各处理烟株根、茎、叶中烟碱含量受打顶的影响,打顶前烟根含量最高,茎和叶相差不大,而打顶后烟叶远高于烟根,烟茎中烟碱含量最低。施用生物有机肥烟碱积累总量高于纯化肥处理。     

毕节市耕地土壤pH的空间变异特征与影响因素

为了探讨耕地土壤pH的空间变异及影响因素,以贵州省毕节市为研究区域,开展了耕地土壤pH的实地监测调查,获取了各监测点的空间位置和属性数据。结合地统计学和GIS方法,探讨了耕地土壤pH的空间变异特征。结果表明:毕节市0~10 cm层耕地土壤pH分布于5.12~9.20,土壤pH最优插值模型:趋势指数为1,插值模型为有理二次方程式,块金值与基台值之比为65.10%,表现出中等的空间相关性,说明结构性因素(自然因素)对0~10 cm层耕地土壤pH影响较大。在不同母质中,耕地土壤pH从小到大为:基性岩类、砂页岩类、河流冲积物、碳酸盐岩类、紫色岩类、泥质岩类、石英岩类。在不同土壤类型中,耕地土壤pH由小到大为:6.29、6.83、7.07、7.17、8.20,对应土壤类型分别为:石灰土、黄壤、黄棕壤、紫色土、棕壤。与地形的相关分析表明,耕地土壤pH与高程、坡度、坡向分别为中等相关、弱相关、中等相关。总的来说,耕地土壤pH受结构性因素(自然因素)和人为因素影响的共同作用。     

双料箱施肥机关键部件的设计

为了合理利用有机肥和复合肥,满足多种经济作物的施肥要求,本研究研制了双料箱施肥机,可一次性完成起垄和施肥作业。为了合理设计该施肥机的排肥参数,对复合肥和自行研制的酒糟有机肥进行物理性质测定。根据2种肥料的物理性质并结合施肥要求,得到该机具有机肥和复合肥的排肥机构、料箱等关键部件的设计参数,排肥机构的极限转速为3.23 r/s。机具的田间试验结果表明,各档位施肥的均匀度均在94%以上,复合肥与酒糟有机肥施肥量在各档位下的变异系数均在0.04以内,施肥比例均接近于3∶1。施肥幅宽和深度的均值为5.43 cm和21.64 cm,变异系数分别为0.07和0.04,基本达到了当地的施肥要求。     

小型履带式链式深耕机设计与试验

为解决南方山区长期使用微耕机进行土壤耕整造成土地耕层浅及浅耕层下形成板结的犁底层,影响作物根系下扎及水、肥入渗困难等问题,设计了一种适合南方山区使用的小型履带式链式深耕机。该机由6.3k W的风冷柴油机提供动力,整机包括液压控制系统、链式深耕装置及履带行走装置。样机试验结果表明:深耕作业时耕深可达25cm,耕深稳定性可达94%,可以达到打破犁底层的深耕需求。该机在开沟的同时,可实现一机多用,提高了机器利用率,具有广泛的应用前景。     

炭基复混肥配方对土壤酶和烤烟生理、养分积累及产量的影响

为筛选适宜配方,通过贵州黄壤田间试验,研究不同炭基复混肥配方处理对土壤酶活和烤烟生理、养分及产量特征的影响。结果表明:随着炭基复混肥配方中生物炭比例的增加,土壤脲酶活性表现为递增趋势;烤烟净光合速率呈递增趋势,钾积累量逐渐升高,增幅为0.3%～10.4%,产量提高。BCF15处理土壤脲酶和硝酸还原酶活性最高;烤烟叶绿素含量、类胡萝卜素含量、净光合速率和水分利用率最高,氮和钾积累量最大,分别为7.28和8.15 g/株,经济性状表现最突出,产量和产值分别达206.19kg/667m2和4 804.14元/667m2。上述结果表明,BCF15(N∶P2O5∶K2O=9∶13∶22,生物炭比例为15%)是炭基复混肥较适宜的配方。     

面向大窝移栽的螺旋成穴装置设计与试验

针对大窝移栽穴制作机成穴装置工作过程中成穴头振动过大、所制窝穴表面粗糙及窝穴合格率不高等问题,设计了一种带有圆锥芯螺旋成穴头的成穴装置,实现所制窝穴在不经任何处理的情况下窝穴表面有较平滑的弧度及较高的合格率。成穴装置核心部分由螺旋成穴头和防护罩组成,二者皆连接在输入轴上。基于螺旋升土原理,成穴头主轴设计成圆锥芯,外表面增设双螺旋叶片,可有效增加成穴装置的稳定性。运用EDEM软件对成穴过程进行仿真分析,验证了上述设计的可行性。田间试验表明:基于螺旋升土原理设计的成穴头,所制窝穴平均窝径为23.84cm,平均窝深为19.4cm,窝穴合格率为87%,各项指标均能实现大窝穴移栽穴制作机螺旋成穴头的预期要求。     

特制有机肥提高贵州黄壤氮矿化和硝化率的研究

植烟土壤中的氮素形态比例是优质烟叶生产的关键,合理施用有机肥可以调节土壤中不同形态氮素矿化水平。以贵州植烟黄壤为研究对象,采用Stanford长期好气间歇淋洗培养法,研究并模拟了不同特制有机肥施用量(0(CK),750 kg·hm~(–2)(1F),1 500 kg·hm~(–2)(2F),2 250 kg·hm~(–2)(3F))下的土壤氮素矿化过程。结果表明,供试贵州黄壤培养5 d后硝化率低于10%,后期硝态氮释放比例严重偏低,土壤在烟草旺长期能供给的硝态氮总量为66.89 mg·kg~(–1),不能满足烟草全生育期内的需氮情况。特制有机肥施用后土壤速效氮矿化速率均呈"前快后慢"趋势,前期矿化量高,后期矿质氮素释放减少并逐渐稳定,符合烟草生长对氮的吸收规律。特制有机肥施用显著提高了土壤速效氮矿化量,速效氮矿化量最多增长420.1%,硝态氮最多增长276.6%。添加特制有机肥显著提高了植烟黄壤硝化率,硝化率增幅范围为8.1%～50.4%。3F处理特制有机肥施用量条件下,土壤硝化率变化范围为43.69%～51.22%,最符合烟草对不同形态氮素的吸收比例,有助于提高烟株产质量。综上所述,每公顷施用2 250 kg特制有机肥最适宜贵州黄壤烟草种植。     

链式深耕机刀具切削土壤数值模拟

为解决南方山区地形复杂问题,研制了一种小型履带式链式深耕机,设计要求是要达到耕深25cm。为此,应用有限元分析理论及Solid Works建立刀具模型,导进ANSYS/LS-DYNA软件中,创建了土壤的几何模型,然后运用该软件对单个刀具切削土壤过程进行数值模拟,旨在揭示单个刀具-土壤的工作机理。同时,对其切削力以及切削深度进行了分析,验证了所研制出的深耕机可以满足25cm的设计耕深要求,而且得到一个周期内刀具切削土壤的Von Mises Stress等效应力云图,为分析切削力及深耕机刀具与土壤相互作用的数值模拟方面的研究提供了参考。     

两种材质井窖移栽成穴头模态分析

为了探究不同材质的井窖移栽成穴头在井窖制作过程中对脱土减阻、入土能力和井窖成型质量的影响,利用UG软件建立三维模型,基于ANSYS有限元分析软件平台对钢制成穴头和尼龙-钢制成穴头进行了模态仿真分析。取前6阶模态,对2种成穴头的固有频率和最大振幅进行对比。结果表明:尼龙-钢制成穴头前6阶模态的平均振幅大于钢制成穴头,是其1.4倍;尼龙-钢制成穴头前6阶模态下各阶固有频率均小于钢制成穴头,低阶频率下更容易被激发发生共振变形;从振型发生的部位比较,尼龙-钢制成穴头的各阶振动变形均主要发生在部件下部小端处。由此得出结论:相对于钢制成穴头,尼龙-钢制成穴头在井窖的制作过程中,能增强其脱土减阻潜力,并增强了井窖壁强度,提高了成穴头入土能力。该研究可为成穴头材料的选择和井窖移栽机设计提供参考。