基于GSM的设施农业气肥监控系统设计与实现

针对现有CO2监控设备存在操作复杂、控制方式不科学、CO2利用率低等不足,结合我国家庭式小规模农业生产现状,设计了一种基于GSM的设施农业气肥监控系统。系统以STC12C5A60S2单片机为中央处理芯片,以SIM900为通信模块,可通过SMS短信业务与现场控制两种操作方式对设施农业CO2浓度进行监控及预警。结果表明,系统具有稳定性高、操作简单、成本低等特点,为我国小规模农业生产提供了一种可行、高效的CO2浓度监控方法,有效提高了设施农业生产管理水平。     

梯形组合刀盘设计及作业性能试验

针对免耕播种机开沟器工作中容易出现缠草堵塞、草土混杂及干湿土混杂影响播种质量的问题,设计了一种新型梯形组合刀盘,制作了试验装置,并进行了土槽和田间试验。试验表明:梯形组合刀盘在秸秆覆盖量不大于1.2kg/m2时,通过性满足要求;梯形组合刀盘工作时组合刀盘和开沟器先后开出"W"沟和"V"沟,草土分离系数达95%,干湿土分离系数可达91.7%。梯形组合刀盘破茬防堵性能可靠,实现了草土分离及干湿土分离,可为种子萌发及出苗创造良好条件。     

冬小麦秸秆还田对夏玉米生长发育及产量的影响

【目的】探讨不同品种冬小麦秸秆、秸秆覆盖量和覆盖方式对夏玉米生长发育和产量的影响。【方法】于2012年在陕西关中一年两熟典型地区,采用随机区组设计,选用小偃22和小偃216 2个冬小麦品种秸秆,设秸秆混入耕层、秸秆带状覆盖、秸秆全面覆盖3种秸秆还田方式,以及4 500,7 500和10 500kg/hm2 3个秸秆还田量,以秸秆不还田为对照,于夏玉米幼苗期和发育中期测定株高、茎粗、次生根数、叶片颜色、单株干质量,并于成熟期测定株高、穗位高及产量构成因素,研究各处理对夏玉米生长发育及产量的影响。【结果】2012年夏玉米播种后由于较长时期干旱少雨,冬小麦秸秆覆盖的保墒作用大于其化感作用,各秸秆还田处理夏玉米生长发育及产量总体优于对照。在2个小麦品种秸秆中,以小偃216秸秆对夏玉米诸性状的表现较好;在3种秸秆还田量中,以7 500kg/hm2秸秆还田量较为适宜;3种秸秆还田方式中,则以秸秆带状覆盖方式对夏玉米生长发育影响较小;在此组合下,夏玉米幼苗和植株生长健壮,成熟期产量最高。【结论】对夏玉米进行秸秆覆盖时,以冬小麦秸秆覆盖量为7 500kg/hm2的带状覆盖方式最好。     

残膜卷拾机的设计与试验

针对国内现存残膜回收机回收效率低、含杂率高及卸膜困难等问题,设计了一种适用于玉米窄膜覆膜田作业的残膜卷拾回收机具。整机由起膜装置、膜杂分离装置和卷膜装置组成,一次作业可完成起膜、送膜、膜杂分离、卷膜及卸膜等作业项目。田间试验结果表明:在机具前进速度为2km/h时,机具残膜拾净率为92%,且作业性能较稳定,满足农业行业标准,为西北地区的小型残膜回收机的研究提供了参考。     

陕西关中一年两熟地区保护性耕作关键技术综合效应研究——Ⅰ.对农田土壤环境理化性状的影响

针对陕西关中一年两熟地区应用保护性耕作技术存在的问题,以冬小麦传统翻耕技术为对照,研究了裸地深松间隔年限,裸地与覆盖旋耕,覆盖深松深度,裸地与覆盖免耕,传统与秸秆还田翻耕5种类型10种耕作关键技术对农田土壤环境理化性状的影响。结果表明：两季作物的农田土壤环境理化性状,在裸地深松间隔年限三技术中,均以隔年深松各方面表现较好;在裸地与秸秆覆盖旋耕两技术中,均以秸秆覆盖旋耕各方面表现较好;在秸秆覆盖深松深度两技术中,均以秸秆覆盖深松各方面表现较好;在裸地与秸秆覆盖免耕两技术中,均以秸秆覆盖免耕各方面表现较好;而在翻耕两技术中,均以秸秆还田翻耕各方面表现较好。     

一种小型马铃薯捡拾机的研制与试验

目前国内应用较为普遍的马铃薯挖掘机将薯块挖掘条铺后需人工捡拾,工作效率低、劳动强度大。针对以上问题,设计了一种与30 k W拖拉机配套的小型马铃薯捡拾机。该机主要由捡拾装置、薯土分离装置、薯块升运装置、薯块收集装置等几部分组成,制作了样机并进行了田间试验。试验表明:该机薯土分离彻底,机组纯工作小时生产率为0.35~0.38 hm~2·h~(-1),平均伤薯率为4.4%,漏薯率为2.1%,含杂率为6.3%。     

十字槽种肥分施及分层施肥开沟器设计

我国玉米在机械化播种施肥作业过程中存在土壤扰动大、施肥量大,易造成前期烧种和后期脱肥等问题。为此,设计了一种十字槽开沟器,主要参数为:立刀和横刀的入土角20°,立刀的入土隙角8°,斜切角70°,横刀宽度100mm,长度80mm,后倾角20°,种、肥管向两侧弯曲半径28mm,并制作试验样机进行了室内土槽试验。试验表明:玉米播种深度、种肥深度、种子与种肥间距及种子与基肥间距平均为44、43、52、102mm,变异系数13%,播种、施肥稳定性和一致性较好。所设计的十字槽开沟器一次开沟可实现种子、种肥双侧分施及种肥、基肥的分层施放,减少了开沟器作业过程中的土壤扰动,能够满足玉米播种施肥农艺要求。     

耕作措施与秸秆还田对小麦-玉米轮作体系土壤质量的影响

通过在陕西关中平原地区连续7年的田间定位试验,运用多元方差分析及因子分析法比较评价了冬小麦-夏玉米轮作体系下4种耕作措施(深松、旋耕、免耕、传统耕作)及2种秸秆管理措施(玉米秸秆还田、不还田)对土壤质量的影响。结果表明:玉米收获后0~20 cm土壤容重免耕处理最大,旋耕、翻耕处理次之,深松处理最小;秸秆还田0~10 cm土壤容重较不还田处理降低2.33%,达显著水平。小麦、玉米收获后0~20 cm土壤养分组、有机质环境组及酶活性组指标变量受不同耕作措施的影响均大于受秸秆管理措施的影响。传统耕作两季土壤质量均最差。深松、旋耕有一定后效,且有机质养分因子得分较高,免耕则相反。综合土壤质量、作物产量及经济效益,玉米秸秆还田/深松/旋耕/播种小麦-小麦秸秆高留茬/免耕/播种玉米模式适宜在该区推广。     

大籽粒作物漏播自补种装置设计与试验

针对大籽粒作物精量播种机普遍存在漏播现象,改进现有排种与补种相互独立的补种位置不准确等问题,提出了一种基于超越离合器的大籽粒作物漏播自补种方法,采用激光光电传感器和霍尔传感器分别监测漏种和排种器速度,依靠排种器自身的超越旋转实现位置无偏差补种并能够故障报警,并设计制作了排种与补种一体化的漏播自补种试验装置。试验结果表明,排种速度2~5 km/h、连续漏播数≤3粒时,补种时间间隔误差≤1.37%,补种粒距合格指数为100%,合格粒距变异系数≤14.48%,平均成功补种率为92.98%,综合漏播率≤0.8%,播种率达到99.2%。该研究可为大籽粒作物精量播种机改进设计提供参考。     

气送式玉米高速精量排种器供种系统设计与试验

针对气送式玉米高速精量排种器进行高速精量播种时排种器内存种量波动较大,无法维持最佳作业状态的问题,提出通过改进供种装置结构、优化供种控制模型的技术思路。设计了一种智能供种系统,采用可替换轮片的新型供种轮结构和以正弦函数为基础的波动变量供种方式,根据供种效果实时调节供种速度波动幅度,从而使排种器内的存种量保持在较好区间,确保排种器在较高作业性能下进行持续性工作。对关键零部件进行了结构参数设计,通过离散元仿真和台架试验获取并验证了不同结构的供种轮较优工作区间,同时对波动变量供种模型性能进行了试验验证。试验结果表明,新型供种轮能够通过改变自身结构在供种速度250~1500g/min范围内将供种速度变异系数保持在20%以下。优化后新型波动变量供种控制模型将使供种速度以波动变量供种的方式进行平滑变化,在供种速度500~1500g/min范围内围绕供种需求进行100g/min左右幅度的波动供种,满足玉米精量播种的技术要求。