双免耕覆盖对旱地土壤微生物、酶活性和冬小麦干物质转运的影响

为了解双免耕覆盖下旱地土壤微生物数量、土壤酶活性及冬小麦干物质转运特征，研究了双免耕覆盖下麦田土壤中细菌、真菌、放线菌的数量、土壤蛋白酶和脲酶的活性、冬小麦花前和花后干物质向籽粒的转运量与传统耕作（对照）的差异。结果表明，与对照相比，双免耕覆盖下土壤中微生物的数量和酶活性在冬小麦不同生育时期和不同土层均显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）高于对照；在0～60 cm土壤中，双免耕覆盖下微生物总量平均较对照高68.2%，差异达极显著水平；土壤中蛋白酶和脲酶活性平均较对照高 27.3%和32.7%。双免耕覆盖下冬小麦花后干物质积累量对籽粒产量的贡献率为44.2%，较对照增加了 61.7%；产量较对照提高18.4%，二者差异达极显著水平。     

错开双圆盘开沟器用于玉米根茬地的试验研究

针对在玉米根茬较大,田地免耕直播时锐角式开沟器易出现挂茬、堵塞等问题,提出了采用错开双圆盘开沟器的方案。该开沟器可一次完成切断秸秆、劈开根茬、开沟施肥、播种的功能,用两圆盘实现传统上用1个圆盘切断秸秆、劈开根茬和2个圆盘开沟的3个圆盘的作用,从而简化播种机结构。通过设计样机,初步试验表明,其切断秸秆能力、入土能力等和机器质量密切相关,当整机配重增加到350kg时,播种机效果良好。     

玉米免耕破茬室内试验装置的研究设计

通过对国内外玉米免耕播种机破茬防堵部件的对比研究,确定采用滚动式破茬犁刀研制出本试验装置,并进行了室内土槽中的实验。该装置测量准确、方便,为研制出适合我国北方垄作玉米免耕破茬防堵部件提供了技术数据。     

新型花生免耕施肥播种机研制

针对国内花生机械播种机普遍存在缠绕壅堵、出苗不均匀等问题,设计一种新型花生免耕施肥播种机。该机设计新型的破茬清茬防缠绕刀具,并采用同位施肥技术,可一次性完成秸秆粉碎、开沟播种、施肥、覆土镇压等作业。田间试验结果表明:该免耕施肥播种机通过性能良好,有效地解决了秸秆对缠绕壅堵问题。播种、施肥深度合格率和变异系数分别为96%、92%和19.5%、15.6%,作业质量符合农艺要求。     

免耕精量直插点播偏置滑块机构的参数优化

以免耕直插式精量点播器的偏置滑块机构为研究对象,为实现该点播器接近零速投种对其结构参数进行优化分析。对偏置滑块的偏置距离e在[0,25]内抽出11组进行仿真分析。优化分析的结果表明:滑块偏置的距离e=10mm,点播器的鸭嘴入出土位移差s=68mm,鸭嘴在入出土瞬时速度v=42mm/s,曲柄摆角θ=30°。     

不同耕作和秸秆覆盖对三北2号玉米产量的影响

连续两年在慈利县研究了不同耕作方式(翻耕和免耕)和不同油菜秸秆覆盖量(全量、半量、0)对三北2号玉米产量和主要农艺性状的影响,以评价和筛选适合当地的耕作模式。结果表明,与免耕处理相比,翻耕各处理玉米平均产量增加了2.36%~9.11%,且在高温干旱年份(2013年)比雨水较多年份(2014年)增幅大。玉米单产均是秸秆全量覆盖处理半量覆盖处理不覆盖处理。翻耕+秸秆全量覆盖在连续两年的试验中产量均为最高,可在慈利县推广。     

免耕覆盖夏玉米耗水特性及土壤环境变化研究

2002～2003年在西北农林科技大学灌溉试验站夏玉米田进行了小麦秸秆不同覆盖量的大田试验.通过不同覆盖处理对夏玉米的耗水特性及土壤水热环境变化影响的研究,表明采用完全覆盖可使作物耗水减少27.6%、产量增加21.22%、1 m土壤含水率提高37%,覆盖焚烧处理耗水量高于免耕覆盖10%～41%.另外,利用秸秆免耕覆盖比覆盖焚烧土壤的速效氮、速效磷、速效钾均有所提高.最后,从节约资源和改善环境污染的角度分析了秸秆覆盖对土壤环境的影响.     

轻量化玉米垄作免耕播种机设计与试验

针对目前东北地区的免耕播种机主要依靠自重增加下压力来保证开沟深度的问题,设计了2BQM-2型轻量化玉米垄作免耕播种机,重量为一般免耕播种机的一半,可减轻对土壤的压实。轻量化垄作免耕播种机采用悬挂方式与拖拉机联结成作业机组,利用拖拉机液压系统的位置调节法来控制破茬深度。为了验证作业机组的工作性能,田间试验以播种机速度、播种深度、秸秆覆盖量为试验因素,以免耕播种机的工作阻力和粒距合格率为试验指标,进行三因素五水平二次回归正交试验。试验结果得到的最佳工况组合为:播种机速度为1.21 m/s,播种深度为4.96 cm,秸秆覆盖量为0.73 kg/m2时,播种机工作阻力为3.62 k N,粒距合格率为93.63%。经过对免耕播种机优化设计有效减轻了免耕播种机的重量,减少了机器的制造成本和工作时对土壤的压实,降低了能耗。经田间测量镇压轮压实土壤的深度平均为10 mm,相对现有的垄台被压平的机具,工作效果良好。     

利用最小水分限制范围评价东北黑土区免耕和垄作的土壤水分稳定性

为明确耕作方式对黑土土壤水分稳定性的作用,提高黑土区雨养农业对气候变化的适应性,该研究基于黑土区长期免耕定位试验,利用最小水分限制范围(Least Limiting Water Range, LLWR)评价免耕(NT)和垄作(CT)管理下土壤含水率有效性及其变异特征。结果表明:1)在0～5、5～10、10～20和20～40 cm 4个土层中,NT处理显著降低了5～10 cm的LLWR,其他3个土层LLWR差异均不显著;2)在平水年(2014)、枯水年(2015)和丰水年(2016),NT管理下作物生育期内0～40 cm平均土壤含水率正常率分别为48%、72%和85%,年间变异系数为0.23;CT的土壤含水率正常率分别为56%、20%和51%,年间变异系数为0.38;3)在丰水年,NT与CT的平均有效储水量差值最小,NT比CT高8.95mm;在枯水年相差最大,NT的平均有效储水量比CT高13.99mm。因此,NT管理下土壤水分更稳定地分布在LLWR内,在极端降雨年份(枯水年和丰水年)优势尤其明显。     

免耕播种机无轴螺旋排肥输肥装置设计与试验

针对西南地区坡度较大、免耕地表秸秆及根茬等造成耕地平整度较差,驱动式破茬防堵免耕播种机作业时机具整体产生振动较大,导致排肥器排肥及导肥管导肥作业性能差的问题,基于螺旋输送原理,设计了一种柔性无轴螺旋排肥输肥装置。通过对肥料的螺旋输送以及物料临界输送速度分析,得出螺旋叶片最佳充肥尺寸以及转速范围。采用EDEM仿真进行二次回归正交旋转试验和响应曲面法分析无轴螺旋排肥输肥装置最佳工作参数：螺旋叶片内半径3mm、螺旋叶片外半径12.8mm、螺旋叶片转速319r/min以及螺旋间距24.5mm。田间测试结果表明,在地表平整度平均值以及地表坡度分别为8.9cm、16.1°时,无轴螺旋排肥输肥装置在作业速度1.5 m/s时,排肥精度误差、均匀性变异系数分别为1.87%、2.52%,满足国家施肥标准,播肥符合当地农艺要求。所设计的无轴螺旋排肥输肥装置满足免耕播种施肥要求,可为在地表平整度较差时排肥和振动较大条件下排肥器以及导肥管的设计与改进提供参考。