农业机械土壤压实影响因素分析

农业机械造成的土壤压实逐渐成为一个世界性问题.为此,着重分析了影响农业机械田间土壤压实程度的因素,包括土壤含水量、机具行走、作业次数和牲畜行走.在影响因素分析的基础上,根据土壤压实的特点,提出了减少田间土壤压实的措施和技术策略.     

冲击原理在土壤压实测量技术中的应用

土壤压实是农业中的一般现象,指土壤颗粒之间的小孔丢失,从而引起空气与水不能自由流通.研究土壤压实最主要的是土壤压实程度的测量.土壤压实测量技术的好坏直接影响了土壤压实的测量结果.介绍了冲击原理,并对现有的土壤压实测量技术进行分析研究,提出了基于冲击原理的土壤压实测量技术.对冲击式土壤压实测量技术进行研究,建立了冲击杆——土壤系统的模型,为土壤压实的测量另辟蹊径,使土壤压实测量技术更加完备.     

逆旋开沟机械——土壤耦合作用机理研究综述

旋耕刀盘逆转旋切被认为是一种在压实土壤中有效的开沟作业方式,对于提高果园机械化程度具有重要意义。目前,对该类型装置研究多以大田开沟及浅耕松碎土作业为主。为探讨压实、深切条件下土壤的破碎及排抛问题,围绕逆旋开沟机械-土壤耦合作用机理,从土壤剪切破坏模式及其影响关系、旋耕刀—土壤互作机理及分析模型的建立、土粒团的运动力学分析与建模、逆切旋耕刀结构优化与减阻降耗等4个方面进行综述,指出了现有(理论)研究存在的主要问题,讨论了土粒高效排抛的基本要求,分析了可能影响压实土壤旋切开沟作业性能的关键因素及其主要研究方法。     

一种精整机压实强度的关键参数控制分析

通过对精整机的工作对象土壤特性进行分析，建立了土壤压实过程中的参数模型，获取在土壤压实过程中对压实强度有关键影响的控制参数。对不同影响参数进行试验验证，结果表明：在精整机工作过程中，压实力和压实滚轮直径对土壤压实强度和压实变形量影响显著，压实滚轮宽度对土壤压实强度和压实变形量影响不显著。研究可为精整机使用过程中参数调整提供理论指导。     

基于机器学习的土壤机械压实应用研究

农业机械作业造成的土壤压实已成为制约农业可持续发展的重要因素,过度机械压实使土壤理化性质恶化,甚至成为降低作物产量的主要原因。已有的土壤机械压实研究多是基于简单的数学统计分析,且研究重点为试验方案的设计,无法挖掘数据内部关系,也无法进行土壤机械压实程度的预测。近几年,随着机器学习的不断发展,越来越多的学者开始将其引入农业领域及土壤机械压实的研究。为此,分析了机械压实对土壤理化性质及作物生长的影响,总结了土壤机械压实的表征属性和常用机器学习算法及评价标准,并归纳了近几年基于机器学习的土壤压实的研究成果,给出了相关应用研究的建议。     

农田土壤机械压实的发生、影响及改良

近几十年,随着农田机械的发展,农田土壤机械压实已成为农业机械化发展所不可回避的问题。农田土壤机械压实对土壤物理、化学、生物以及作物生长发育均有明显的负效应。为此,系统分析了近年来国内外在土壤压实起因、压实危害以及减轻压实的技术措施等方面取得的研究成果。同时,介绍了减轻土壤压实作用的技术策略。分析结果有助于进一步了解农田机械进行田间作业时对土壤压实的影响,以便在生产中寻找实用有效的技术,破除土壤压实。     

蔬菜移栽机鸭嘴栽植器振动压实研究与试验

为解决在目前蔬菜移栽中鸭嘴栽植器入土时,由于土壤的压实度不够理想,苗穴易垮塌等问题,以土壤压实为研究对象,分析了振动压实机理,建立了土壤压实的动力学模型,通过偏心振动的方式设计了振动压实装置,振动频率通过调节电机转速来调节,振幅通过加减偏心块或者改变偏心块安装相位角来实现。针对试验用土进行了最佳压实含水率测定试验,在此含水率下通过多组试验测定了在不同振动频率、振幅、入土速度3个关键影响因素下的压实度。通过响应面法分析得出:振幅对于压实的影响最大,振动频率次之,入土速度影响最小,确定了在含水率27%、振动频率28Hz、振幅为1.35mm、入土速度为1500 mm/s下进行压实作业,此时在利于蔬菜生长的可压实度范围内取得最大的压实度值为64.73%,为蔬菜移栽机的研发提供了参考。     

不同农用轮胎对东北黑土区土壤压实的影响

为探究不同农用轮胎对东北黑土区土壤压实的影响,探索减少土壤压实、改善农田生态、保护黑土地的有效路径,本文以东北地区典型黑土耕地为对象,在玉米播种环节开展基于不同农用轮胎的田间作业对比试验。试验设置超低压子午线和普通子午线轮胎2种农用轮胎类型,采用科学取样法统计土壤紧实度、土壤含水率、土壤容重及土壤孔隙度4个关键土壤物性参数。在此基础上,基于CRITIC-熵权法构建土壤压实综合评价模型,并对普通子午线轮胎(CK)、超低压子午线轮胎(VF)在深度5、10、15、20 cm处的土壤压实状况进行统计学评价。试验结果表明,在土壤深度0～20 cm内,相对于普通子午线轮胎,超低压子午线轮胎使土壤紧实度降低11.38%、7.97%、5.36%、4.55%,土壤含水率提高11.06%、10.07%、7.37%、5.95%,土壤容重降低3.71%、3.81%、3.12%、2.73%,土壤孔隙度提高11.13%、12.25%、8.92%、5.86%。不同处理的土壤综合评价得分由大到小排序为VF5、VF10、CK5、VF15、CK10、VF20、CK15、CK20,说明在同等条件下,相对普通子午线轮胎,超低...     

农业机器引起土壤压实的方差分析

在春小麦种床上，分别由小四轮拖拉机、大型拖拉机和联合收割机3种机具压地一遍，以土壤体积密度作为评价土壤压实的指标，采用方差分析方法比较不同机具引起的土壤压实程度。分析结果有助于进一步了解北方地区几种典型的农业机器进行田间作业时对土壤压实的情况，以便在生产中引起足够的重视。     

田间土壤压实研究现状

在综述国内外农机土壤压实研究进展的基础上,结合土壤压实形成过程,从土壤含水量、耕作方式、农业机械3方面,内外因相结合的角度分析了影响田间土壤压实的因素。针对影响因素提出减缓土壤压实的可行性措施,总结了目前土壤压实研究中存在的问题和认识上的不足,并提出可行性建议。为进一步开展农业机械土壤压实方面研究提供参考。     

土壤紧实度估算G-A模型参数的空间变异分析

为了分析土壤入渗空间变异特征并为灌溉系统设计和管理提供依据,基于土壤初始重量含水率、土壤紧实度、土壤黏粒含量和入渗过程数据,利用多元线性回归方法,分析选用土壤紧实度对简化的G-A入渗模型参数进行估算的合理性;通过半方差函数分析,进一步探讨了不同畦田规格下土壤入渗空间变异特征.结果表明:土壤紧实度与土壤质地、结构和含水率关系密切,在与土壤入渗参数的回归关系中达到了系统的显著性要求,采用其对简化的G-A入渗模型参数进行估算是可行的;畦田规格由0.5 hm2扩展到3.0 hm2时,简化的G-A入渗模型参数的变异系数均在0.1~1.0,空间变异程度呈中等,空间结构具有中等相关性,且都可用球状模型进行描述,畦田规格差异对G-A入渗模型参数空间变异程度和空间结构影响不具有统计学意义.     

轮式作业机械对农田土壤压实的模拟试验研究

为了简化农田作业机械对土壤压实的试验过程,对轮式作业机械对土壤参数的压实影响总的变化趋势进行分析。用简单的试验装置对轮式作业机械对土壤的压实进行模拟试验,模拟试验测取了不同接地比压,不同通过次数下土壤含水率、容重和坚实度3项指标的变化。试验表明:接地比压和通过次数对当时土壤的含水率的影响不大;接地比压对土壤坚实度和表层土壤容重的影响较大;土壤被压实1次和2次时土壤的坚实度和容重有较大的影响;接地比压和土壤压实次数对深层土壤的容重影响不大。     

基于机器学习的机械压实对大豆产量的影响预测研究

为评估农业机械作业对大豆产量的影响，本文开展不同机型、不同压实次数的拖拉机压实试验，获取不同压实环境中的土壤物理性质和大豆产量数据，分别从影响大豆产量的机械因素、土壤因素和复合因素出发，使用多元线性回归(Multiple linear regression, MLR)、随机森林(Random forest, RF)、自适应增强模型(Adaptive boosting, AdaBoost)、人工神经网络(Artificial neural network, ANN)4种机器学习算法建立大豆产量影响预测模型，对模型性能及模型特征重要性进行综合分析。研究结果表明，机械作业与大豆产量间关系复杂，集成学习算法(AdaBoost和RF)所建立的模型具有更好的拟合效果，模型决定系数更高；利用复合因素对大豆产量建立的模型拟合度最高，其次为机械因素和土壤因素，其中基于AdaBoost的复合因素对大豆产量影响模型其拟合程度最优，其R²为0.92,MAE为1.33%,RMSE为1.86%;机械因素、土壤因素都会影响大豆产量，其中机械压实次数以及表层和亚表层的土壤坚实度为影响大豆产量的重...     

粘性土重塑方法分析与破碎性能比较

对揉搓法与非标准普氏击制样方法进行对比,结果表明后者为土壤破碎机理研究提供了更多可控的土壤状态,同时土样的力学行为更为稳定,因此便于定量研究粘性土的密度、含水率、击实功、比冲击破碎能之间的关系.试验结果表明密度不能准确反映粘性土的粒间结合强度,而比冲击破碎能可以反映土粒间的结合紧密程度,这表明传统的以密度或者相对紧实度为参照的土壤耕作比阻预测方法需要改进.将非标准普氏击与冲击破碎测试相结合的试验结果表明,土样的比冲击破碎能随击实时土壤含水率的增大呈指数增长趋势,土壤破碎体的分形维数随含水率呈对数下降的规律.     

瓜科嫁接苗自动回栽装置的设计与仿真

嫁接苗回栽的质量水平与回栽装置的设计有关,通过对人手工回栽嫁接苗的运动分析,设计一种集吸持与镇压于一体的回栽装置,并对嫁接苗在回栽末端执行器的空间位置以及回栽精度进行分析;现已知土壤总孔隙度对嫁接苗的培育有关,土壤总孔隙度越大越有利于培育壮苗。利用微量土体经验公式和土壤总孔隙度关系式,导出土壤总孔隙度与土壤应力的关系式,并得出土壤的应力越大总孔隙度越大的结论。通过分析镇压块镇压土壤后土壤受力情况,得出镇压块斜面角度对土壤应力有影响,并设计出30°、45°、60°斜面倾角的镇压块,利用EDEM软件并选用ECM颗粒模型对镇压后的基质土壤颗粒进行应力分析。通过仿真分析得出45°镇压块镇压土壤后整体应力比其他两种角度的镇压块大,因此它的土壤总孔隙度最大,最有利于培育壮苗。     

农田土壤机械压实研究进展

回顾了国际上近几十年在土壤压实起因、测定方法、压实危害以及减轻压实的技术措施等方面取得的研究成果。介绍了国际推行的减轻土壤压实作用的技术策略。