水稻温室立体育秧夜间补光技术试验研究

水稻工厂化立体育秧已成为节省秧田、培育机插优质秧苗的重要方式。工厂化立体育秧能够有效提高育秧棚的效率,并保证秧苗质量,但温室内光环境却成为了影响秧苗生长的主要因素之一。为改善水稻温室立体育秧的光照环境和探索杂交稻不同播种量对立体育秧的适用性,采用均匀试验设计方法进行了杂交稻播种量、光照度及夜间补光时长3个因素的温室立体育秧试验,通过逐步回归分析方法获得秧苗茎基直径、壮苗指数以及根系土壤盘结力与3个因素之间的函数关系。试验结果表明:一定的夜间补光对提高水稻温室立体育秧秧苗素质有积极影响,综合分析得到在杂交稻播种量0.05kg/盘、光照度1.5~3klx、夜间补光时长3~5h的条件下,秧苗素质与自然光对照接近,秧苗质量符合机插标准,适用于田间生产应用。     

温室立体育秧条件下杂交稻秧苗素质的试验研究

为探索温室立体育秧条件下杂交稻秧苗素质的影响因素及其作用,采用L9(34)正交试验分析了杂交稻的秧层、补光时长、品种和播种量4个因素对杂交稻秧苗素质的影响。研究结果表明:对于壮苗指数,因素影响的主次顺序是补光时长播种量品种秧层。对于温室立体秧架第2、3层,采用2 500lx的光照强度,夜间补光时长分别为4、3h,第1层(底层)应采用3 000lx的光照度,夜间补光时长为5h,可保证杂交稻在低播量条件下的秧苗素质,满足机插技术的要求。     

育苗新型设备——立体活动育秧苗架

<正>随着农业现代化的发展,工厂化育苗是重要的环节之一,为了充分利用温室设施的空间,目前较好的是采用梯形多层平架育苗,较大程度地提高了温室育秧苗的面积和数量,但是梯形多层平架存在架下部隐蔽,光照不平衡,需要经常翻盘,增加了劳动强度。还有一种就是螺旋电动育秧架,虽然解决了光照不平衡的问题,技术含量高,但是使用条件要求高且投资成本太大,很难被用户接受。我院经过多年的研究和生产比较,研发了一种立体活动育秧苗架,     

水稻秧盘育秧播种生产线电控式软硬秧盘自动供盘装置

为有效提高水稻秧盘育秧播种生产线的生产率,满足轻简化栽培技术要求,降低农民育秧成本,减轻劳动强度,解决现有自动供盘装置振动冲击大、供盘可靠性不稳定的问题,设计了一种可嵌放软塑秧盘的复合托盘和水稻秧盘育秧播种生产线电控式软、硬秧盘自动供盘装置。该装置以STM32单片机为控制核心,由接近开关检测等待供送的层叠秧盘,控制秧盘供送装置上的舵机实现对层叠秧盘的自动升落与供送。通过理论分析,建立了嵌入式复合托盘受力模型,确定了复合托盘的工作参数;设计了舵机升盘转轴机构、抬升指、输送装置等关键部件。为检测电控式自动供盘装置的工作稳定性,系统地进行了振动特性测试分析;以硬塑秧盘为试验对象,供盘成功率为试验指标,进行了三因素三水平的正交试验,结果表明,叠盘偏差范围对供盘成功率有显著影响,减小叠盘偏差能有效提高供盘成功率;通过分析试验结果,采用改进的渐进式导向板,实现对叠盘偏差纠错,并分别进行硬塑秧盘和嵌入式复合托盘嵌放软塑秧盘的试验研究,改进后的装置性能显著提高,硬塑秧盘的供盘成功率达100%。采用嵌入式复合托盘进行软塑秧盘自动供盘试验,软塑秧盘的供盘成功率大于98%,满足水稻秧盘育秧播种生产线自动供盘技术要求。     

组合式水稻钵苗育秧盘自动分装装置设计与试验

现有水稻钵苗育秧播种流水线前端的秧盘分离供应尚未完全自动化,特别是软钵盘的分离。为减少劳动力,降低人工成本,本文采用硬托盘与常规育秧软钵盘组合配套,设计一套水稻钵苗育秧盘的自动分装流水线,包括分离软钵盘的指夹式真空吸盘机构、分离硬托盘的滑块连杆机构及其组合而成的套盘机构,用于实现组合式育秧盘中软钵盘和硬托盘的逐个分离和套盘组装,以满足育秧播种流水线前端的秧盘全自动供应。设计一种柔性抓取的指夹式真空吸盘,吸管采用3D打印方式加工,并通过铰链对称安装,模拟人类手指的抓取动作。采用真空吸附的方式实现软钵盘的柔性抓取,不会对软钵盘表面造成损坏。利用ANSYS有限元分析软件对软钵盘受到真空吸盘吸附提升时的变形程度进行分析,确定8组真空吸盘的合理布局。利用ADAMS动力学仿真软件对分离硬托盘的滑块连杆机构进行运动学分析,确定最佳的升降高度以及连杆的开合角度。设计并搭建样机进行试验,试验结果表明：当分离套盘效率为600盘/h时,分离套盘成功率为93.25%,整机运行稳定,符合设计要求,满足一般水稻工厂化育秧播种流水线的工作要求。     

三角履带式甘蔗收割机转向系统的设计与试验

针对我国目前山地甘蔗收割困难、缺乏适用收获装备的问题,设计了三角履带式甘蔗联合收割机转向系统,主要包括后桥、轮桥连接架的设计和转向油缸行程确定。针对关键部件转向后桥和轮桥连接架进行了受力计算与有限元应力分析,对转弯半径进行了计算,并进行了相应的试验。关键零件应力测试试验结果表明:转向后桥的最大静应力为43. 67MPa,动态稳定应力约50MPa,仿真误差为12. 66%;轮桥连接架转向最大静应力158.59 MPa,动态应力为176 MPa,仿真的误差为9. 89%,仿真与实际基本一致。转弯半径试验结果表明:理论转弯半径为6.4m,实际测试时由于车速不同,转弯半径在6.127～6.5m范围内,与理论最大误差4.27%,在可接受范围内,转向系统的设计达到了设计要求。     

优质水稻工厂化育秧关键技术研究

针对重庆地区优质水稻育秧劳动强度大、成本高、秧块质量不规范的现实问题,研发自动翻盘水稻育秧架、浸种催芽一体机、工厂化育秧集中监控与智能控制系统,优化水稻工厂化育秧技术工艺、设施与设备配套、育炼苗管护等,形成水稻工厂化育秧生产技术规程,减少劳动力投入、降低劳动强度、提高生产效率,提高设施育秧水平。     

锯齿形连栋塑料温室的力学分析和结构优化

针对锯齿形连栋塑料温室的安全和经济设计要求,利用结构有限元分析软件,采用齿行法最优准则方法,对连栋塑料温室结构主构件参数进行优化设计。分析结果表明,各结构主要构件的材料强度利用率得到提高,优化设计后连栋塑料温室主立柱、主拱架和副拱架的材料强度利用率比优化前分别提高了23.69%,12.26%和2.57%;温室单位面积平均用钢量由优化前的4.625 2kg/m2降为优化规整后的4.540 6 kg/m2,节省钢材0.084 6 kg/m2,而承载能力得到大幅提高。     

基于PLC的智能化温室控制系统的设计与应用

为满足温室育秧过程中秧苗对温度、湿度等环境参数的要求,利用PLC建立了温室实时监测和控制系统。经过该系统的运行,结果表明育秧温室内的温度、湿度等环境参数完全符合温室内秧苗生长过程中所需要的环境要求。该系统易于实现和维护,可靠性高,具有良好的推广和应用前景。     

液压驱动式油茶果采摘机设计与试验

为提高电动胶辊旋转式油茶果采摘执行器的采摘效率,设计了一种液压驱动式油茶果采摘机。通过分析油茶果与胶辊相互作用力的影响因素,确定了采摘机的主要工作参数。仿真分析了不同工作参数对油茶果与胶辊相互作用力的影响规律,并以上下组胶辊间距、旋转架转速、胶辊直径为影响因素,以油茶果采摘率和花苞损伤率为评价指标,在江西省林科院和江西农业大学分别进行了室外、室内采摘试验。结果表明,影响采摘率的因素由大到小依次是上下组胶辊间距、旋转架转速和胶辊直径;影响花苞损伤率的因素由大到小依次是胶辊直径、上下组胶辊间距和旋转架转速。结合室内、室外试验,运用综合评分法得出油茶果采摘率较高且花苞损伤率较小的最佳参数组合为:上下组胶辊间距15 mm、旋转架转速55 r/min、胶辊直径30 mm。与电动胶辊旋转式油茶果采摘执行器相比,液压驱动式油茶果采摘机旋转架转速提高了83. 33%,采摘效率明显提高,其平均采摘效率为210个/min。     

基于Meta分析的黑龙江省水稻水土肥资源协同优化调配

水稻灌溉水量、氮肥和种植面积的高效管理有助于提升农业经济效益,提高资源利用效率和改善生态环境。以黑龙江省13个市（区）为研究区域,利用Meta分析量化不同灌溉方式和施氮量对水稻产量和温室气体（CO2、CH4、N2O）排放的影响,并建立水肥生产函数。在此基础上,以经济效益、温室气体排放量、水肥利用效率为目标函数构建多目标优化模型,以优化分配各地区的水肥资源,调整水稻种植面积。优化结果表明：控制灌溉和施加氮肥不同程度影响产量和温室气体排放,优化后水稻种植面积减少3.76%,水利用效率提高18.4%,灌溉水量均值为4513.54m3/hm2,氮肥施用量减少11%,氮肥利用效率提高32%,氮肥施用量均值为100kg/hm2;经济效益增加8.1%,温室气体排放降低10.6%。本模型可以量化表征区域尺度基于控制灌溉的水肥施用与产量及温室气体排放的响应关系,协同优化稻田水土肥资源最佳配比,平衡经济、温室气体排放和资源利用效率,有助于黑龙江省水稻不同目标间的水肥资源优化和种植面积调整,促进农业可持续发展,可为水稻水土肥资源优化与管理提供参考。     

水稻钵育摆栽技术的应用及发展

用带钵穴塑料秧盘育成根部带营养钵秧苗,以此栽培水稻的方法简称钵育摆栽。钵育摆栽是我国寒地水稻继旱育稀植、超稀植和抛秧栽培技术之后,又一项高产稳产栽培技术。日本北海道和黑龙江省都曾从不同角度对这项技术做过深入研究。为此,介绍了水稻钵育摆栽技术的应用及发展。我国在大面积生产中推广应用了这项技术,生产实践证明,这项水稻栽培技术在寒地气候生态条件下有良好的应用前景。     

水稻机械化种植模式

通过研究跃进农场现存的几种主要种植形式,探索近阶段及未来适合跃进农场水稻种植机械化的模式。机直播与人工撒播的对比试验表明,该模式改善了水稻生长的小环境,促进了水稻分蘖生长,提高了水稻成穗率和抗病性,有利于人工清除恶性杂草,提高了水稻单产;穗粒数比撒播方式显著提高是机直播增产的主要原因,可增产5.44％。跃进农场近3年来水稻机直播与机插秧的产量表明,水稻机直播的产量总体要略高于机插秧,主要原因在于水稻直播形式较容易拿到穗苗,而机插秧形式穗苗不稳定。分析水稻种植环节的8项成本构成,机直播比机插秧可节约成本近20%,选用机直播的种植形式可获得可观的经济效益。实践研究表明,在跃进农场机插秧主要优势不在于提高水稻单产,而在于提高了水稻灌浆的整齐度和饱满度,有利于提高水稻种子扩繁质量和纯度,也有利于控制恶性杂草的危害。综上所述,近阶段来说,机直播和机插秧将全面替代人工撒播,机直播为主要推广的水稻机械种植形式,机插秧为辅助的种植形式,主要用于育种;随着水稻穴播机的不断研制成熟,机穴播将成为主要的种植形式,可以解决水稻种子扩繁的需要和种子品质的要求,同时还能实现稳定产量和降本增效的目标。      

2BDP-1000型水稻育苗秧盘精量播种机的研制

根据目前水稻育秧设备发展现状,以及农民使用需求情况,研制了工作效率为1 000盘h的水稻精量播种机,该机可一次性完成铺底土、淋水、播种和覆表土作业。介绍了其基本机构、工作原理,以及各组成部件的设计,并进行了试验。试验结果表明:该机工作效率高,作业质量好,播种效果完全达到了农艺要求,为提高水稻生产机械化作业技术水平创造了条件。      

基于篮球投篮命中率的精量播种装置系统的设计开发

在农业大规模生产方式中,已改变了传统种植技术,部分采用穴盘移栽技术进行种植。穴盘移栽是通过在穴盘中播种种子,待植物幼苗长到一定程度后将其移栽至土中,需要在穴盘中投放定量的种子,要求一定的准确率,以确保种子准确投放进穴盘中,再进行覆土。将种子放进穴盘的工作可以采用机械化生产,该工作使用的设备为精量播种装置,该装置可以保证种子投放进穴盘中,也可保证每个穴盘中种子的数量。篮球投篮命中率的高低是评价球员技术的重要指标,而球员要有高的命中率就需要不断的练习,调整自己投篮的力度、角度等因素。为此,基于篮球命中率,设计了一种气吸滚筒式精量播种装置,由滚筒、气吸泵、落种机构及覆土装置等组成,可实现精量播种且伤种率低,播种合格率满足种植需求。     

水稻软盘育苗机插技术

由于抚顺地区水稻插秧季节常出现雇工难、价格高等问题,因此农民开始重视和使用水稻机械。在水稻生产全程机械化中,软盘育苗和机械插秧是其中的关键环节和薄弱环节。阐述水稻软盘育苗机插秧的优点,从软盘用量、苗地选择、配营养土、种子处理、置床位处理、适时播种等环节入手,介绍软盘育苗机插秧的技术要点及操作中的注意事项,以期为农民提供技术指导,进而推动全市水稻生产机械化的发展。     

双凸轮控制的水稻工厂化育秧有序铺盘机构设计与试验

针对目前水稻工厂化育秧过程中田间人工逐一铺盘导致的劳动强度大、作业成本高等问题,设计了对称布置组合双凸轮控制的自动铺盘机构,对其工作原理进行分析,以完成对叠摞秧盘的有序托盘、卡盘、放盘和回托4个动作,最终获得逐一铺盘的效果。建立了机构参数计算模型,编写了辅助分析和设计软件,优选得到一组较优机构参数：两凸轮基圆半径R1=15mm、R2=16mm,关键长度参数l1=15mm,l2=40mm,l3=30mm。研制了样机并采用正交试验设计方法进行了试验,结果表明,当铺盘机构的电机转速为600r/min,以每摞10个秧盘放入秧盘箱中,铺盘小车以速度50mm/s在龙门桁架上移动,距离地面约100mm的高度进行铺盘,总铺盘合格率达到97.16%,铺盘效率为360盘/h。该机构可以作为田间自动铺盘设备,以人工逐摞放盘取代人工逐个铺盘,降低了人工铺盘劳动强度,也可集成在育秧播种线上作为自动供盘装置。     

南方水稻田间盘育秧配机插技术和设备的研究与创新发展

针对南方大面积推广水稻插秧机的育秧过程中存在手工播种工效低、均匀性差和育秧成功率低等问题，研制并创新出田间机械化盘育秧高效安全育苗新技术和系列化育秧新设备。着重介绍适合小规模农户购买的小型育秧播种设备、适合跨区作业大规模育苗播种设备和采用机插活性专用基质育苗结合设施管理新技术。该技术设备在南方稻区可直接利用外，并可供北方稻区参考。     

水稻栽植机械化技术研究进展

水稻栽植机械化是水稻种植机械化的主要方向,也是水稻全程机械化的研究重点和难点。本文分析了我国水稻种植机械化的发展现状、特点及制约因素,重点阐述了水稻机械化育秧技术与装备、机械化移栽技术与装备的研究现状和发展动态。秧盘育秧是实现水稻机械化移栽的前提,重点分析了秧盘育秧精密播种技术、作业自动化技术和精密播种智能化技术的研究进展。毯状苗机插秧和钵体苗机栽插是水稻机械化移栽的2种主要方式,移栽机械控制技术是移栽机械作业自动化和智能化的基础和核心,在分析我国水稻机械化移栽方式与装备的基础上,对毯状苗机插秧技术和钵体苗机栽插技术面临的主要问题进行了系统分析和总结,对移栽机械控制和智能化技术研究现状进行了阐述,提出加强耕整地机械化技术研究与应用,解决杂交稻、超级杂交稻、双季晚稻和连作晚稻机栽植问题是水稻栽植机械化技术的研究重点,提升秧盘育秧精密播种技术的播种均匀性、解决低播量下精密播种育秧、毯状苗插秧机纵向送秧的精准性和农机农艺深度融合是突破毯状苗机插秧技术的关键,研发经济高效、轻简型的钵体苗栽插装备是发展钵体苗机栽插技术的核心,加强移栽机械控制和智能化技术研究是栽植机械化进一步发展的方向。