农田土地平整方法的组合应用及效果

采用修正平面法完成农田土地平整的工程设计,在常规平地方法和激光平地技术应用基础上对2种方法实施后的平地效果进行分析评价。激光平地精度随常规方法的平整程度下降而减小的趋势表明,激光精细平地的效应必须建立在良好的土地粗平基础上。在我国现有的常规平地机械设备条件下,粗平后地面平整精度达到4～5cm时,实施激光精平作业才能取得较好的平地效果     

激光控制平地系统控制技术的研究与试验

该文基于模糊控制理论,研制开发了一套与中国常用中等功率拖拉机匹配、面向旱田土地精细平整作业、具有自主知识产权、价格低廉、性能优良的激光平地机的控制系统。试验结果表明：研制的液压控制装置具有良好的静动态特性,泵的卸荷压力为0.4 MPa,平地铲提升时的滞后时间为80 ms,下降时的滞后时间为44 ms,并且无静沉降;激光控制平地系统的平整精度可达到2.5 cm,作业效率0.81 hm²/h。     

激光平地乳芽直播节水效果的研究

我国水资源严重短缺，农业生态环境急剧恶化。农业是我国的用水大户，约占全国总用水量的72％；水稻生产又是农业生产中的用水大户，在东北地区平均每公顷用水7 500～9 000 m³。故此，研究水稻生产中的节约用水，保护生态环境和节本增效等问题，具有重要的经济和社会效益。该文利用自动控制理论，研究了激光平地机组的结构和工作原理；通过在辽阳市太子河区景尔屯村进行的20 hm²激光平地乳芽直播田间试验，对激光平地的作业效果和泡田过程中的节水、节地效果进行了试验研究，在测试泡田用水量的过程中，利用秒表、乒乓球等设备实时地测试了田块的进水口流量，实践证明此方法成本低，操作简单，测试结果准确可靠。结果表明，激光平地可节约泡田用水21.578％ ，节约土地 0.92％；乳芽直播可节约泡田用水25.888%。     

农田土地激光平整技术应用及初步评价

平整土地是一项改进田间地面灌水质量的重要措施,作为世界上最先进的土地平整方式——激光平地技术已在欧美发达国家广泛应用。该文介绍了激光平地设备的构成和工作原理,在初步应用基础上,对激光平地效果、作业效率、平地成本等进行了分析评价。结果表明激光平地方法可以使田块平整精度指标达到小于２ｃｍ的水平,在目前华北平原井灌区内现有农田地面平整状况下,土地平整精度每改善１ｃｍ所需投入的直接平地费用约为８３ＲＭＢ元／ｈｍ^２。     

激光控制农田土地精细平整应用技术体系研究进展

借助激光控制技术、GPS和GIS、先进机械制造技术等现代高科技手段对传统的农田土地平整技术与方法进行升级改造并构建激光控制农田土地精细平整技术。激光控制农田土地精细平整技术的推广应用,可明显改善田面微地形条件,大幅度提高地面灌溉条件下的灌溉效率与灌水均匀度,获得显著的节水、增产、省工、提高土地利用率等效果。该文在阐述具有中国特色的激光控制农田土地精细平整应用技术体系构架基础上,对近年来国内开展的主要研究工作及取得的成果进行了综述,探讨了激光控制农田土地精细平整应用技术体系的发展趋势与研究方向。     

基于全球导航卫星系统的智能化精细平地系统优化与试验

农田土地精细平整是中国现代地面精细灌溉的重要基础,能提高农田灌溉均匀度,改良土壤水盐分布,控制杂草,达到节水增产的效果。应用GNSS(global navigation satellite system,全球导航卫星系统)技术进行土地精细平整具有不受天气影响、测量速度快、工作效率高等优点,具有广泛应用前景。该文结合中国土地平整的实际情况和前期的研究成果,开发了适合国内应用的GNSS控制平地系统,降低了研发的设备成本,优化完善了平地系统的功能。为减少分立设备数量,提高系统集成度,设计了集成控制终端,集成GNSS接收模块、差分电台模块、核心处理平台和阀控制模块,并设计了集成控制终端的外壳,通过可旋转调整支架固定在拖拉机驾驶室内,具有良好的防尘、降温和牢固等优点;为完善地形测量功能,增加了测量轨迹的实时显示,以及农田面积等地势信息的计算,便于指导后续平整作业;优化了基准设计,建立了坡面平整的数学模型,实现了任意坡度坡面平整。优化后的系统主要由集成控制终端、自主差分GNSS接收设备、液压系统以及平地铲运设备几部分构成;以Visual Studio2008为系统软件开发环境,GNSS精细平整集成软件能够实现农田地势测量、基准设计及平整作业等功能。该智能平地系统在中国农业大学上庄试验站进行了长时间平整实验,平面平整后最大高程差从20.9降到10.5 cm,高程标准差从10.6降到5.5 cm,平地误差小于5 cm的测点累积百分比从77%上升到90%左右,平整效果良好。坡面平整的坡度从0.239%降到0.120%,符合设计要求。结果表明,系统工作稳定可靠,作业精度满足土地精细平整要求,适用于在中国推广应用。     

激光平地改善土壤水盐分布并提高春小麦产量

为了促进激光平地技术的应用与推广,在河套灌区以普通畦田为对照,分期、分段测定了激光平地畦田0～80 cm土层土壤水分、土壤盐分及春小麦生长状况。结果表明,从渠口到畦尾,激光平地畦田不同地段的土壤水分在春小麦生长的不同时期无显著差异,但从拔节期开始,上层土壤盐分逐渐升高;普通畦田从三叶期开始,上层土壤水分、盐分逐渐提高,且显著或极显著高于激光平地。普通畦田从三叶期开始,激光平地从拔节期开始,从渠口到畦尾,春小麦的生长状况逐渐变差,千粒质量、产量均逐渐降低,但激光平地的春小麦千粒质量、产量高于普通畦田。激光平地改善了畦田的土壤水分、盐分分布,促进了畦田中后段的春小麦生长,提高了畦田中后段的水分利用率及产出率。     

激光平地膜上灌溉量和灌溉频率对洋葱耗水量和产量的影响

在激光平地的基础上,进行了灌溉量和灌溉频率对地膜洋葱耗水量和产量影响的裂区试验。结果表明,洋葱产量随灌溉量的增加而下降,最佳灌溉量为420mm,产量达1.26×105～1.31×105 kg/hm2,比灌溉量840mm的处理增产了4.1%～4.8%,节水率达50%。洋葱生育期灌水7次的较灌水14次的产量为高。随着灌溉定额的减小,洋葱耗水量也减小,但相应的产量逐渐增大,水分利用效率较高。洋葱需水量呈抛物线形变化,即生长前期、后期小,中期大,该规律与土壤水分变化相一致。     

自动平地机的激光平面系统研究与试验

为了保证农业高产、稳产，提高农业的效益而研制了自动平地机的激光平面系统。主要研究了半导体可见光激光器经过聚焦、准直后的光强和能量分布特性，根据太阳光和扫描激光信号的差异，设计并制作了激光发射器、激光接收器和控制器，并作了自动平地试验。试验结果表明：该系统的技术性能与国外同类产品技术性能基本一致。工作半径２００ｍ，平地精度±１ｃｍ。在该系统控制下可平平面、平坡面和开沟。该系统不仅适用于农业，也可用于水利工程、机场、铁路、高速公路和建筑工地的场地平整。     

自动平地机的激光平面系统研究与试验

为了保证农业高产、稳产，提高农业的效益而研制了自动平地机的激光平面系统。主要研究了半导体可见光激光器经过聚焦、准直后的光强和能量分布特性，根据太阳光和扫描激光信号的差异，设计并制作了激光发射器、激光接收器和控制器，并作了自动平地试验。试验结果表明：该系统的技术性能与国外同类产品技术性能基本一致。工作半径２００ｍ，平地精度±１ｃｍ。在该系统控制下可平平面、平坡面和开沟。该系统不仅适用于农业，也可用于水利工程、机场、铁路、高速公路和建筑工地的场地平整。     

基于MEMS惯性传感器融合的水田激光平地机水平控制系统

激光平地技术是农业生产中一项重要的节本增效措施,为了使激光平地机在水田中作业时平地铲保持水平,设计了一种低成本的水田激光平地机水平控制系统,采用MEMS陀螺仪与加速度计通过信息融合测定平地铲实时倾角,通过脉冲宽度调节普通电磁阀实现平地铲水平控制。文章分析了控制系统的构成,传感器的工作原理与安装方法,阐述了两种传感器融合测量实时倾角的方法。采用了基于ARM7内核的微处理器设计了水平控制系统硬件,并给出了软件实现流程。采用AHRS（姿态航向参考系统）对系统性能进行了实验室测试与田间试验验证,测试结果表明,该水平控制系统能在动态条件下准确地测定平地铲实时倾角,可以较好地实现平地铲水平控制。     

水土保持效益分析与社会进步

在分析水土保持综合治理效益与社会进步关系的基础上,针对现行"水土保持综合治理效益计算方法"国家标准存在的主要问题,提出相应的修改意见,主要体现为水土资源的增值和生态效益货币化。以期使我国的水土保持综合治理效益计算方法,符合社会主义市场经济体制的要求,并适应中国乃至世界各国经济发展的需要。     

不同施氮水平对高寒草地牧草增产效益的研究

在高寒草地施氮试验表明:在不同施氮量情况下,牧草单位面积产量较对照均有所提高。增产量和增产率随着施氮量的增加而递增。施肥使牧草的高度、覆盖度发生了显著变化,植被群落发生明显改观,施肥后草群盖度和频度分别比对照区增加10 6%～174 0%和6 4%～208 2%。草群高度和密度分别比对照区依次增加15 4%～83 1%和1 7%～235 0%。     

基于县域的地膜覆盖粮食增产潜力分析

根据中国各地区1999～2001年地膜使用量和作物产量,以小麦、玉米、水稻3种主要粮食作物为研究对象,在调查单位播种面积地膜使用量的基础上,求得全国各县的地膜覆盖率;在此基础上,通过文献资料收集整理3种作物的地膜增产率,求出地膜覆盖单位播种面积的粮食增产潜力。研究表明：中国的地膜覆盖率大多在1%～10%的范围内,粮食单位播种面积增产潜力大多在1000～1500 kg/hm²范围内,但是各地区的差异较大,而地膜覆盖率相对较低和增产潜力相对较大的县主要集中在中国的东部和中部地区。因此,今后一段时间中国地膜应重点考虑投入东部和中部地区。最后,在此基础上,设定两种合理的情景假设,预测了中国总的粮食增产潜力。     

不同灌溉方式对精量穴直播超级稻生产的影响

为了探明精量穴直播超级稻湿润灌溉的需水量和不同灌水量对超级稻产量构成因素的影响,以指导精量穴直播超级稻节水灌溉,通过大田试验,研究了不同灌溉方式对精量穴直播和常规移栽水稻培杂泰丰（超级杂交稻）和玉香油占（超级常规稻）2个超级稻品种生产的影响。结果表明：精量穴直播湿润灌溉处理的灌水量相对于精量穴直播常规灌溉少23.51%,相对于移栽常规灌溉少30.46%,精量穴直播湿润灌溉处理和精量穴直播常规灌溉处理的产量没有明显差异,而这2个处理的理论产量分别比移栽常规灌溉处理高7.75%和9.62%,实际产量分别高9.18%和8.09%;精量穴直播湿润灌溉处理的干物质量和叶面积指数显著高于其他2个处理。说明湿润灌溉有利于精量穴直播超级稻高产的形成。     

辽西半干旱区整秸半覆盖技术及增产效应研究

秸秆覆盖能有效地集节天然降水、抑制蒸发 ,改善土壤物理性状 ,实现农业高产稳产。据在辽西低山丘陵半干旱区 5°～ 8°农坡地上进行的试验 ,玉米秸覆盖 90 0 0kg/hm2 ,土壤容重比对照下降 2 0 6%,最大毛管持水量增加 3 3 9%。坡地玉米最佳的玉米秸覆盖量为 15 0 0 0kg/hm2 、小麦秸覆盖量为 75 0 0kg/hm2 。在小麦秸最佳覆盖量条件下 ,玉米产量提高 2 9 4 5 %。秸秆覆盖量过大 ,不利于作物生长 ,产量易受到影响。     

制约我国农业高效用水发展的主导因素分析

在分析我国节水农业发展现状的基础上,提出了制约我国农业高效用水发展的4个主导因素,节水虽得到高度重视,但行业之间协调不力,缺乏整体思路;节水虽有一定科学积累,但未形成整体优势,甚至有些方面科研滞后于生产,亟待提升;管理水平落后,缺乏用水标准;政策法规不健全,投资体系不完善,节水实施不力。最后,对如何实现农业高效用水提出了若干对策与建议。