倒伏超级稻割前摘脱台试验

针对目前倒伏超级稻霜前机械化收获存在的问题,设计了一种新型气吸式摘脱台。为优化该摘脱台的设计、确定其关键参数最佳匹配,以倒伏型水稻割前摘脱总损失为评价指标,回收率为参考指标,对摘脱滚筒齿尖线速度、喂入速度、喂入口水平开度与喂入口风速等进行了单因素和正交试验。单因素试验表明：影响摘脱台损失的主要因素是喂入速度、摘脱滚筒齿尖线速度、喂入口风速和喂入口水平开度。正交试验表明：最佳组合为摘脱滚筒齿尖线速度23 m/s,喂入速度0.9 m/s,喂入口水平开度100 mm与喂入口气流速度14 m/s,割前收获顺向倒伏超级稻总损失1.52%。试验结果表明所设计的摘脱台满足倒伏超级稻收获要求,并为超级稻割前摘脱联合收割机摘脱台的设计提供依据。     

摘脱收获复脱分离装置的试验研究

在专用的复脱分离试验装置上,对SG800摘脱机脱穗后的混合物,进行了多因素的性能试验,得出了复脱转筒线速度、凹板栅板间距、脱粒间隙、喂入量等诸因素,与未脱净率、破碎率、夹带损失率、含杂率和功耗等性能指标的相关性及其显著程度,作了因素水平参数组合的初步优选;并测定分析了复脱分离后排出物组成和各性能指标的轴向分布状况;探讨了改善复脱分离性能的途径。     

板齿摘脱滚筒梳脱过程的计算机仿真

运用ＡｕｔｏＣＡＤ（Ｒ１４）版本的绘图软件和图解分析功能对割前脱粒联合收割机摘脱割台板齿、摘脱滚筒梳刷作物的过程进行了计算机仿真研究,并图解有关割台工作参数,为割前脱粒联合收割机摘脱割台的运动与结构参数的合理确定提供了依据。编制的程序软件在４ＬＧＴ－１３０型自走式稻麦联合收割机割台设计中得到应用。     

玉米梳齿摘穗单体机构设计与试验

针对现有玉米收获机摘穗机构行距固定,难以实现按需调整以适应各类行距的问题,设计了一种玉米梳齿摘穗单体机构。该机构主要由梳齿滚筒、梳齿杆、梳齿杆安装座及传动轴等组成。相邻两梳齿杆的间隙小于玉米果穗大端的直径且大于玉米茎秆的直径,利用冲力将玉米果穗强制摘下。初步试验表明,玉米梳齿摘穗单体机构能够可靠地完成玉米摘穗作业。在玉米籽粒含水率为35.5%,玉米梳齿摘穗单体机构转速为110~170 r/min时,工作状况较好,籽粒破碎率的范围为0.14%~0.48%,落地籽粒损失率范围为0.03%~0.17%。正交试验结果表明,当转速为110 r/min,梳齿杆圆弧半径为240 mm,梳齿传动轴位于果穗大端下方100 mm时工作情况较好,籽粒破碎率为0.09%,落地籽粒损失率为0.04%,果穗损失率为1.96%。     

摘穗青贮型玉米复式割台的试验分析

该文通过正交试验，找出了对玉米复式割台收获质量有影响的多种因素；分析了各因素对摘穗机构和茎秆切割输送机构的影响；通过设计主要的工作部件，确定了复式割台主要的工作参数；对设计后的复式割台进行了性能检测，各项指标均达到了国家标准要求。结果表明，摘穗青贮型玉米复式割台对于各种玉米具有广泛的适应性。     

超级稻精量穴盘播种机排土器设计与试验研究

针对新型超级稻精量穴盘育秧播种机对穴盘穴孔排覆土的要求,设计了2种排土器,双向4螺旋外槽轮式排土器和带式排土器。在保证每小时450盘(相应的秧盘输送速度为0.075m/s)的生产率情况下,做了不同土壤含水率、不同土壤颗粒尺寸、不同排土间隙对排土效果影响的试验研究。结果表明,对于双向4螺旋外槽轮式排土器,播过5mm筛和过3mm筛的土壤颗粒时,排土间隙分别为3和1mm为宜;对于带式排土器则分别为6～7和5mm左右为宜。2种排土器,均是播过3mm筛的小颗粒土壤的播土均匀性和播土质量要好于播过5mm筛的大颗粒土壤。对于相同颗粒尺寸的土壤,高含水率(13%左右,湿基)的土壤播土质量要好于低含水率(5.72%,湿基)的播土质量,更主要的是可以改善工作环境。在保证不增加高湿土壤处理难度的前提下,建议采用小颗粒湿土进行播土作业。所设计的2种排土器均能满足超级稻穴盘育秧的播土要求,但需要注意对带式排土器的张紧平衡调节,且要避免大于排土间隙的土壤颗粒进入带式排土器中。排土器的播土均匀性可以采用播土高度均值的多重比较检验方法进行评价。     

割前摘脱收获机禾秆收割动力学试验

割前摘脱工艺强调的是先脱后割作业,在切割茎秆时摘脱装置压倒茎秆前倾一定的角度,从实际应用出发,采用自行设计研制的测量装置,对前倾禾秆顶端的水平力和垂直力进行了测试研究,得到了禾秆前倾时水平力和垂直力的数学模型。为前倾禾秆横向输送器进行结构设计提供重要的理论依据。     

半喂入式花生摘果试验装置的设计与试验

为适应花生分段收获和摘果的需要,通过对中国花生生产机械化现状和摘果方式的调查研究,设计了一种半喂入式花乍摘果试验装置.对摘果试验装置的结构和工作原理进行了分析,重点研究了花生摘果试验装置的喂入、输送和摘果等装置的优化配置,以探索新的工作原理和新的结构设计.进行了半喂入式花生摘果试验装置参数优选试验,求得摘果滚筒转速、夹持输送速度和摘果滚筒直径与摘果指标的关系,得出了影响花生摘果指标的主次因素和各因素的显著性水平,各参数的最优组合为摘果滚筒转速270 r/min,夹持输送速度11.3 m/min,摘果滚筒直径160mm.该研究对半喂入式花生摘果机的设计具有实际指导意义,同时为今后花生摘果机械的研制提供理论依据与科学指导.     

摘脱后切割茎秆搂成条铺的稻(麦)联合收获机

针对英国发明的摘脱台的两个缺点，即摘脱落粒损失率较高和纵向尺寸过大难以在其后设置摘脱后禾秆切割搂集机构，作者研究出借助气流吸运脱出物的割前摘脱联合收获机。它具有适于处于前倾状态的禾秆切割的贴地仿形切割搂集机构和适于大喂入量的具有升运、分离、清选与复脱“四合一”的脱出物处理装置。该机已能在较高作业速度下降低落粒损失和在摘脱的同时实现禾秆的切割并放成基本整齐的条铺     

板齿摘脱滚筒流场特性研究

对无护罩时摘脱滚筒的流场特性进行了测试与理论分析,得到了该流场的流函数、流线图及其压强表达式,表明这是一个环流运动,越往中心其速度越高,而压强则越低,因此对周围物料形成吸力;还试验研究了护罩对流场特性的影响,表明在滚筒下部的流场与无护罩时的基本相同,因此对下面作物有吸附作用,而在上部,气流进入护罩后逐渐地产生了分离,使外层流速逐渐增加,而内层流速逐渐降低,这种状态有利于降低回带损失。     

基于模糊PID控制的再生稻自适应仿形割台性能试验与分析

为促进水稻再生季穗头萌发,头季稻机械收获时需保证300～450 mm的留茬高度,但水田泥脚深浅不一,收获时割台高度上下浮动,留茬高度难以保证,严重影响再生季产量。为此,该研究设计了一种自适应仿形割台,可实现割台高度及水平自适应调整。首先,对自适应仿形割台结构进行设计。然后,在Matlab/Simulink中搭建控制系统仿真模型,设计模糊规则,采用模糊PID控制方法对自适应仿形割台进行性能仿真,以超调量、响应时间和稳定性为指标,验证控制方法的可行性;以阶跃信号作为激励,对比分析了传统PID和模糊PID的控制效果,结果表明,模糊PID控制比传统PID的上升时间和到达稳态所需时间分别减少78.9%和81.6%,超调量由46 mm下降到8.2 mm。最后,搭建割台试验平台进行性能试验。结果表明,采用模糊PID控制时割台提升过程的平均响应速度约为0.216 m/s,下降过程的平均响应速度约为0.244 m/s,割台高程调节的平均误差6.75 mm,水平调节的平均误差为0.64°,割台调整迅速,定位准确度高,可满足再生稻头季收获使用需求。     

机械定位深施超级稻专用肥提高土壤肥力和稻产量

为了探讨机械定位深施超级稻专用肥对提高土壤肥力和超级稻产量的作用,采用大田试验,调查研究了机械定位深施超级稻专用肥900 kg/hm2、机械定位深施超级稻专用肥1 200 kg/hm2和人工面施超级稻专用肥1 200 kg/hm2 3个处理对双季稻收获后稻田土壤养分、理化性质和超级稻产量的影响。结果表明：与人工撒施肥比较,2个机械定位深施超级稻专用肥处理均显著提高了土壤中的养分和大团聚体的含量,并使土壤中酶活性和超级稻实际产量显著增加。其中土壤有机质、全氮、水解性氮、全磷、速效磷、全钾和速效钾的含量,分别平均增加5.11%～6.34%、4.45%～5.13%、5.37%～5.95%、3.82%～4.51%、5.34%～6.12%、3.18%～4.20%和6.14%～7.12%;土壤中大于0.25 mm团聚体的含量提高了13.12%～17.36%;土壤中脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性分别提高了5.16%～6.21%、8.64%～9.25%和10.13%～11.04%;2个超级稻品种的实际产量分别平均增加了3.8%～5.6%和8.4～10.0%,有效穗数、每穗粒数和结实率分别平均提高了5.0%～12.4%、2.8%～8.8%和1.8%～4.7%。2个机械定位深施超级稻专用肥的处理对土壤肥力、土壤理化性质和超级稻产量的作用差异不显著,但机械定位深施超级稻专用肥900 kg/hm2处理较机械定位深施超级稻专用肥1 200 kg/hm2处理的肥料用量减少了25%,具有节本增效的优点,更适宜在超级稻生产上应用。     

基于MBD-DEM耦合的联合收获机割台仿形机构设计与试验

为提高联合收获机割台仿形机构对田间地形变化感知的灵敏度和对田间地形仿形的准确度,该研究设计了一种主-副板压紧式割台仿形机构。基于对仿形机构的理论分析,以割台对副仿形板作用力、土壤对主仿形板作用力和土壤下陷距离为试验指标,以弹簧刚度系数、弹簧初始长度、副仿形板长度和主仿形板长度为因素,设计了二次回归通用旋转组合优化试验。运用粒子群优化算法确定各因素水平范围,基于多体动力学（Multi-Body Dynamics, MBD）-离散元（Discrete Element Method, DEM）耦合方法进行仿真试验,建立了各因素与指标间的数学回归模型。对模型进行参数优化,得到最优参数组合为：弹簧刚度系数464 N/m,弹簧初始长度90 mm,副仿形板长度484 mm,主仿形板长度450 mm。主、副仿形板宽度200 mm,材料为301不锈钢,弹簧材料为碳素弹簧钢丝,直径2 mm,外径20 mm,有效圈数45圈。田间试验结果表明：割台对副仿形板作用力均大于0,表明仿形机构始终处于正常工作状态,土壤对主仿形板平均作用力分别为85.23、85.80和86.08 N,与预测值基本一致,表明仿形机构感知地形变化较灵敏,对应的土壤平均下陷距离分别为5.4、7.1和6.4 mm,均小于10 mm,表明仿形机构对田间地形仿形准确度较高,参数设计合理。研究结果可为联合收获机割台仿形系统设计提供参考。     

籼、粳超级稻氮素吸收利用与转运差异研究

【目的】目前我国选育和认定的超级稻品种很多,但如何发挥其高产潜力至关重要。氮素是影响水稻生长发育、 产量和品质形成的最活跃因素之一,因此,深入分析籼、 粳超级稻氮素吸收、 利用与转运特征及其与产量形成的关系,从氮素营养层面上阐明超级粳稻高产形成机理,以期为超级稻品种的合理利用以及增产潜力的挖掘提供参考。【方法】2011~2012年在江苏苏中地区,以主体且具有代表性的5个超级杂交籼稻组合和5个常规粳型超级稻品种为试验材料,对稻-麦两熟制条件下籼、 粳超级稻主要生育期植株含氮率和氮素积累量、 氮素阶段吸收速率和阶段吸收量、 氮素利用效率,以及抽穗至成熟期叶、 茎、 鞘氮素转运量、 表观转运率和转运贡献率等进行了系统的比较研究。【结果】1）粳稻平均实收产量、 氮素吸收总量和百公斤籽粒吸氮量分别达10.89 t/hm2、 224.50 kg/hm2和2.79 kg,分别较籼稻高13.21%、 32.74%和17.45%,差异极显著。2）移栽有效分蘖临界叶龄期、 拔节抽穗期和抽穗成熟期, 粳稻氮素积累量显著或极显著高于籼稻,而有效分蘖临界叶龄期拔节期粳稻极显著低于籼稻。氮素阶段吸收速率表现的趋势与氮素阶段吸收量一致。3）抽穗期和成熟期粳稻植株各器官以及整个生育期整株的含氮率均显著或极显著高于籼稻。4）粳稻氮素吸收利用率和农学利用率略高于籼稻,但氮素生理利用率、 籽粒生产效率、 干物质生产效率和氮肥偏生产力,除氮素生理利用率外,均显著或极显著低于籼稻。5）成熟期,粳稻叶、 茎、 鞘含氮量所占比例均极显著地高于籼稻,但穗中含氮量所占比例极显著低于籼稻,因此,籼稻氮素收获指数极显著高于粳稻。6）抽穗成熟期,粳稻叶、 茎、 鞘氮素转运量、 表观转运率和转运贡献率均小于籼稻,除鞘的氮素转运贡献率外其他指标均达显著或极显著水平。7）籼稻籽粒氮主要依靠抽穗前源器官中贮积的氮素的输出与转运,粳稻主要依靠生育中后期(拔节成熟期)氮素的高速吸收。【结论】在稳定生育前期(移栽拔节期)氮素吸收的基础上,大幅提高生育中期和后期(拔节成熟期)氮素吸收速率和氮素积累量,是稳定形成较高的氮素吸收总量及粳稻高产形成的关键。     

水稻秸秆纤维地膜制造工艺参数优化

为规模化生产与塑料地膜除草和保墒等同、价格相当的生物质基生物降解地膜提供技术支撑,该文对用水稻秸秆纤维制取地膜的工艺进行了探讨。以水稻秸秆纤维为主要原料,添加KP浆板（木材纤维）、湿强剂、松香以及矾土等环保助剂,利用常规抄纸工艺,采用五因素五水平1/2实施正交旋转中心组合试验设计的方法,以打浆度、混合比、定量、湿强剂、调节剂为影响因素,选取干抗张力、湿抗张力、施胶度为性能指标,进行了试验研究。研究结果表明：在定量90 g/m2,调节剂0.2%,湿强剂0.8%,混合比低于 68%,打浆度大于45°SR的参数组合下,水稻秸秆纤维地膜的干抗张力大于30 N,湿抗张力大于10 N,施胶度大于100 s。优化后的参数可满足地膜田间覆盖机械性能要求。     

纵轴流脱粒装置水稻最佳脱粒分离参数预测与控制

在水稻脱粒过程中,脱粒滚筒的转速、凹板间隙、齿间距等是脱粒籽粒损失率和脱粒功耗的重要影响因素。为获得水稻联合收割机上纵轴流脱粒滚筒的最佳脱粒参数组合及可控范围,在自行研制的切纵流脱粒分离试验台上开展了水稻脱粒分离性能试验研究。对纵轴流滚筒在不同脱粒滚筒转速、凹板间隙、齿间距参数组合下进行水稻脱粒性能台架试验研究,并对试验结果进行回归分析和置信度分析。将获得的最佳操作参数置信区间用于控制纵轴流滚筒的水稻脱粒性能并预测其最优参数组合,同时进行了验证。结果表明,为将纵轴流脱粒滚筒的总损失率控制在0.33%以内且将脱粒功耗控制在46.36 kW以内,则具有95%置信度的纵轴流滚筒转速为772.61～905.74 r/min、脱粒间隙为22.18～37.93mm、齿间距为104.96～170.17 mm,其相应的纵轴流滚筒最佳转速为839 r/min、凹板间隙为30 mm、齿间距为138 mm。该研究对于降低纵轴流滚筒的脱粒功耗和籽粒损失具有重要意义,同时可为水稻联合收割机纵轴流脱粒滚筒最佳结构及参数设计提供参考。     

基于高光谱的寒地水稻叶片氮素含量预测

为快速、无损和准确地诊断水稻营养状况,开展了基于高光谱成像技术的寒地水稻叶片氮素含量预测研究。以不同施氮水平下的水稻叶片为研究对象,利用高光谱成像技术,分析拔节期水稻叶片光谱,采用全波段高光谱数据、连续投影算法及分段主成分分析(segmented principal components analysis,SPCA)与相关分析(correlation analysis,CA)相结合的方法建立多种回归分析模型,并对模型进行检验和筛选。结果表明:随着施氮水平提高,水稻叶片反射率在可见光区域降低,在近红外区域升高。在校正集决定系数上,基于多元逐步回归分析的全波段模型较好,校正集决定系数为0.821,校正集均方根误差RMSEC=0.079;在预测集决定系数上,基于SPCA-CA结合多元回归分析的多变量单波段指数、差值指数、双差值指数模型较好,预测集决定系数为0.869,预测集均方根误差RMSEP=0.085。该研究结果为快速检测水稻叶片氮素含量及水稻生长期间精确施肥管理提供了参考。     

超级早、晚稻的养分吸收和根系分布特性研究

为了阐明双季超级稻的高产机理和指导合理施肥,采用品种比较的方法,研究了超级早、晚稻品种的养分吸收和根系分布特性。结果表明,超级早、晚稻品种的养分吸收量平均分别为N 170.04、224.90 kg/hm2,P 21.97、39.88 kg/hm2,K 107.48、144.47 kg/hm2,均高于对照。生育中期（穗分化至抽穗）的养分吸收量与产量密切相关。生产100 kg稻谷所需要的养分较对照低10%左右。超级早、晚稻品种根系发达,根量较大。抽穗后15 d（早稻）或20 d（晚稻）的根量与产量密切相关,其中5—10 cm的根量与养分吸收总量密切相关。说明生育中期较多的养分吸收和发达的根系是超级早、晚稻高产的重要原因。