不同收获方式含水率对油菜收获物流损失的影响

收获物流损失是影响油菜生产成本的重要因素,以DMH145油菜品种为对象,在丹麦FOULUM 农业研究中心试验研究了油菜籽粒含水率对油菜分段收获和联合收获中3种主要损失的影响,建立了含水率与3种主要损失及总损失之间的数学函数,另外秸秆含水率对秸秆收获物流损失的影响也进行了研究。结果表明：随着含水率的降低,脱粒损失和清选损失降低,但是过低的含水量会使割台损失增大。总损失与含水率之间存在CUBIC函数关系且关系显著;不同含水率情况下,分段收获和联合收获籽粒平均损失率分别为16.358%和18.771%,分段收获平均高出联合收获2.4%;在三大损失中割台损失最低值0.976%,平均低于脱粒损失和清选损失;秸秆含水率对秸秆收获物流损失影响不显著。     

不同油菜品种适栽期机械化移栽植株形态特征研究

油菜机械化移栽效果取决于移栽机栽植执行器结构和运动参数与移栽苗植株形态特征的耦合度。该文针对当前油菜移栽机械化程度低植株形态特征与栽植机构不匹配的实际问题,选择8个甘蓝型杂交油菜品在播种后28～40 d的适栽期内,应用LA-S系列植物图像分析仪进行了植株形态特征（苗长、苗幅宽、株形锥角、根长和根直径）的系统试验研究,并根据试验结果分析确定了油菜移栽机鸭嘴式栽植器部分结构参数和工作参数的合理设计区间。试验结果表明：不同油菜品种苗长、苗幅宽、株形锥角和根长差异显著;油菜苗播种后28～40 d适载期内植株形态特征服从正态或偏态分布;所构建的播种后28～40 d的适栽期内植株形态特征的生长模型表明,不同油菜品种的植株苗长、苗幅宽、根长和根直径等特征随生长时间增加呈正线性关系,平均相关系数为0.9736;株型锥角呈负线性关系,平均相关系数为0.9818。研究表明,油菜移栽应优选适应机械化移栽的品种,并根据植株发育形态调整油菜苗移栽时间,实现油菜机械化移栽的农机农艺融合。该研究可为油菜移栽机结构设计和优化提供依据。     

油菜单倍体植株叶原生质体培养再生植株

以我校选育的９４５９１、３７３和９５３８６３个油菜品种的花粉植株为材料,切取其无菌试管苗幼嫩叶片,将其切成１－２ｍｍ细条游离原生质体。原生质体培养采用液体浅层培养,双层培养法,培养基为加有不同细胞分裂素,生长素和天然有机成分的ＭＳ液体培养液。     

油菜联合收获与分段收获效果比较

为了研究油菜联合收获与分段收获2种收获方式的差异,采用人工模拟联合收获和分段收获方法,对2种收获方式收获效果进行对比试验,对不同收获时间的收获经济系数、籽粒和茎秆含水率、收获损失率以及菜籽品质进行测试。同时通过2种收获机具进行田间生产试验,对2种收获方式的机具性能、经济性、适应性等方面进行全面的比较分析。结果表明:人工模拟分段收获平均损失率为3.2%,比人工模拟联合收获(平均损失率6.51%)下降50.8%,菜籽含油量和蛋白质含量没有明显差别。机械化分段收获比联合收获每公顷经济效益提高361元,腾地时间提早4.8 d,对作物适应性强,籽粒和秸秆含水率较低,利于菜籽保存和秸秆粉碎,但存在机器2次下地作业,适应阴雨天能力差等缺点。联合收获具有便捷、高效的优点,但对作物适应性差,损失率高。通过比较分析得出2种收获方式的优缺点,为油菜收获方式的选择以及油菜机械化的发展方向提供参考依据。     

甘蔗收获机械化技术与推广应用分析

在甘蔗收获过程中,机械化得到了广泛的发展,不仅有助于提升实际收获的效果和水平,还有助于减少不必要的浪费.因此,为了使甘蔗收获机械化技术发展水平能够得到有效提高,需要进行科学推广,并从多个渠道入手,实施有效的推广方案,从而使得甘蔗收获机械化技术能够得到有效的扩展和延伸,实现农业的现代化发展.     

从小麦跨区机械收获热看中国的农业机械化发展

通过对中国小麦跨区机械化收获的产生过程和发展现状的分析,认为这是历史的必然,是市场经济的成功范例,是中国农业机械化事业发展过程中的里程碑。指出产品的设计、开发、生产和销售面向市场,服务于农业生产、农村建设和农民生活,是农机制造企业的生存和发展之本。提出,当前中国的农机制造业急需在企业布局和企业产品结构、管理机制等方面进行战略调整;必须扩大生产规模,降低制造成本;不断开发新产品、开拓国内外市场;努力提高产品质量,增强产品在国内外市场的竞争能力。     

红,蓝色膜覆盖下油菜光合特性的比较研究

本文对1986年在红色及蓝色塑料薄膜覆盖下盆栽油菜幼苗的光合特性和生长状况进行了分析。结果表明,红膜覆盖油菜,有利于油菜叶片中叶绿素的形成,提高了单叶光合强度和促进植株的生长。分析结果表明,在本试验中,透过薄膜的太阳光谱组成中,红橙光与篮紫光光量的比值较大;绿光与红橙光,蓝紫光的比值较小,则有利于油菜的叶绿素含量、光合强度以及植株干重的提高。     

马铃薯机械化收获技术与装备研究进展

中国马铃薯种植面积、总产量均居世界首位,机械化收获是马铃薯机械化生产中关键环节。目前,国内马铃薯机械化收获率较低,马铃薯收获装备是农机领域的短板弱项。该文分析了当前我国马铃薯机械化收获的发展现状、特点及制约因素,重点阐述了国内外马铃薯杀秧、减阻降耗挖掘、防堵限深控制、自动对垄作业、高效分离、低损收获、多功能行走底盘、人机交互等关键技术研究进展,分析对比中国和欧美、日韩等国家在马铃薯机械化收获装备上的差异,指出国内马铃薯机械化收获技术上的不足。针对国内马铃薯种植范围广、种植模式多样、丘陵山区小块地种植面积占比大的特点,提出分段收获和联合收获是国内马铃薯机械化收获的趋势,并对低损高效分离装置、卡脖子技术突破、农机农艺深度融合及政策导向进行展望,以期为中国马铃薯机械化收获技术进一步发展与研究提供借鉴。     

联合收获油菜脱出物离散元仿真参数标定与试验

针对油菜联合收获清选装置气固耦合仿真分析中缺乏准确可靠的离散元仿真参数的问题,该研究以宜收获时的联合收获油菜脱出物为对象,基于颗粒离散元法的EDEM仿真软件对主要组分接触参数进行标定。开展了油菜茎秆径向单轴平板全压缩试验,测量分析了油菜茎秆泊松比、弹性模量等特征参数;通过斜面法和自由跌落试验测定了籽粒、茎秆、荚壳和钢板间静摩擦系数及碰撞恢复系数,确定了颗粒模型接触参数取值范围。以茎秆堆积角为试验指标,通过基于EDEM 的Plackett-Burman试验筛选出对茎秆堆积角有显著影响的参数,开展了最陡爬坡试验确定了显著性参数最优取值范围,进一步通过Box-Behnken试验建立了显著性参数与茎秆堆积角的二阶回归模型,优化得出了茎秆接触参数最佳组合。标定结果表明：显著性参数最优组合为茎秆-茎秆静摩擦系数0.707、茎秆-茎秆动摩擦系数0.015和茎秆-钢板动摩擦系数0.012,在接触参数最优组合条件下,茎秆仿真堆积角与实际堆积角相对误差为0.54%。在标定参数组合下,基于DEM-CFD开展了油菜联合收获旋风分离清选装置气固耦合分析,并进行了台架验证试验,仿真试验结果表明：旋风分离清选清洁率为94.42%,损失率为3.96%,与台架试验相对误差分别为2.81%和7.48%,验证了标定参数的可靠性,可为油菜联合收获离散元仿真分析提供基础接触参数。     

马铃薯机械化收获除杂技术与装备研究进展

高效低损除杂是马铃薯机械化收获的核心环节,直接影响马铃薯的收获效率与收获品质,是助推马铃薯收获模式制定与收获装备研发与产业化进程的关键。由于不同马铃薯种植地区的自然环境等区域差异性较大,各地区马铃薯种植和收获模式复杂多变,因此对马铃薯机械化收获的除杂技术、装置结构和作业原理的需求各不相同。机械化收获除杂是减少生产成本、提高经济效益的重要方法,该研究基于国内马铃薯种植农艺,分析了国内外典型的马铃薯收获机基本结构和技术特点,对马铃薯机械化收获秧膜杂处理技术进行归纳总结,阐述薯土分离、薯秧分离、残膜回收及杂质清选等环节的装置结构与工作原理,对比分析不同除杂装置的特点与技术指标。针对国内覆膜种植、丘陵地区土壤粘重等特点,指出制约国内马铃薯除杂机械化发展的关键问题,并提出规范种植体系,研制适用机型与专用装备,农机农艺农信相融合和产学研相结合等建议,以期为马铃薯机械化收获除杂技术装备的研发应用奠定基础。     

油菜联合收割机双向电驱动分行竖割刀设计

针对传统油菜联合收割机分行竖割刀存在振动大、损失率高的问题,该文设计了双向电驱动分行竖割刀装置。根据对称式双偏心轮的运动学特征和双动刀片切割油菜茎秆的力学模型,确定了传动机构和刀片的主要参数;建立了动刀切割运动轨迹方程,通过数值模拟分析不同切割速比(割刀平均速度与收割机前进速度之比)下的切割效果,以未切割率与重复切割率之和最小为约束条件,确定切割速比为1.1时切割效果最优;将双向电驱动分行竖割刀应用于4LZ-6T型油菜联合收割机并开展振动测试,仅竖割刀工作时,割台振动加速度为0.11g,为横割刀振动加速度的11%;田间试验表明,装有双向电驱动分行竖割刀的油菜联合收割机收获总损失率为6.15%,其中割台损失率为3.37%,竖割刀分行平均损失率为1.03%;在切割速比为1.08、1.63、2.40时,竖割刀的分行损失率分别为0.90%、1.04%和1.14%,在接近最优切割速比1.1时,竖割刀分行损失率最小为0.90%,相较另外2种切割速比,竖割刀分行损失率分别减小了13.5%和26.7%。该研究和设计可为油菜割台结构改进和降低油菜联合收割机收获损失提供参考。     

林果机械化采收技术与装备研究进展

机械化采收技术是制约林果产业发展的重要瓶颈。实现林果机械化采收是林果产业转变发展方式、节本增效、增强国际市场竞争力的重要途径之一,也是林果产业全程机械化和规模化的研究重点和难点。林果机械化采收的技术重点是高效低损采摘,最终目标是实现林果自动化、智能化、无人化采收。该文总结了中国林果种植分布情况现状,将现有林果机械化采收技术与装备系统地划分为一次性联合摘果采收和振动采收后集果捡拾,并对其研究现状和发展动态进行了阐述和剖析。在此基础上,结合林果产业发展要求和应用场景,归纳了国内林果机械化采收技术面临的机会和挑战,并提出兼顾不同需求发展高性能、高效率、高可靠的林果机械化采收装备建议,以期为促进林果业的现代化和高新技术推广提供参考。     

2BYF-6型油菜免耕直播联合播种机田间试验研究

对2BYF-6型油菜免耕直播联合播种机在洞庭湖区的安乡县、沅江市、鼎城区、澧县等进行了田间播种试验。试验结果表明,采用2BYF-6型油菜免耕直播联合播种机的适宜土壤含水率为20%～40%,能够保证单位面积的基本苗数。与人工直播相比,节省成本32.0%,同育苗移栽相比,节省成本60.3%。试验结果显示采用2BYF-6型油菜免耕直播联合播种机在洞庭湖区的机播油菜试验是成功的。机具性能可靠,具有较高的经济价值和社会效益,通过生产实践,总结了机械技术与农艺科学结合的经验,为大面积推广油菜机械化播种提供了可靠的依据。     

基于ANSYS-ADAMS的立式油菜割晒机铺放角形成机理

为提高油菜割晒作业性能,研究油菜植株参数和割晒机参数对铺放角的影响规律,该研究利用ANSYS软件和ProE软件分别建立油菜植株的柔性体和割晒机模型,在ADAMS软件中建立割晒机-油菜植株刚柔耦合模型,开展油菜植株铺放过程单因素与多因素仿真试验。单因素试验结果表明：油菜植株高度在1.2～1.6 m范围内,铺放角先减小后增加且在植株高度为1.4 m时取得最小值;油菜植株质量密度在438～588 kg/m3范围内,铺放角先增加后减小且在质量密度为538 kg/m3处取得最大值;植株与植株的摩擦系数在0.1～0.5范围内,摩系数越大铺放角越小。多因素响应面试验结果表明：输送链与前进速度的速比、前进速度、割茬高度、输送链速度与前进速度的速比及前进速度与割茬高度的交互作用对铺放角的影响极显著（P<0.01）,显著性顺序从大到小为输送链速度与前进速度的速比、前进速度、割茬高度;根据多因素试验结果建立铺放角的三元二次回归方程模型,并建立响应面分析多因素交互作用对铺放角的影响规律;建立目标优化方程组,确定割晒机最优作业参数组合为前进速度0.6 m/s,速比1.37,割茬高度0.42 m。田间试验结果表明,优化作业参数条件下,铺放角预测值与实测值的相对误差小于6%;与对照相比,铺放角由134.9°下降为115.8°,角度差由11.2°下降为9.6°,根差由0.22 m下降为0.14 m,割晒损失率由2.2%下降为1.5%,割晒机作业性能提高。研究结果可为油菜割晒作业的适宜条件确定和割晒机作业参数优化提供依据。     

不同振动特性参数对杏树振动响应的影响

为研究振动时间、振动频率和振动激励点振幅等不同振动特性参数对杏树振动的影响,该文利用ANSYS软件对杏树进行了有限元建模分析;通过三因素三水平试验分析不同振动特性参数对杏树振动检测点的影响,利用Design Expert软件进行优化分析,并进行实验室验证试验。杏树自由模态振动响应分析表明最佳杏树振动采收响应频率范围为0～20 Hz;谐振动响应分析可知在最佳频率范围内,杏树振动激励点振幅为5、10和15 mm时,同一频率下,随着激励振幅的增大,相同位置加速度增大,但振动曲线整体变化规律和趋势一致。试验分析可知,各因素影响检测点1和2加速度的强弱顺序一致:激励点振幅振动频率振动时间;各因素影响检测点3加速度的强弱顺序为:振动时间激励点振幅振动频率;建立3个检测点的响应方程,由下至上3个检测点的回归方程决定系数分别为0.906 7、0.879 3和0.973 3;多目标参数优化结果为:振动时间7.207 s,振动频率15 Hz,激振点振幅10 mm,通过验证试验可知由下至上各检测点加速度为10.4g、10.2g和9.3 g,与优化值相近。该研究可为杏振动采收机械参数设计提供参考。     

基于高光谱的冬油菜植株氮素积累量监测模型

为无损和定量研究高光谱技术在冬油菜植株氮素积累量(PNA,plant nitrogen accumulation)时空变化监测的适宜性及准确性,该文以两年田间氮肥水平试验为基础,采用单变量线性和非线性回归方法,建立基于特征光谱参数的冬油菜P NA高光谱估算模型。结果表明,采用比值光谱的方法可显著提高冬油菜冠层光谱反射率与PNA间的相关性,其最佳的波段组合为1 259 nm与492 nm处光谱反射率比值(R1259/R492),决定系数R2为0.85。高光谱参数间,以比值植被指数(RVI-5)、归一化光谱指数(NDSI)、线性内插法红边位置(REIP)、三角植被指数(TVI)、742 nm处一阶微分光谱值(FD742)和红边面积(SDR)等光谱参数与PNA相关性较好(平均R2和标准误SE分别为0.69和42.70),且以FD742表现最优(R2=0.79,SE=35.66)。精度分析结果显示,以光谱参数R1259/R492和FD742为自变量的指数方程模型作为高光谱监测油菜PNA的最佳模型,各生育期Noise Equivalent(NE)均较低且表现稳定,同时模型估测精度较高,R2分别为0.98和0.98,相对均方根误差RRMSE分别为0.73和0.72,相对误差MRE分别为14.42%和10.31%。该方法为快捷和精确评估冬油菜PNA提供了新的研究思路。     

基于小波分解的油菜多光谱图像与深度图像数据融合方法

将多源数据融合分析可以降低单一图像造成的误判读,利用多源数据之间的冗余部分进行配准,利用互补信息完成融合,能够提高数据的信息量和可靠性。该文利用近地面遥感模拟平台分别获取油菜的多光谱图像和深度图像,将2种图像进行配准和融合。该文分别针对多光谱图像和光程差深度图像的成像特点,进行相机内外参计算与图像矫正。采用 SIFT（scale invariant feature transform）算法计算2源图像上的 SIFT 点,并依据关键点描述子进行匹配,之后通过关键点位置计算仿射变换矩阵对图像进行缩放、平移和旋转,从而实现变换后图像的配准。分别对 harr,Db2,Db4,Sym2, Sym4,Bior2.2,Bior2.4,Coif2,Coif 等9种小波基融合后的结果计算其相应的交叉熵、峰值信噪比和互信息量等5个参量进行评价,得出小波基 harr 和 sym4融合效果较好,各项指标均衡性较好。用 haar 小波基对配准后图像在3、4、5、6层分解融合,通过观察得出在多光谱与深度图像融合中第3层小波分解和第4层分解的融合效果较好。最终将深度图像的高程数据归一化之后进行植株三维构建,得到三维点云并进行可视化。     

刈割对六种牧草吸收重金属和修复污染土壤潜力的研究

The pollution of soils by heavy metals has dramatically increased in recent decades. Phytoextraction is a technology that extracts elements from polluted soils using hyperaccumulator plants. The selection of appropriate plant materials is an important factor for successful phytoextraction in field. A field study was conducted to compare the efficiency of six high-biomass forage species in their phytoextraction of heavy metals (Cd, Pb and Zn) from contaminated soil under two harvesting strategies (double harvesting or single harvesting). Among the tested plants, amaranth accumulated the greatest amounts of Cd and Zn, whereas Rumex K-1 had the highest amount of Pb in the shoot under both double and single harvesting. Furthermore, double harvesting significantly increased the shoot biomass of amaranth, sweet sorghum and sudangrass and resulted in higher heavy metal contents in the shoot. Under double harvesting, the total amounts of extracted Cd, Pb and Zn (i.e., in the first plus second crops) for amaranth were 945, 2 650 and 12 400 g ha^-1, respectively, the highest recorded among the six plant species. These results indicate that amaranth has great potential for the phytoextraction of Cd from contaminated soils. In addition, the double harvesting method is likely to increase phytoextraction efficiency in practice.