3YDX-3型烟草打顶抑芽机设计

为改变中国烟草手工打顶、打顶抑芽分步操作的落后局面,开发了3YDX-3型烟草打顶抑芽机。它主要有吹风系统、烟草高度识别系统、打顶系统、抑芽剂喷施系统、刀片消毒装置等组成,能够同时完成烟草打顶、抑芽剂喷施、刀片消毒3项作业。整体机架由液压油缸控制升降,滑动支架与整体机架滑动连接,使机组满足不同生长高度、不同种植行距的烟草使用。烟草高度识别系统、抑芽剂喷施系统采用机电一体化技术,实现了烟草高度的精确识别、准确打顶和对靶施药。试验结果表明,生产率为0.48 hm2/h时,该烟草打顶抑芽机工作安全稳定,打顶高度仿形,抑芽剂喷施准确,能够满足使用要求。     

烟草抑芽剂智能对靶施药系统设计与试验

针对目前烟草抑芽剂施用现状,设计了烟草抑芽剂智能对靶施药系统,该系统主要由支架、测速传感器、烟秆检测传感器、步进电机、卷轴、电磁阀、滑块、滑轨、单向阀、喷管、行程开关、单片机系统等组成。测速传感器可对机组的作业速度实时检测,单片机系统根据检测的机组作业速度控制步进电机的转速、根据电磁阀开启时间控制步进电机的转角,并根据烟草茎秆信号的有无控制电磁阀开闭,实现了烟草抑芽剂的智能对靶施药。对烟草抑芽剂智能对靶施药系统进行了室内试验,结果显示:试验台运动速度越慢(0.3～0.45m/s),收集药量Qs≥15mL的比例越高,施药效果愈好;随着药泵压力的升高,收集药量呈缓慢下降趋势。样机田间试验结果表明:设计的烟草抑芽剂智能对靶施药系统工作准确可靠,满足使用要求。     

果树施药仿形喷雾的位置控制系统

按照仿形喷雾的原理，研制了一种以单片机为核心的非接触式仿形喷雾位置控制系统，即采用超声波位置传感器检测果树的位置和实际形状，由系统控制步进电机带动喷头组运动，使喷头在理想的喷雾距离下工作。为了适应喷雾对象和环境的不确定性，设计了自适应模糊控制程序，带动喷头的步进电机则采用数字脉宽调制方式(DPWM)控制。试验结果表明，该控制系统满足仿形喷雾的技术要求。     

玉米精量播种机同位仿形半低位投种单体设计与试验

摘要：针对目前玉米精量播种机无法同时实现同位仿形和低位投种,导致行、株距均匀性差、播深不能精确控制的问题,该文设计了一种同位仿形半地位投种单体,在实现同位仿形的同时将投种高度降低了120～160 mm（与常规的具有同位仿形功能的玉米精量播种机相比）。分析并确定了仿形轮直径及其支臂长度、仿形轮挡块长度和倾角等关键部件的结构参数,使得播深有较大的调节范围,最小播深为40 mm,最大播深为90 mm,能满足大多数情况的播种需求。田间试验表明,该单体能很好地实现玉米的精量播种,其粒距合格指数为94.8%、重播指数2.9%、漏播指数2.3%、粒距变异系数15.1%、播深一致性系数88.3%,明显优于常规的高位投种单体的性能指标。     

勺夹式花生小区单粒精量播种单体设计与试验

针对花生小区播种机播种尺寸差异较大种子时存在适应性差、单粒精播粒距合格率低等问题,该研究设计了一种基于STM32单片机控制的勺夹式花生小区单粒精量播种单体。采用先充种后投种的模式,利用夹持空间可调节的勺夹式排种器向双格盘播种总成内单粒排种,由STM32单片机控制光电传感器、增量式编码器以及步进电机等元件,实现有序充种和投种。根据播种时花生种子的运动轨迹,确定影响机具作业性能的主要参数为机具作业速度和投种口离地高度。以提高单粒精播粒距合格率,降低播种漏播率、重播率、破损率为目标,对机具作业参数进行单因素与双因素数值模拟分析,探究了机具作业速度、投种口离地高度以及二者交互作用对播种性能的影响。试验结果表明,机具作业速度0.9 m/s、投种口离地高度15 cm时的播种效果最佳：粒距合格率为96.20%、重播率为2.97%、破损率为0.50%、漏播率为0.33%,整机通过性和适用性良好,能够满足小区育种试验要求。该研究可为花生小区精量播种技术研发提供参考。     

新型化学打顶剂对陇棉3号生长发育的影响

以陇棉3号为材料,观察了新型化学打顶剂不同打顶时间和剂量对棉花农艺性状、新生节间长度、新生果枝长度及产量和品质的影响。结果表明,该新型化学打顶剂能够降低棉花株高,较人工打顶能够增加果枝数、降低上部果枝长,增加果节数,并能有效抑制新生节间和新生果枝长度,对单株铃数、铃重、衣分和绒长无明显影响。与人工打顶相比,同期喷施750 mL/hm2该化学打顶剂,籽棉产量无显著差异,可以起到替代人工打顶的作用。     

烟叶采收机仿垄行走控制系统设计与试验

为实现烟叶采收机的无人驾驶,设计了一种烟叶采收机仿垄行走控制系统,该系统采用光电测距传感器检测左右两侧车轮到烟垄的距离。该文分析一阶滞后低通滤波的灵敏度、平滑度以及相位滞,同时修正滤波的控制参数,以期达到较好的拟合效果,从而精确剔除杂草、土块等无效的尖锐信号,最后根据优化处理后的数据调整动力系统的电机转速,实现烟叶采收机仿垄行走。一阶滞后低通滤波经动态修正后无论从灵敏度还是平滑度看,效果均较好,相位滞后也得到明显修正。田间试验表明,滤波后的数据标准差为3.8,能够得到较为准确的垄形信息;跑偏角度低于30°时,角度修正较好,成功率为95%,侧移修正成功率为89%;跑偏角度低于20°时,成功率为100%,侧移修正成功率为98.3%。该行走控制系统可准确控制烟叶采收机仿垄行走,为无人烟叶采收机行进控制方法的深入研究提供了参考。     

播种机开沟深度控制系统的设计与室内试验

针对播种机开沟深度稳定性影响播种质量、开沟深度难以精确控制、仿形滞后等问题,该文设计了开沟深度控制系统,系统包括地表高度检测机构、四连杆仿形机构、PLC控制系统和液压系统。通过建立开沟深度数学模型,确定了开沟深度闭环控制方案,实现了开沟深度的精确和实时控制;采用补偿延迟时间的方法,实现了开沟深度的同步仿形;对系统进行了试验。试验结果表明,系统的响应时间为0.12 s;开沟器上升和下降的平均速度为78.7、102.8 mm/s;前进速度5 km/h条件下,开沟深度在30、50、70 mm时,系统理论开沟深度稳定性系数分别为90.98%、91.45%、92.32%,测量开沟深度稳定性系数分别为90.66%、91.33%、91.82%,系统测量误差≤0.54%,满足开沟深度稳定性要求。该控制系统的研究为播种机播种单体和开沟深度控制机构设计提供了参考。     

自动补苗装置精准定位自适应模糊PID控制

为实现补苗装置精准定位控制,解决自动移栽作业过程中因穴盘缺苗和取苗投苗失败而导致的漏栽问题,采用自适应Fuzzy-PID控制算法来实现钵苗输送的步进定位控制。构建了步进电机角速度控制传递函数的数学模型,设计了自适应Fuzzy-PID控制器及其模糊规则,通过MATLAB的Simulink模块建立了基于模糊PID控制器的步进电机系统角速度控制模型,以阶跃信号作为激励信号,自适应模糊PID控制和PID控制的仿真试验表明:PID控制的响应时间为7 s,出现超调量为0.1的振荡,通过调整PID控制器参数增大比例系数,系统响应时间缩短为2.2 s,系统响应速度明显加快,且未出现振荡环节;自适应模糊PID的响应时间为0.12 s,步进电机系统快速到达阶跃响应的稳态值,步进电机角速度控制稳定,角速度响应快,满足钵苗输送的定位要求。自动补苗试验结果表明:在植苗频率为40、50与60株/min时,补苗成功率分别为100%,100%、95.8%,且只要光纤传感器检测到漏苗信号,基于自适应Fuzzy-PID控制的步进电机系统快速响应,补苗控制系统都能准确及时地进行自动补苗。该研究可为解决自动移栽机田间作业的漏栽问题提供参考。     

基于作物水分胁迫声发射技术的无线传感器网络精量灌溉系统的初步研究

为实现准确判断作物水分亏缺程度,为精量灌溉提供科学依据,该文基于作物水分胁迫声发射技术,研发了无线传感器网络节点,并设计了无线传感器网络精量灌溉系统.该系统可以使人们随时随地精确获取作物需水信息,并实现精量灌溉.该系统具有功耗低、成本低廉、鲁棒性好、扩展灵活等优点.初步试验表明了该系统的合理性与实用性.可以应用于温室、农田、苗圃等区域.该研究为无线传感器网络在节水农业中的应用做出了探索.     

外源抗坏血酸与谷胱甘肽对打顶后烟草氧化 还原平衡及烟碱的影响

烟碱含量偏高是我国烤烟的现状。如何有效降低烟叶烟碱含量,提高烤烟工业可用性是烟叶生产中的一个难题。根据烟草打顶导致烟碱含量急剧上升和机械损伤造成细胞氧化迸发的的现象,本试验从打顶创伤引起的一系列生理变化入手,采取打顶后在伤口涂抹抗氧化剂抗坏血酸+谷胱甘肽(As A+GSH)和抗坏血酸(As A)两种方法来抑制活性氧含量的上升,探究茉莉酸刺激烟碱含量上升和活性氧含量之间的关系,并比较两种方法在抑制活性氧及烟碱上升的效果。结果发现,涂抹As A+GSH和As A处理对烟草叶片超氧阴离子、过氧化氢、丙二醛的上升有抑制效果,过氧化氢降解速度慢于超氧阴离子,在烟草内有积累现象。涂抹As A+GSH和As A处理在打顶6 h时茉莉酸含量低于常规打顶,对茉莉酸的产生有抑制效果。其中处理96 h后,打顶后涂抹As A+GSH的处理叶片烟碱含量比常规打顶低21.5%,打顶后涂抹As A的处理叶片烟碱含量比常规打顶低17.5%。且各检测指标之间存在显著或极显著的相关性。另外,打顶后24 h,各处理的活性氧含量回到对照(不打顶)的水平。试验表明,抗氧化型物质(As A+GSH)涂抹打顶后烟草的伤口能有效抑制活性氧、茉莉酸和烟碱含量的上升,且活性氧、茉莉酸、烟碱之间存在着密切联系。As A+GSH比As A有更强的抗氧化性,能更好地抑制打顶后烟碱的上升。     

高通过性四轮自走式烟草田间作业机的设计

针对烟草中后期田间管理迫切需要高通过性动力机械的现状,通过采用拱桥式车架,偏置布置在拱桥式车架一侧的发动机及传动系统,架高转向横拉杆及过桥传动轴等结构措施,设计出高通过性的四轮自走式烟草田间作业机,其最大通过高度1700?mm,变速范围1.0～18?km/h,解决了烟草田间作业动力机械高通过性的技术难题。该机自身可实现植保作业,若悬挂不同的机具可实现耕地、起垄、移栽、铺膜、中耕培土、打顶、采摘烟叶、拔烟秆等多种作业。小批量生产试验表明,该机驾驶劳动强度小,通过性好,对烟叶损伤小,作业效率高。     

打顶后喷施油菜素内酯和生长素对烤烟田间生长、碳氮代谢及烟叶品质的影响

通过田间试验研究了打顶后喷施油菜素内酯(BR)和生长素(IAA)对烤烟田间生长、碳氮代谢及烟叶品质的影响。试验共设置6个处理,分别为:T1,清水;T2,10 mg?kg?1 BR;T3,10 mg?kg?1 IAA;T4,20 mg?kg?1 IAA;T5,10 mg?kg?1 IAA+10 mg?kg?1 BR;T6,20 mg?kg?1 IAA+10 mg?kg?1 BR。在打顶当天、打顶后15 d和30 d时测定烟株顶部5片烟叶的叶面积和各部位的干物质重,在打顶当天、打顶后10 d、20 d、30 d时测定烟株碳氮代谢关键酶的活性。结果表明:1)打顶后喷施油菜素内酯和生长素能不同程度地促进上部烟叶开片,促进烟株根系生长,提高上部烟叶的产量,且以二者同时喷施时效果较好;2)除对照处理外,各处理的硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性均表现为先升高后降低,蔗糖转化酶和淀粉酶活性均表现为先降低后略微升高的变化趋势,说明打顶后喷施油菜素内酯和生长素能增强烟株的碳氮代谢强度,但在一定程度上推迟了烟叶成熟落黄时期,延长了生育期;3)打顶后喷施油菜素内酯和生长素可以有效提高烟叶钾含量、钾氯比、有机钾指数,并降低中、上部烟叶的烟碱和氯含量,且以对上部叶的作用效果最为明显,以二者同时施用时作用效果最好;4)处理T6(20 mg?kg?1 IAA+10 mg?kg?1 BR)促进烟株生长和提高烟叶品质的效果最佳,能使上部烟叶的钾含量、钾氯比、有机钾指数相对于对照T1分别提高40.9%、68.5%和0.524,使氯含量和烟碱分别降低16.2%和16.3%。总的来看,打顶后喷施油菜素内酯和生长素可以促进烟株生长,增强碳氮代谢,提高烟叶钾含量、钾氯比和有机钾指数,降低烟碱和氯含量,进而提高烟叶的产质量。     

不同供氮方式和施氮量对烤烟生长和氮素吸收的影响

2005年5月至9月在云南玉溪采用田间试验和微区试验相结合的方法,研究了传统施肥和优化施肥2个施氮水平对烤烟生长和氮素积累的影响。结果表明,施N.120.kg/hm2的烟株在打顶以后以吸收土壤氮为主;施N52.5.kg/hm2的烟株在团棵期以后以吸收土壤氮为主,该施氮量能够保证烟株从移栽至打顶(即移栽后60.d)阶段的生长需要。但与施N.120.kg/hm2相比,植株氮素营养略有不足,烟株各部位及整株的干物重和氮素积累量略有降低;各时期干物重的分配比例没有区别。另外,打顶期和成熟期,两施氮处理植株所吸收的肥料氮绝对量差异达显著水平,施氮量越高,吸收量也越大。同时,施氮量越多,各个时期各部位和整株中肥料氮的比例越大,且均在团棵期达到最大值;之后呈下降趋势,施氮越多,下降幅度越小。两处理植株都呈现肥料氮比例随叶位上升而减少的规律,施氮量越高,部位间差异越小。     

3MDZ-4型自走式棉花打顶喷药联合作业机设计

针对现有棉田打顶机打顶率低,打顶和喷药环节独立作业造成拖拉机动力浪费的问题,集成精准打顶与变量喷药技术,设计了3MDZ-4型自走式棉花打顶喷药联合作业机,可一次完成棉花分禾收拢、扶禾、打顶、喷药作业。对机具关键部件分-扶禾装置、高度检测系统、打顶系统、喷药系统进行设计分析,确定了分禾宽度为470mm、高度检测范围为0～320 mm、圆盘刀轴最小转速716 r/min、平行四连杆机构长度等参数,在设计分析的基础上进行田间试验。田间试验结果表明:当该机工作速度为2.5 km/h时,棉花打顶率为91%,打顶前后棉花高度相关系数为0.81,相关性强;喷药系统可根据作业速度调节喷药量,实际流量与理论流量相对误差在5%以内。同时,触屏显示器能够实时显示作业速度、作业面积等参数,当药液低于设定值时发出声光报警,提高了棉花打顶喷药机械的智能化水平。该研究可为棉花打顶喷药机械的设计提供理论参考。     

不同施氮条件对烤烟打顶前后代谢及物质积累的影响

采用大田试验研究了不同施氮条件对烤烟打顶前后碳氮代谢、苯丙烷类代谢关键酶活性及其相关物质积累的影响。结果表明: 不施氮下(N0), 打顶前烟叶碳氮代谢关键酶活性较低, 而苯丙氨酸解氨酶活性却较高, 这使得光合固定的碳优先向蔗糖、淀粉、多酚类积累; 单施化肥下(N1), 烟叶碳氮代谢关键酶活性高于N0处理, 但氮代谢强度大, 烟叶固定的碳较早地向烟碱积累, 色素含量高; 加施饼肥下(N2), 烟叶碳氮代谢关键酶活性高, 但代谢协调, 淀粉积累推迟, 色素含量较高, 而多酚类、烟碱积累量均处于N0与N1处理之间。烟株打顶后, 烟叶在短期内各关键酶活性都增强, 但其改变程度不一致, 烟叶内含物重新分配, 游离氨、色素含量递减, 而烟碱含量逐渐积累, N2处理烟碱含量最高。这说明施氮条件影响烟株碳氮代谢的协调程度, 影响烟叶物质积累的流向。因此, 通过控制施氮条件可以改变烟叶的代谢流向以至改变烟叶的质量风格特征。     

喷施硅肥对烤烟圆顶期光合特性、氮钾含量及产质量的影响

为了探讨喷施硅肥对烤烟生长发育的作用效果,在陕南旬阳县以品种K326为材料开展了喷施硅肥试验研究。结果表明:在团棵期和现蕾期或团棵期和打顶后2 d喷施浓度为1.5 kg/hm2或3 kg/hm2的硅肥,均能不同程度提高烤烟圆顶期净光合速率、水分利用效率和气孔导度,同时降低蒸腾速率,增加叶绿素含量,提高烟叶氮钾含量,进而提升均价、产量、产值及中上等烟比例。在相同的喷施浓度下,团棵期和打顶后2 d喷施硅肥作用效果优于团棵期和现蕾期喷施;在相同喷施时期下,喷施浓度3 kg/hm2作用效果优于喷施浓度1.5 kg/hm2。其中,以团棵期和打顶后2 d喷施硅肥浓度为3 kg/hm2(D2)处理效果最好,能有效提升烤烟光合作用,改善氮钾营养,促进烤烟生长发育,提高经济效益,从而为陕南烟区硅肥施用提供参考。     

高地隙喷杆式与隧道式一体喷雾机的设计与试验

针对烟草移栽后团棵期到打顶期植株形态差异显著,采用单一喷杆式喷雾病虫害防治效果差的问题,设计了一种集喷杆式和隧道式两位一体喷雾机,以实现在烟叶低矮稀疏的幼苗期进行喷杆式喷雾,在烟叶高大茂密的成熟期进行隧道式喷雾,并实现滴落药液的回收再利用。喷雾机固定在高地隙通用机架上;喷架升降和变形机构实现喷杆式和隧道式2种药液喷施模式;喷架收拢机构实现机器工作态和运输态2种机架形态的变换。试验表明:在相同行进速度和喷雾量的情况下,两位一体喷雾机与普通喷杆式喷雾系统相比,烟草打顶期和采收期时,在植株竖直方向上下层叶片正面平均单位面积雾滴沉积量提高50%左右,上下层叶片反面平均单位面积雾滴沉积量分别提高了30.56%和61.54%;在植株水平方向上内中外各层叶片正面平均单位面积雾滴沉积量提高42%以上;内中外各层叶片反面平均单位面积雾滴沉积量分别提高了46.23%、61.17%和24.11%。田间试验表明:药液雾滴雾化烟叶附着效果良好,并且几乎无烟叶损伤。在大田种植烟草的全生命周期中,该喷雾机具有更好的雾滴沉积效果和整机利用率。     

施用改良剂对山地土壤pH和烤烟生长及产质量的效应

为明确酸性土壤改良剂施用方法,采用三因素二水平的大田试验,研究改良剂种类、施用时间和施用量对植烟土壤pH的影响及对烤烟农艺性状、经济性状和烟叶物理特性、化学成分的效应。结果表明,与对照(CK)相比,施用改良剂能显著提高土壤pH值(移栽后60 d可提高1.24～1.58;移栽后120 d可提高0.39～0.54);施用低剂量石灰有利于打顶前烤烟株高和茎围的生长,施用酸性土壤调理剂有利于打顶前烤烟叶片的生长;施用改良剂主要影响烤烟经济性状指数(ECI)、烟叶物理特性指数(PPI)、烟叶总氮含量,以改良剂用量对烤烟经济性状影响最大,改良剂种类和施用时间互作对烟叶物理性状影响最大,改良剂用量对化学成分影响最大;与CK相比,施用改良剂其烤烟上等烟比例提高7.32～15.46个百分点,均价、产量、产值分别提高1.22%～9.81%、1.72%～40.65%、2.74%～42.67%,其烤烟ECI、烟叶PPI、烟叶CUUI分别提高6.53%～32.31%、0.65%～7.04%、0.36%～13.87%。生产上应用改良剂的方法为,在烤烟整地时施用1 500 kg·hm^-2石灰的...