全膜双垄沟地膜捡拾机的设计

为了解决地膜污染问题,通过对国内外地膜捡拾机的研究和借鉴,研制出全膜双垄沟地膜捡拾机。运用SolidWorks motion功能仿真弹齿M点的运动轨迹和X方向线性速度,得出收膜滚筒的转速为80 r·min~(-1),通过设计计算和考虑其它因素得出入土角为25°;在此基础上增加反向推膜机构,对集膜滚筒机械进行改进优化并做出样机。实验表明,该样机作业生产率为0.4~0.6 hm~2·h~(-1),地膜捡拾率为90%,使用可靠性为98%,工作效率高,制造成本低,适应性强。     

玉米全膜双垄沟电动式精量播种机设计与试验

为满足旱地全膜双垄沟农艺技术要求,设计了一种玉米全膜双垄沟电动式精量播种机。以穴播轮容种高度、穴播轮转速、活动鸭嘴长度为因素,以空穴率和单粒率为指标进行了正交试验。再利用试验结果做出了方差分析,得出影响播种机工作性能的因素主次,进一步优化了组合部件参数。试验结果表明:容种高度为130 mm,穴播轮转速为0.85 m·s-1,活动鸭嘴长度为65 mm时,该播种机的平均空穴率为1.9%,平均单粒率为93.1%,播种效果良好,满足玉米精量播种的要求。     

旱地全膜双垄沟播直插式玉米播种装置的仿真优化

针对膜上播种需求,设计了一种新型曲柄滑块机构驱动平行四杆机构直插式播种装置,该装置结构简单,能够实现播种时成穴器"零速"播种,不易挑膜、撕膜。以成穴器相对于机架x方向的速度差v、排种管入出土后水平位移差s为优化目标,在Solidworks Motion中进行了该装置结构优化仿真。得到结果为:当以0.5 m·s~(-1)为前进速度时,曲柄Ⅱ长度69 mm、连杆长度167 mm、曲柄机构转速100 r·min~(-1)的播种装置能得到较好的直插播种性能。     

全膜双垄沟播起垄施肥铺膜机的研制

针对全膜双垄沟播种植的农艺要求,研制了一种起垄施肥铺膜机,可完成起垄、施肥、喷药、铺膜和覆土压膜联合作业。用旋耕方式整地起垄,覆土装置实现地膜纵向两边均匀覆土和地膜横向间隔覆土。采用旋耕前喷药和铺膜前施肥的作业方式,保证药效和肥效最大限度地发挥作用。试验表明,垄面光滑,无明显缺陷且覆土后的地膜无机械破膜现象。膜横向覆土距离的平均值为102 cm,纵向覆土厚度和宽度的平均值为5.1 cm和11.4 cm,大垄的垄宽和垄高的平均值分别为69.3 cm和14.9 cm,小垄的垄宽和垄高的平均值为40.5 cm和15.2 cm,满足全膜双垄沟播种植农艺要求。覆土的厚度、宽度的变异系数分别为4.83%和7.52%,大垄宽度、高度的变异系数为1.22%和2.14%,小垄宽度、高度的变异系数为2.26%和1.58%,符合设计要求。     

旱地全膜双垄沟玉米精量播种机的设计与试验

为满足旱地全膜双垄沟农艺技术要求,设计了一种玉米精量播种机。为实现播种机平稳工作、保证膜下播种深度,采用双向平行四杆仿形机构,根据初始工作角和最大上下仿形量,确定了仿形机构的各项尺寸参数,上下仿形量可达到98.35 mm,左右仿形角达到15.2°,满足仿形播种要求;为减少漏播,降低空穴率,采用凸轮-平面连杆开启式穴播轮;借助ADAMS软件对穴播器成穴过程进行仿真分析,探讨了穴播轮滑移率对穴孔形状的影响,并以此对播种机的前进速度进行优化,降低了空穴错位率。田间试验结果表明：全膜双垄沟播玉米精量播种机作业后空穴率为0.9%,穴粒数合格率为93.6%,膜下播种深度合格率为91.8%,穴位错孔率为2.5%,作业质量符合行业技术标准要求。     

偏心齿轮驱动式玉米全膜双垄沟播联合作业机的设计

针对传统全膜覆盖双垄沟玉米播种存在播种效率低,易撕膜和挂膜,操作不方便等问题,设计一种集起垄、压膜和播种为一体的联合作业机。该机的动力传动装置由非圆齿轮连接的曲柄连杆机构和圆柱齿轮连接的曲柄连杆机构,共同控制成穴器运动,提高了播种机播种的准确度。田间试验表明,偏心齿轮驱动式玉米全膜双垄沟播联合作业机的设计作业后相关指标均达到了技术规范要求;同时以非圆齿轮的偏心率、非圆齿轮带动的曲柄与连杆长度的比值和切膜刀角为自变量,以膜孔扩大率作为测试指标,进行多组田间试验,得出椭圆齿轮的偏心率e=0.1、非圆齿轮曲柄与连杆的长度比值k=0.05和切膜刀角α=31°最佳,此时膜孔扩大率为1.22%。     

2BZ-4全膜双垄沟精密播种机设计

针对西北地区旱地全膜双垄沟播种作业需求,结合地方农艺特点,笔者与科研团队设计出一种2BZ-4全膜双垄沟精密播种机,该播种机主要用于起垄覆膜后二次进地自走式播种作业。与市场上现有的播种机相比,该机型能通过选配不同的排种器完成多种农作物的多功能播种;在设计初考虑到不同地区、不同农作物的农艺需求,将播种深度设计为40～100 mm可调、行走底盘轮距设计为1 000～1 400 mm可调、行距设计为380～550 mm可调,极大地提高了该播种机的通用性,同时在降低劳动强度和提高播种效率方面效果显著。     

旱地全膜双垄沟播玉米生长发育动态及产量形成规律研究

通过田间试验研究了半干旱区旱地全膜双垄沟播栽培技术对玉米生长发育的影响。结果表明,全膜双垄沟播技术能够加快玉米生长发育进程,不同程度地增加了玉米株高、叶片数、叶面积指数(LAI)、光合势和单株干物质积累量等,且玉米生长发育阶段越是干旱,增加优势越明显,能明显减除玉米"卡脖旱"现象;全膜双垄沟处理较常规半膜平作处理增产26.76%,休闲期免耕覆盖处理比免耕立茬增产10.77%,比免耕增产19.75%;增产主要表现在生育后期(吐丝后)提高双穗率,即促进雌穗分化发育和提高结实率,及玉米后期粒重的增加。     

旱地全膜双垄沟播玉米高效用水机制研究

通过田间试验对半干旱区不同栽培方式下玉米土壤水分分布及水分利用效率的研究,探明了全膜双垄沟播玉米农田高效用水的机制。结果表明:全膜双垄沟播栽培不同位置大垄、垄沟、小垄土壤平均含水量在0~60 cm土层内差异显著(P0.05),且垄沟含水量最高,其次为大垄,小垄最低;播种期0~60 cm土层平均体积含水量全膜双垄沟播与露地平作差异显著(P0.05),升高14.19%,且拔节期以前全膜双垄沟播种植土壤贮水量最高,表明全膜双垄沟播栽培有利于玉米的出苗及前期的生长;全膜双垄沟播栽培较半膜平作增产26.76%,水分利用效率较半膜平作提高14.83%。     

玉米顶腐病发生与全膜双垄沟播技术关系研究

全膜双垄沟播玉米是一项高产、抗旱新技术。但是随着大面积推广应用,其顶腐病为害呈逐年上升趋势,已经成为全膜双垄沟播玉米高产的制约因素。本研究依据全膜双垄沟播玉米顶腐病的发生为害现状,开展了全膜双垄沟播玉米顶腐病发生为害与其栽培新技术的相关性试验研究。结果表明,秋覆膜、垄沟点种、提旱播种、连作3年以上、土壤旋耕病株率分别为8.6%、6.9%、7.85%、19.25%、12%。依据掌握的发病规律,在玉米顶腐病发生严重的区域示范推广适地、适时、适墒开展顶凌覆膜,在春季墒情较好的情况下示范推广垄侧点种、残膜过冬与露地过冬间隔3年轮换深翻冬晒等农业综合栽培技术可以预防顶腐病的发生为害。     

旱地玉米全膜双垄沟播技术土壤水分效应研究

采用田间小区试验研究了旱地玉米全膜双垄沟播技术不同覆膜模式的土壤水分效应。结果表明,玉米播前至拔节期,0～20 cm土壤含水量,秋季全覆膜较传统播前半膜平铺提高5.6～6.2个百分点,顶凌全覆膜较播前半膜平铺提高3.9～5.2个百分点,播前全覆膜较播前半膜平铺提高0～4.0个百分点;1 m土壤贮水量,秋季全覆膜较播前半膜平铺增加49.5～51.3 mm,顶凌全覆膜较播前半膜平铺增加33.9～39.6 mm,播前全覆膜较播前半膜平铺增加0～26.9 mm,正是由于秋季全覆膜和顶凌全覆膜前期较高的土壤含水量,从而有效解决了玉米4～5月份因春旱无法播种、出苗的瓶颈。全膜双垄沟播技术大幅度提高了农田降水利用率和玉米水分利用效率,使降水利用率最高达到75.2%、平均降水利用率达到70.1%,使玉米水分利用效率最高达到35.93 kg/(mm.hm2),平均达到33.63 kg/(mm.hm2),在旱作农田降水高效利用方面取得了新进展。     

甘肃省旱地全膜双垄沟播技术研究与应用进展

系统分析了旱地全膜双垄沟播技术体系的研究阶段、技术创新、应用状况、技术评价和发展前景.结果表明,旱地全膜双垄沟播及其配套技术集覆膜抑蒸、垄面集流、雨水富集于一体,极显著地提高了农田降水保蓄率、利用率和作物水分利用效率,使秋季全覆膜和顶凌全覆膜1 m土壤贮水分别较常规播前半膜平铺增加50.2 mm和31.7 mm;降水利用率最高达到75.2%,平均达到70.0%;玉米水分利用效率最高达到37.8 kg/(mm·hm2),平均达到33 kg/(mm·hm2).从而有效解决了黄土高原旱作农业区玉米等大秋作物因春旱无法播种、出苗的瓶颈,大幅度提高了作物产量,使玉米产量平均达到8 374.5 kg/hm2,增产37.1%.     

全膜双垄沟播玉米田选用除草地膜的适宜田间杂草密度研究

在陇东旱塬生态条件下,田间测定了全膜双垄沟播玉米田选用化学除草地膜和黑色地膜的适宜田间杂草密度。结果表明,全膜双垄沟播玉米田覆盖白色地膜,玉米主要农艺性状、产量及经济效益均随田间杂草密度的增加而降低。杂草密度至少达到116.68株/m2和163.48株/m2时,分别选择覆盖化学除草地膜和黑色地膜可使玉米株高、株高整齐度、茎粗、茎粗整齐度、果穗长、果穗粗、穗粒数、百粒重、有效成穗株率、单位面积有效果穗数等主要农艺性状较覆盖白色地膜有明显改善,玉米产量和经济效益较覆盖白色地膜均有显著提高,产量增幅分别达到1.89%~48.18%和3.87%~47.72%,纯收益增幅分别达到4.49%~157.16%和11.21%~158.88%。     

双垄全膜马铃薯套种豌豆对马铃薯生育期及病害的影响

在双垄全膜马铃薯套种针叶豌豆的栽培模式下,研究了其对马铃薯的生育期及病害的影响。结果表明,马铃薯在双垄全膜栽培条件下出苗、现蕾、开花及成熟都较露地有所提前。在病害方面,覆膜使马铃薯早疫病的发生加重,但对晚疫病的发生有很好的抑制作用。     

除草地膜在全膜双垄沟播玉米田的应用效果

覆膜至播种期土壤持续干旱条件下对2种除草地膜在全膜双垄沟播玉米田中的应用效果进行了研究。结果表明,化学除草地膜、黑色地膜和白色地膜覆盖下玉米出苗率依次为76.39%、69.44%和81.48%,三处理间差异不显著,与白色地膜相比,化学除草地膜和黑色地膜覆盖下,玉米株高略有降低,降幅依次为0.04%和3.29%;化学除草地膜、黑色地膜和白色地膜覆盖下,玉米株高整齐度依次为29.23、50.24和37.18,三者差异不显著;化学除草地膜和黑色地膜覆盖下,玉米成穗株率均略低于白色地膜,降低幅度依次为0.86%和2.72%;化学除草地膜和黑色地膜均较白色地膜有一定的增产作用,增产幅度分别为9.71%和10.56%;化学除草地膜的株防效和鲜重防效分别为4.38%和23.09%,黑色地膜的株防效和鲜重防效分别为96.72%和99.20%,两者差异极显著。黑色地膜在全膜双垄沟播玉米栽培中具有较大的应用价值,化学除草地膜在土壤持续干旱条件下不宜推广。     

密肥互作对全膜双垄沟播玉米产量及水分利用效率的影响

为进一步完善全膜双垄沟播玉米栽培技术体系,采用大田随机区组试验法,研究了不同密度和施肥水平对全膜双垄沟播玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明：6.75×10⁴株·hm^-2种植密度下玉米产量和水分利用效率显著高于4.50×10⁴株·hm^-2密度处理。不同施肥处理条件下,玉米穗 行数和产量均以施纯氮180 kg·hm^-2,施过磷酸钙144 kg·hm^-2处理最高;玉米百粒重和 水分利用效率均以施纯氮210 kg·hm^-2,施过磷酸钙168 kg·hm^-2最高;6.75×10⁴株·hm^-2密度下施纯氮210 kg·hm^-2,施过磷酸钙168 kg·hm^-2处理互作效应显著,玉米百粒重、产量和水分利用效率均高于其他处理。说明6.75×10⁴株·hm^-2密度下施纯氮210 kg·hm^-2,施过磷酸钙168 kg·hm^-2是当地全膜双垄沟播玉米生产中比较理想的种植密度和施肥水平。     

水分胁迫对全膜双垄沟播玉米光合等生理特性的影响

在甘肃榆中大田条件下,研究了水分胁迫对全膜双垄沟播玉米叶片保护酶系活性、膜脂过氧化、根系活力、光合速率及产量的影响。结果表明,玉米生育前中期水分胁迫使超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性大幅度增加,随干旱持续和强度加剧,使SOD、CAT、POD活性降低,叶片丙二醛(MDA)含量增加。播后126 d,严重水分胁迫处理的SOD、CAT、POD活性分别降低到充分供水处理的61.2%、62.5%和76.1%,MDA含量较充分供水处理增加18.4%。短期水分胁迫能提高玉米根系活力,但随着受旱时间延长根系活力迅速下降。水分胁迫使玉米光合产物合成与转运量显著下降,致使百粒重、穗粒数和收获指数分别降低15.1%、54.1%和47.4%,减产达45.7%。     

干旱年份全膜双垄沟播覆盖模式对玉米水分和温度的影响

通过田间试验,比较分析干旱年份全膜双垄沟播(T1)、平铺覆膜(T2)以及露地平作(不覆膜,CK)3种种植方式玉米不同生育期土壤含水率和温度的变化,探求全膜双垄沟播技术对旱区玉米田土壤水分和温度的影响。结果表明:(1)从0~200 cm土层平均含水率看,全生育期以T1处理的平均值最高,比T2和CK高0.3和0.5个百分点;处理间0~200 cm土层含水率以出苗~7叶期差异最大,T1比T2和CK高0.7和3.2个百分点,以吐丝期差异最小,T1比T2和CK高0.4和0.0个百分点,乳熟~成熟期T1比T2高0.4个百分点、比CK低0.5个百分点。(2)从全生育期浅层土壤(0~40 cm)各层平均含水率看,T1比T2和CK高0.5和0.9个百分点,以20~40 cm差异最大,T1比T2和CK分别高0.5和1.3个百分点,40~80 cm土层,T1比T2和CK分别高0.4和0.5个百分点,80~200 cm土层,T1高出T2 0.5而低于CK 0.4个百分点。(3)全生育期0~40 cm土层温度平均值看,T1比T2和CK高0.7℃和2.5℃,其中以苗期差异最大,T1比T2和CK分别高0.8℃和4.9℃,吐丝期差异最小,T1比T2和CK分别高0.8℃和0.7℃。说明全膜双垄沟播技术能明显改善土壤温、湿度状况,是旱区玉米的高效栽培模式。