大豆联合收获机作业参数优化

现阶段国内大豆联合收获机收获作业时由于脱粒、清选系统作业参数调整不当而导致大豆机收损失率、破碎率、含杂率较高。为解决这一问题,该文对影响大豆机收作业质量的相关参数开展田间试验研究,探索各参数对大豆机收作业质量的影响规律,探寻最佳作业参数组合。以机收损失率、破碎率、含杂率为目标,选择脱粒清选系统对作业质量影响较大的前进速度、滚筒转速、脱粒段脱粒间隙、分离段脱粒间隙、导流板角度、分风板角度、风机转速、上筛前部开度、上筛后部开度共9个因素,利用Box-Behnken中心组合试验方法,进行九因素三水平响应面试验,使用Design-Expert对试验结果进行响应面分析,探索各因素对试验指标的影响规律,并构建相关数学模型。试验结果表明:对大豆收获损失率影响较为显著的因素为风机转速、脱粒段脱粒间隙、前进速度、脱粒滚筒转速;对破碎率影响较为显著的因素为脱粒滚筒转速、脱粒段脱粒间隙、前进速度、导流板角度;对含杂率影响较为显著的因素为导流板角度、风机转速、分风板角度、上筛后部开度。通过多目标参数优化,确定最佳工作参数组合为前进速度6 km/h、脱粒滚筒转速450 r/min、脱粒段脱粒间隙25 mm、分离段脱粒间隙20 mm、导流板角度26?、风机转速1 260 r/min、分风板角度11.5?、上筛前部开度19 mm、上筛后部开度11 mm,此时损失率为0.24%、破碎率为0.90%、含杂率为0.14%,田间试验实测损失率、破碎率和含杂率平均值分别为0.24%、0.90%和0.14%,与优化值相对误差分别为0、4.7%和7.7%。研究结果可为大豆联合收获机结构改进和作业参数控制提供参考。     

降低气力输送小麦能耗的试验研究

气力输送是应用广泛的物料输送方法，但能耗较高是一大弊端，为了降低谷物气力输送的能耗，从而充分发挥气力输送的优越性，故采用正交的二次回归旋转组合试验，以小麦为试验材料，选择谷物含水率、气流速度和料气浓度比作为试验因子，进行能量消耗的测试。找出了能耗与各因素间的回归方程，并确定了影响能耗的主次因素，得出了主要因素对能耗的影响规律。对试验结果进行统计计算和方差分析，得出：风速对能耗影响最大，浓度比次之，含水率最小；气流速度与能耗成二次抛物线关系；料气浓度比与能耗成一次线性关系；小麦含水率与能耗成二次抛物线关系。在试验研究和理论分析的基础上提出：在满足生产率要求和不破碎、不掉料的前提下，尽可能选择能够输送的较低的气流速度；若设备动力有余量，可以适当提高浓度比，但应注意浓度比提高引起的输送不稳定性；为获得较好的输送效果，应尽量选择谷物水分适当。     

轧辊-轧板式银杏脱壳机的优化设计与试验（简报）

为解决轧辊-轧板挤压式银杏脱壳机破壳率低、破壳混合物不易分离的问题,改进了轧板结构,设计了撞击缓冲板,并采用了筛分、风扬相结合进行仁、壳分离,对影响脱壳效果的参数组合进行了四因素两水平正交试验.当轧辊材料选45#钢,轧板.轧辊间隙10 mm,轧辊转速1000 r/min时,将分级后的银杏置于50℃红外干燥箱内干燥4 h后进行脱壳分离试验,脱壳率较改进前提高了近9%,可达到70%;破碎率降低至小于12%,壳中含仁率和仁中含壳率分别为10%和8%,取得较好的脱壳效果.     

纹杆块与钉齿组合式轴流玉米脱粒滚筒的设计与试验

为解决黄淮海地区玉米直接进行籽粒收获破碎率和未脱净率高的问题,该文在分析现有脱粒滚筒结构特点的基础上,设计了组合式轴流玉米脱粒滚筒,选取滚筒转速、滚筒倾角和凹板间隙为试验因素,在自制的玉米脱粒试验台上进行了单因素试验和正交试验,并运用SAS统计分析软件对试验结果进行了分析。单因素试验结果表明:随着滚筒转速的增大,籽粒破碎率先降低后升高,未脱净率则急剧减小并趋于稳定;随着滚筒倾角的增大,籽粒破碎率和未脱净率则逐渐变小;随着凹板间隙的增大,籽粒破碎率先降低后升高,未脱净率先升高后降低并趋于稳定。正交试验结果表明:影响籽粒破碎率和未脱净率的主次因素顺序均为滚筒转速、滚筒倾角、凹板间隙,且转速430 r/min、滚筒倾角6?和凹板间隙55 mm时籽粒破碎率和未脱净率均最低。该研究可为高含水率玉米脱粒滚筒的设计提供参考。     

玉米螺旋式清选装置的设计与试验

针对传统振动筛存在噪音大、筛分效率不高等问题,该文基于螺旋输送原理设计出一种玉米螺旋式清选装置,装置主要由输送搅龙、料槽、半圆筛片、减速电机、变频器等组成。输送搅龙外径为100 mm,螺距为100 mm,工作长度为2 000 mm,螺旋轴轴径为20 mm,6 mm孔径的筛片开孔率约为40%,16 mm孔径的筛片开孔率约为35%。以筛分效率和破碎率增加值为试验指标,对含水率为14.5%的玉米分别进行大杂清选试验和小杂清选试验。大杂清选试验结果显示,筛分主要在筛片前部分完成,且破碎率随着输送搅龙转速的增加而增加。小杂单因素试验表明,随着输送搅龙转速的增大,筛分效率逐渐增加,破碎率增加值逐渐增大;随着初始填充系数的增加,筛分效率缓慢降低,破碎率增加值逐渐增大;随着输送角度的增大,筛分效率先增加后减小,破碎率增加值逐渐增加。小杂正交试验结果表明,3种试验因素的最优组合为初始填充系数20%,输送角度0°,输送搅龙转速500 r/min;显著性检验结果显示,输送搅龙转速对筛分效率和破碎率增加值的影响均显著（P<0.05）;输送角度对筛分效率和破碎率增加值的影响均不显著（P>0.05）;而初始填充系数对筛分效率的影响显著（P<0.05）,但对破碎率增加值的影响却不显著（P>0.05）。该装置工作过程中噪音较小,运行可靠,筛分效率达到98.5%,试验结果可为后期研发螺旋式清选设备提供参考。     

稻麦联合收获机分段式脱粒装置设计与优化

针对纵轴流联合收获机在收获稻麦时出现的脱粒不彻底、分离不完全等问题,该研究设计了一种分段式纵轴流脱粒分离装置。该装置主要由锥形脱粒滚筒、脱粒强度可调式凹板筛、360°分离式凹板筛、作业参数电控调节系统等构成。通过单因素试验,分别获得了脱粒强度可调式凹板筛的开关板针对小麦和水稻脱粒的最佳开关状态。为寻求装置作业参数对脱粒效果的影响规律及最优参数组合,进行了多目标优化试验。以滚筒转速、导流板角度、凹板筛脱粒间隙、凹板筛分离间隙及喂入量作为影响因素,以破碎率、损失率、脱出物含杂率为试验指标,建立了破碎率、损失率、脱出物含杂率的数学模型。试验结果表明:各因素对破碎率影响的显著性大小顺序为滚筒转速、凹板筛脱粒间隙、导流板角度、喂入量、凹板筛分离间隙;对脱出物含杂率影响的显著性大小顺序为滚筒转速、导流板角度、凹板筛脱粒间隙、喂入量、凹板筛分离间隙;对损失率影响的显著性大小顺序为滚筒转速、导流板角度、凹板筛脱粒间隙、喂入量、凹板筛分离间隙。通过多目标参数优化分析,确定装置进行小麦脱粒的最优作业参数组合为脱粒滚筒转速905 r/min、导流板角度69°、凹板筛脱粒间隙18 mm、凹板筛分离间隙19 mm、喂入量4 kg/s。在该参数组合条件下进行了田间验证试验,结果表明,与常规纵轴流脱粒装置相比,整机作业破碎率由1.46%降为1.00%,含杂率由1.85%降为1.43%,损失率由1.72%降为1.20%,各指标实测值与模型优化值的相对误差均小于5%,满足国家相关标准要求。该装置有效解决了破碎率高、脱粒不干净、分离不彻底的问题,研究结果可为纵轴流联合收获机脱粒装置的结构改进和作业参数优化提供参考和依据。     

差速式玉米种子脱粒机的性能试验

为优化差速式玉米种子脱粒机脱粒系统的有关参数,进而降低玉米种子在脱粒过程中的损伤,该文采用二次回归正交旋转组合设计的方法,以籽粒破碎率为主要性能指标,选取直辊转速、喂入量、籽粒含水率为试验因素,对差速式玉米种子脱粒机进行了性能试验。分析结果表明：籽粒含水率对破碎率的影响呈二次函数关系,籽粒含水率太大或太小,对籽粒破碎率的影响都很大;喂入量越小,籽粒破碎率就越小,当喂入量低于0.9 kg/s时,籽粒破碎率稳定,基本不受喂入量的影响;直辊转速越小,籽粒破碎率就越小;直辊转速、籽粒含水率和喂入量对籽粒破碎率的交互影响也很显著,当籽粒含水率在18%,喂入量在0.9 kg/s,直辊转速在200 r/min时,籽粒破碎率取得最小值。研究成果对进一步研究玉米种子的差速脱粒原理、优化脱粒系统参数、开发低损伤脱粒工艺具有重要的意义。     

基于立式辊机构的青毛豆脱荚装置力学分析与试验

为深入研究青毛豆作物荚-柄脱离分离特性,寻求影响分离效果因素的最优组合,设计了立式辊结构青毛豆分离试验装置。该试验装置由脱荚辊、输送机构、角度调节机构、间距调节机构、传动调速电机、脱荚调速电机等组成,采用电机驱动,链传动输送喂料,角度调节机构、间距调节机构、调速电机完成对脱荚角度、辊间距、辊转速无级调节。该文基于青毛豆受碰后产生冲击力克服青毛豆荚-柄连接力实现分离的原理,通过能量守恒原理建立了分离过程的碰撞能量模型,构建了荚-柄分离力学模型,基于此方程进行了定量分析,确定脱荚辊转速、喂料速度、辊间距为主要影响因素,并针对"萧农秋艳"、"豆通六号"品种开展试验研究。结果表明:作物品种对脱荚率与破损率影响较小,影响综合指标的主次因素排列顺序为:脱荚辊转速喂料速度辊间距,最优参数组合为脱荚辊转速600 r/min,辊间距18 mm,喂料速度0.3 m/s,此时脱荚率为99.0%,破损率为2.4%,综合性能明显改善。该文研究结果可为青毛豆收获装置的设计提供参考。     

影响玉米摘穗过程中籽粒破碎和籽粒损失率的因素分析

为了降低玉米的收获损失，该文通过摘穗板式摘穗机构的正交试验方法，对在玉米摘穗过程中影响籽粒破碎和籽粒损失率的4个因素——摘穗板的形式、拉茎辊转速、籽粒含水率、机具前进速度进行了分析。结果表明，籽粒破碎率受籽粒含水率的影响最大，受摘穗板形式和拉茎辊转速影响次之，受前进速度的影响较小。籽粒损失率受拉茎辊转速的影响最大，受摘穗板形式的影响次之。当籽粒的含水率较低(30%左右)、摘穗板的形式为弯板、拉茎辊转速为中速度(600～700 r/min）时进行玉米的摘穗作业时，综合指标较好。     

4GDZ-132型切段式甘蔗联合收割机研制

针对现有切段式甘蔗联合收割机输送通道易堵塞、含杂率与损失率高等问题,该研究设计了一种切段刀辊中置式两级通道甘蔗联合收割机。该机采用短路径整秆输送通道和刮板筛网式蔗段输送通道,采用中置+后置风机组成的双风机除杂系统,实现甘蔗根切、喂入、输送、切段、风选除杂和卸料等联合作业。通过计算确定了整秆输送通道安装角度与宽度、喂入与输送辊筒直径、切段刀辊外圆直径、蔗段输送通道刮板高度、风机位置等关键结构参数,以及喂入与输送辊筒转速、切段刀辊转速、除杂风机转速等关键作业参数,并研制了4GDZ-132型切段式甘蔗联合收割机样机。样机田间试验结果表明：在作业速度2 km/h、风机转速1 100 r/min时,含杂率为4.42%、总损失率为3.08%、蔗段合格率为92.10%、切割高度合格率为96.20%、宿根破头率为9.60%,整机作业性能指标满足切段式甘蔗联合收割机技术标准要求。     

花生脱壳机脱出物的漂浮系数试验

为合理设计花生气力分选和二次脱壳气力输送装置,以辽宁主栽花生品种为研究对象,进行了花生脱壳机脱出物主要成分以及杂质等空气动力特性试验,得到了破损花生荚果、未脱净而需要二次脱壳的花生荚果、花生米、花生壳、石头的漂浮系数分别为0.168～0.246、0.102～0.146、0.080～0.186、3.287～6.037、0.031～0.045m-1。结果表明,花生荚果、破损花生荚果、花生米、花生壳和石头之间的漂浮速度的差异较大,有利于气力分选,可作为花生脱壳机分选装置和气力输送装置设计的重要参考依据。     

基于悬空压裂法的油菜角果抗裂角力测试试验

为寻求出油菜角果不易炸裂的优良品种,在分析已有油菜角果抗裂角力测试方法优缺点的基础上,采用悬空压裂法在WDW-300型万能试验机上对不同品种油菜角果的抗裂角力进行了试验研究,分析油菜品种、角果大小、角果含水率、角果成熟度等因素对油菜角果抗裂角力的影响。结果表明:加载速度为10 mm/min时,载荷随位移的增加先迅速上升,在得到一个峰值力后瞬间下降,呈曲线变化状态,峰值即为角果的抗裂角力。试验测得了28个品种油菜角果抗裂角力范围为0.898～3.035 N,同一品种的油菜角果含水率越高,角果尺寸越小时抗裂角力越小。油菜角果大小差异明显时,同一品种角果尺寸大其抗裂角力大;品种相同含水率不同时,含水率大的角果抗裂角力大。该试验也为研究油菜角果抗裂角力提供了一种新的测定方法,操作简单、快捷。     

Comparative characterization of peanuts grown by aquatic floating cultivation and field cultivation for seed and resveratrol production

Peanut pods (Tainan 12, a Spanish cultivar, Arachis hypogaea L.) have been obtained from peanuts grown in a newly developed aquatic floating cultivation system without artificial aeration or periodic renewal of the solution. The system provided a convenient status for examination of root and pod development. Compared to field-grown peanuts of the same cultivar, the aquatic-cultivated peanut pods and seeds were smaller, whereas seed/pod weight ratios, crude fat and protein contents, and SDS-PAGE protein patterns varied within similar ranges. During cultivation, the highest detected temperature of the aquatic solution was higher than the field-soil temperature. After gas chromatographic analysis of the fatty acid compositions, the oleic acid/linoleic acid ratio of the aquatic-cultivated seeds was higher than that of field-cultivated ones. When the peanut roots were collected, cleaned, dried, weighed, pulverized, and subjected to resveratrol analysis, dry root weights were 4.2 +/- 0.1 and 2.2 +/- 1.1 g/plant and resveratrol contents were 0.074 +/- 0.009 and 0.114 +/- 0.212 mg/g for the aquatic- and field-cultivated peanut roots, respectively. This indicates that the aquatic-cultivated peanut roots could be a potent and consistent source of resveratrol.     

Interrelationship of phytoalexin production and disease resistance in selected peanut genotypes

In peanuts, a mechanism of resistance to fungal infection is reportedly due to the synthesis of stilbene phytoalexins, which are antibiotic, low molecular weight metabolites. The phytoalexin-associated response of different peanut genotypes to exogenous invasion in the field has not been investigated and may be useful for breeding resistant peanut cultivars. Five peanut genotypes, Georgia Green, Tifton 8, C-99R, GK-7 High Oleic, and MARC I, which differ in resistance to major peanut diseases, were investigated for their ability to produce phytoalexins under field conditions in South Georgia in 2001 and 2002. Five known peanut phytoalexins, trans-resveratrol, trans-arachidin-1, trans-arachidin-2, trans-arachidin-3, and trans-3'-isopentadienyl-3,5,4'-trihydroxystilbene, were quantitated. The phytoalexins were measured in peanuts of different pod maturity (yellow, orange, brown, and black) with or without insect pod damage (externally scarified or penetrated). Kernels from insect-damaged pods of C-99R and Tifton 8 genotypes had significantly higher concentrations of phytoalexins than other genotypes. The same genotypes were the most resistant to tomato spotted wilt virus and late leaf spot, while MARC I, which is highly susceptible to these diseases, produced very low concentrations of phytoalexins. However, there was no significant difference in phytoalexin production by undamaged peanut pods of all tested genotypes. trans-Arachidin-3 and trans-resveratrol were the major phytoalexins produced by insect-damaged peanuts. In damaged seeds, the concentrations of trans-3'-isopentadienyl-3,5,4'-trihydroxystilbene were significantly higher in Tifton 8 as compared to other genotypes. There was an association between total phytoalexin production and published genotype resistance to major peanut diseases. Stilbene phytoalexins may be considered potential chemical markers in breeding programs for disease-resistant peanuts.     

铲齿-双滚筒组合式花生捡拾装置研制

两段收获是国内花生机械化收获主要方式。大中型花生捡拾收获机所配置的弹齿滚筒式捡拾装置结构复杂且易损坏,捡拾过程中不仅存在植株抛起、壅堆、漏捡和掉果等问题,弹齿弹出地面时也会造成扬尘,严重制约了花生收获作业效率、增加花生损失,加剧环境污染。针对上述问题,该研究在分析弹齿滚筒捡拾花生过程基础上,提出了由铲齿、拨秧滚和捡拾滚（简称双滚筒）构成的花生捡拾机构,研制出相应的捡拾装置样机并进行田间性能试验;基于Box-Behnken中心组合设计原理,以植株捡拾率和荚果落果率为试验指标、以机组前进速度、捡拾速比和铲齿半径为试验因素进行了正交试验,并对试验因素进行优化。试验结果表明,铲齿-双滚筒组合式花生捡拾装置作业中不存在植株抛起、壅堆和弹齿扬尘等问题;在田间试验条件下,作业速度为1.2 m/s、捡拾速比为1.2、铲齿半径为498 mm时,花生植株捡拾率高于99.22%,落果率低于1.84%,均优于花生捡拾作业标准要求。铲齿-双滚筒研究结果对解决国内花生捡拾收获机存在的捡拾问题具有重要意义。     

立锥式小区花生脱壳机气吸清选装置研制

在花生育种栽培和植保等科研实践中，需要进行大量的小区试验，每个试验小区花生均需进行独立收获、脱壳和清选。由于没有相应的小区花生脱壳与清选设备，仅人工作业效率低下且容易出现"混杂"问题。为此该研究在已研制的立锥式小区花生脱壳机及脱壳装置基础上，设计了三通道横流气吸清选装置。通过试验获得了花生脱壳后物料主要成分的漂浮速度和空气动力因数，分析了花生脱出物在水平横吸气流场中的受力和运动轨迹分析，并据此进行清选装置关键部件结构、参数设计和样机研制。以四粒红花生为试验对象，进行了花生脱壳与清选装置性能试验。性能试验结果表明，当转速为1 200 r/min、喂入量为15 kg/min时，吸风口高度为80 mm时的综合清选性能较好，损失率为2.01%、含杂率为0.98%，优于行业标准。该研究填补了国内小区花生脱壳清选装置的空白，对进一步开展花生科研和检验等小型专用花生脱壳清选设备研究具有一定参考价值。     

切流式花生全喂入联合收获机清选机构设计

针对切流式花生全喂入联合收获机清选环节果杂分离不清、损失率高、缠膜挂秧、筛面堵塞等难题,该文设计了一种风筛组合、无阻滞、大小杂并除的清选机构,其主要由上层筛(杆筛)、下层筛(多阶弹性筛和后筛)、抖草轮、偏心套、风机等组成。该文运用动态静力学方法研究了筛面物料的相对运动,分析了物料相对筛面上滑、下滑、从筛面跃起的极限条件,确定了振动筛主要运动参数的理论值域;运用达朗伯原理开展了交变载荷下筛体的受力分析,确定了筛体关键结构参数。该文对影响清选作业质量主要因素开展了试验研究,试验结果表明:影响清选机构综合作业质量的主次作用因素为主风机转速、振动筛振幅、振动频率,较优参数组合为主风机转速2 100 r/min、振动筛振幅12.5 mm、振动频率9Hz,此时清选损失率5.03%、荚果含杂率5.39%;清选机构作业顺畅性较好,较少出现缠膜挂秧、筛面堵塞现象。研究结论可为切流式花生全喂入联合收获机清选机构的设计提供理论参考。     

收获时期及干燥方式对花生品质的影响

为探索不同收获期和后熟干燥方式对花生品质的影响,该研究以泰花5号花生为试验对象,采用在株晾干法、鲜摘晾干法、鲜摘催干法3种方法对3个时期收获的花生进行后熟干燥品质对比测试分析。结果表明,在同一收获期中,在株晾干法花生百果质量、百仁质量显著高于其他2种方法,该后熟干燥方法的增重作用随收获期提前而更明显(P0.05);但在相同后熟干燥方法中,提前2周收获的干燥荚果百果质量、百仁质量均显著低于前1周和原定收期收获的花生荚果(P0.05)。自然晾晒干燥期间,在株晾干花生果壳、果仁含水率均高于同期鲜摘晾干果壳、果仁含水率,两种晾干方式含水率差异在初期逐渐增加、随后逐渐减小直至达到相当的最终含水率。鲜摘晾干和鲜摘催干果仁粗蛋白、粗脂肪均未见显著差异(P0.05),而在株晾干果仁粗蛋白、粗脂肪含量分别增加了3%、2%左右;而收获期越早,果仁粗蛋白和粗脂肪含量越低。在果仁不饱和脂肪酸总相对含量上,鲜摘晾干、在株晾干果仁与新鲜果仁未见差异(P0.05),但机械催干果仁显著低于新鲜果仁(P0.05)。在果仁氨基酸组成方面,经3种不同后熟干燥方法后,8种主要氨基酸及氨基酸总含量均呈现在株晾干含量最高、鲜摘晾干其次、机械催干最低的差异(P0.05)。在株晾干花生果柄横断面显微结构观察表明,果柄在干燥初期仍保留对水分、养分等物质输导、贮藏的空间通道,为荚果的物质代谢和积累提供必要条件。该研究结果为花生生产实践提供参考。     

播期与施氮量对花生干物质、产量及氮素吸收利用的影响

[目的]在大田条件下,研究播期与施氮量对不同类型花生产量、干物质积累、氮素吸收及利用的影响,为花生高产和养分资源高效利用提供技术支撑.[方法]选择普通型大花生品种'花育22号'和高油酸花生品种'冀花16号'为材料,设3个施氮水平:0、120、240?kg/hm2?(分别表示为N0、N120、N240);4个播期:4月3...     

Scaling-up of boron sources for yield and quality of large seeded peanut cultivars under varied agro-ecological conditions in India

Boron (B) deficiency is a common factor in light-textured soils causing poor pod filling and yield in large seeded peanut. Field trials were conducted in soils having 0.20–0.45 mg kg^?1 available B to find out the effectiveness of commercial-grade B sources in large seeded peanuts. B application induced early flowering, increased pods, yield and yield attributes, shelling and 100-seed weight. Soil application of 2.0 kg B ha^?1 as commercial-grade Agricol, Solubor and Borosol increased these parameters to a similar degree as obtained by borax, but were superior over their foliar applications. Similarly, the responses of foliar applications of 1.0 kg B ha^?1 as Chemiebor, Solubor and Borosol were more effective in humid areas. However, foliar applications led to scorching of peanut leaves during dry weather. Thus, soil application of 2.0 kg B ha^?1 is essential to enhance productivity and pod filling in large seeded peanut.