2BQMS-2型坐水播种机施水效果初步研究

2BQMS-2型坐水播种施肥机是在2BQM-2型免耕气吸播种施肥机基础上，配置了供水系统研制成的。它一次作业能完成开沟、施水、施肥、播种、覆土等多道工序．达到坐水播种的目的。通过对施水前后土壤坚实度与土壤含水率测试数据分析，表明用本播种机施水后可改变土壤坚实度与含水率。在阜新褐土土壤上，玉米发芽临界土壤含水率为12％～14％，施水作业满足了作物发芽生长的条件。在干旱情况下充分得用有限的水资源，采用施水播种对保证种子发芽出苗是十分有效的。     

秸秆覆盖对玉米播种临界含水率影响的试验研究

通过室内外试验,对秸秆覆盖条件下播种的土壤临界含水率进行了试验研究。结果表明,在试验盆用塑料薄膜覆盖的条件下,测得玉米种子发芽出苗的土壤临界含水率为14%(体积含水率为0.2002cm3/cm3)。由室外试验建立秸秆覆盖条件下耕层土壤水分运动规律的数学模型,经过数值模拟得到田间播种的临界含水率:无覆盖的土壤重量含水率为14.89%(体积含水率为0.2129cm3/cm3),5cm厚麦秸覆盖的土壤重量含水率为14.36%(体积含水率为0.2054cm3/cm3),8cm厚麦秸覆盖的土壤重量含水率为14.57%(体积含水率为0.2083cm3/cm3)。这说明秸秆覆盖条件下播种的土壤临界含水率比裸地的低,秸秆覆盖有利于干旱地区的抗旱播种。     

不同土壤前期含水率和坡度下黄壤分离临界水动力特性

土壤分离临界水动力学参数是侵蚀预报研究的基础内容,但关于不同近地表土壤水分条件下坡面侵蚀发生临界起动关键影响因子及其内在机制尚不清楚。本研究选取长江中上游地区典型黄壤为研究对象,试验设计5个土壤前期含水率(5%~23%)和5个坡度(1.0°~10.0°),利用冲刷槽实测土壤分离临界水动力学参数,探讨土壤分离临界水动力学参数对不同土壤前期含水率和坡度耦合作用的响应。结果表明:土壤分离临界流速、临界水深和流态均与坡度和土壤前期含水率呈幂函数减小关系;在坡度小于5.0°时,土壤分离临界水动力参数受坡度和土壤前期含水率耦合作用的影响;而在坡度大于5.0°时则主要受坡度的影响。因此,当坡度大于5.0°时,可直接采用简化幂函数方程对土壤分离临界水动力参数进行估算。在本研究试验条件下,坡面土壤分离临界水流流态基本属于层流、缓流,发生紊流、急流的概率很小。坡度和土壤前期含水率对坡面流阻力有重要的影响,阻力系数随临界单宽流量和雷诺数的增加呈幂函数下降趋势。     

免耕坐水播种技术的研究

对2BQMS-2型免耕坐水播种机的田间作业情况进行了实测，包括作业前后土壤含水率和坚实度的变化、播种作业的质量及坐水播种影响的对比分析等。试验分析表明：大力发展和推广免耕坐水播种技术具有重要意义，是一条在有限水资源利用基础上大范围发展高效节水型农业的有效途径，对我国农业的可持续发展、生态环境的保护和农民负担的减轻都具有重要的现实意义。     

土壤斥水性对含水率的响应模型研究

选用以色列3类不同质地的10种不同斥水性的土壤为研究对象,采用滴水穿透时间法测定土壤斥水性对含水率的响应关系,得到了不同土壤斥水持续时间随含水率变化的规律,通过Gaussian模型、Lorentzian模型和Lognormal模型对这种规律进行回归分析,最终得出了土壤斥水持续时间随含水率的变化规律符合Lorentzian模型。由此响应模型,就可以根据某种土壤部分斥水性对含水率响应的实测数据,计算出土壤斥水性的峰值含水率、峰值斥水性以及临界含水率,为不同土壤斥水性进行对比和土壤改良提供理论依据。     

水播机作业效益分析

1999年春 ,为解决播种期土壤墒情不足 ,我们引进了内蒙古宁城县农机研究所生产的 2ＢＳＭ— 2Ａ型坐水播种机 ,在平泉县平房乡吕泉子村进行了玉米坐水播种覆膜试验 ,共播种 2 0 0亩 (1亩 =6 6 7ｍ2 ,下同 ) ,秋收结果 ,平均亩产 90 1ｋｇ ,较露地机播亩增产 382ｋｇ ,亩增纯收入 178.1元。为考察水播机坐水播种覆膜的经济性 ,我们选择了水播机坐水播种覆膜、人工覆膜坐水播种、机械播种和耠具播种四种作业方式 ,进行了对比试验。一、作业成本1.坐水机播覆膜节约作业费用　机械坐水播种亩用工 0 .2 5个 ,人工铺膜坐水播种亩用工 8个 ,机播亩…     

花生穴播器播深自动调节装置设计与试验

针对传统花生播种机穴播器工作过程中播种深度调节过程繁琐的问题,设计一种可根据土壤含水率变化做出相应深度调节的播种装置。通过分析调节过程中推杆机构运动轨迹,明确调节深度与转臂角度变化关系,结合花生播深自动控制系统,使穴播器在机具工作过程中可根据土壤含水率变化实现无级调节。选取土壤含水率范围、设置播种深度、机具前进速度为试验因素,播种深度合格率为试验指标进行田间试验,采用Design expert软件对试验结果进行分析,明确各因素对试验指标影响规律,并得出回归曲线方程。试验结果表明：播种深度控制过程中调节效果良好,土壤含水率范围为14%~17%、设定播种深度为3.5 mm、机具前进速度为4 km/h情况下,播种深度具有很好的一致性。当土壤含水率为15.83%,设定播种深度为3.18 mm,机具前进速度为3.91 km/h时,播种深度合格率为最大值98.19%,符合相关国家标准及花生种植农艺要求,为花生精准播种提供参考。     

基于鼹鼠多趾结构特征的仿生切土刀片设计与试验

为降低土壤耕作阻力,分析了鼹鼠前肢手掌的多趾组合结构特征,得到鼹鼠多趾组合结构是一种多窄齿组合结构,且相邻齿间间距可调整,最终确定了多趾组合结构的数学模型。基于该模型,设计了具有仿生结构特征的切土刀片。通过土槽试验,采用四因素三水平的二次正交回归试验方法,分析仿生结构元素m和n、土壤含水率和切土倾角对水平阻力的影响,得到土壤含水率和切土倾角对水平阻力的影响更显著,最优仿生结构元素m为5、n为1.75。通过比较传统和仿生刀片在切土倾角10°~90°和土壤含水率10%~30%下的水平阻力,得到仿生几何结构对刀片切土的临界倾角无显著影响,但土壤含水率对其有显著影响：当土壤含水率为10%和20%时,临界倾角均为30°左右;当土壤含水率为30%时,临界倾角均在40°~50°之间。然而,仿生几何结构对刀片所受的水平阻力有显著影响,在相同的土壤含水率下,仿生刀片的水平阻力总小于传统刀片的水平阻力：当土壤含水率为10%、20%、30%时,仿生刀片的水平阻力分别减小11.48%~39.16%、17.81%~28.00%和11.19%~33.26%。此外,水平阻力的变化与土壤内聚力具有极大的相关性,研究表明土壤含水率为10%~20%时,仿生刀片具有更好的切土性能。     

测量土壤质量含水率的体积置换方法

提出了一种直接测量土壤质量含水率的方法,达到传统干燥称重法同等的效果。该方法将任意待测土样置于已知体积的容器中并将容器注满水,由已经测量得到的湿润土壤的质量、容器中盛满水后土样与水的总质量、假设已知的土壤颗粒密度和水密度,计算得到土壤质量含水率。给出了相应的测量方法、测量过程、土壤含水率计算过程。采用4种土壤,配制成10%、15%、20%、25%、30%的初始土壤体积含水率。用提出的体积置换法测得土壤质量含水率后,再将土样干燥,得到传统干燥法测量的土壤质量含水率。将两种方法测量的结果进行比较,说明所提方法的可行性。结果表明提出的方法较传统干燥8 h后称质量法测量的含水率高2.4%~2.7%。而传统方法延长干燥时间后,测量得到的含水率约增加1%~3%。表明所提方法测量过程优于传统方法。     

2BYJ-2型玉米坐水播种机的运用研究

2BYJ-2型玉米坐水播种机是安徽农业大学和合肥通用机械研究所共同研制的一种新型坐水播种机具,该机具适用于干旱缺水的玉米种植区抢时抢种,可一次完成开沟、深层穴施水、少量覆土造湿润种床、穴播玉米、覆土等工序,试验前茬作物为小麦,土壤为黄棕壤,上虚下实,土壤单位压实力为12kg/cm2。在免耕条件下进行播种。试验掖丹19号玉米种子,发芽率为95%,播种密度7.5万株/km2,宽窄行种植,宽行距:60cm,窄行距:50cm,株距:25cm,播深:8cm。实施坐水种4小时后水量增加更为明显,由于玉米种子完成吸胀作用只需3～4h,坐水种后在较短时间内,重力水还未全部…     

节水抗旱组合技术措施对玉米产量形成因素及水分利用效率的影响

采用裂区设计方法,研究节水抗旱组合技术措施(坐水种、苗期补灌和垄作区田保水技术集成)下玉米产量形成因素及水分利用效率的影响。结果表明:坐水种、苗期补灌都起到了较好效果,在该试验年,供水总量相同的条件下,补水比坐水能起到更好的作用;从垄作区田的效果来看,有区田的处理比无区田处理得到更好结果。     

高寒荒漠区混播草地土壤水热分布特征

探究土壤水热变化规律及特征有助于人工草地高效利用水热资源。利用数理统计和多重分形理论，对比分析了青海省乌兰县藜麦毛苕子混播和燕麦箭筈豌豆混播草地土壤水热变化对降雨的响应及其分布特征。结果表明，降雨对草地土壤含水率的影响具有明显的延迟效应；土壤含水率变化属于中等强度变异，呈“薄尾”分布，土壤含水率的变异主要由高值分布造成，并且主要为短距离变异；与燕麦箭筈豌豆混播相比，藜麦毛苕子混播土壤含水率较高，并且对降雨的表蓄作用较强。降雨对深层土壤温度的影响具有一定的延迟性；土壤温度属于中等强度变异，呈“厚尾”分布，其中0～10 cm土层变异强度最大，深层土壤温度主要为短距离变异，土壤温度变异主要由高值分布造成。与燕麦箭筈豌豆混播相比，藜麦毛苕子混播土壤温度较高，并且受降雨影响较小。综上，混播模式对草地土壤水热的影响存在差异，藜麦毛苕子混播较燕麦箭筈豌豆混播在土壤水热利用方面具有一定优势。该研究结果可为高寒荒漠区人工草地充分利用土壤水热资源提供理论依据。      

基于无人机-卫星遥感升尺度的土壤水分监测模型研究

土壤水分是研究土壤-植物-大气循环系统中能量与物质交换的关键,通过尺度转换方法将无人机遥感数据上推以修正卫星数据,可有效改善卫星遥感反演模型精度。本文以河套灌区为研究对象,分别采用重采样和TsHARP升尺度法,引入多元线性回归(MLR)、BP神经网络(BPNN)和支持向量机(SVM)算法构建不同土壤深度下无人机-卫星升尺度土壤含水率反演模型。研究结果表明：重采样升尺度法在不同土壤深度下模型整体精度由高到低依次为SVM、MLR、BPNN,其中在土壤深度0～60 cm下采用SVM模型最优,R²达到0.571,RMSE为0.022%;TsHARP升尺度法在不同土壤深度下模型整体精度由高到低依次为BPNN、SVM、MLR,其中在土壤深度0～60 cm下采用BPNN模型最优,R²达到0.829,RMSE为0.015%。与升尺度修正前对应土壤深度模型对比,两种升尺度方法均能明显提高卫星遥感对土壤含水率的反演精度,但TsHARP升尺度法整体优于重采样法;重采样法的R²由0.413提升至0.571,RMSE由0.026%降至0.022%...     

节水抗旱集成技术对土壤水分及大豆产量的影响

2005年在黑龙江省甘南县进行了节水集成技术(振动深松技术+机械化暗式坐水种技术+苗期补灌技术+坡耕地垄向区田技术)对土壤含水量及其大豆产量影响的试验研究,在全生育期对土壤水分指标及大豆产量进行了观测,对观测数据进行了统计分析。并采用基于熵权的灰色关联法对不同的试验处理进行了综合评价。结果表明:节水集成技术可有效地提高土壤含水量,具有较好的节水作用,同时大豆产量以及水分利用效率增加显著;振动深松和垄向区田情况下的处理6(坐水量83.07 m3/hm2,补水量120 m3/hm2)为最优。     

油菜直播地表土壤物理机械特性参数测量装置研究

针对油菜直播地表农田土壤物理机械特性参数室内测量费时费力、田间测量仪器功能单一等问题,设计了一种油菜直播地表土壤物理机械特性参数测量装置,实现集成测量土壤含水率、坚实度、粘聚力和内摩擦角4种土壤物理机械特性参数且测量结果可以通过手机APP实时储存显示。装置基于自走式移动平台实现行走控制,以STM32单片机为核心控制器,利用FDR传感器获取土壤含水率,通过圆锥贯入部件测量土壤坚实度和抗剪切强度参数(包括粘聚力和内摩擦角)。分析了装置的圆锥贯入部件和土壤含水率检测部件测量原理,设计了装置测量控制系统硬件电路及软件,开展了传感器标定试验,确定了柱式压力传感器、薄膜压力传感器和土壤水分传感器的输入输出响应关系。选取71个土壤样本,融合土壤含水率和基于圆锥受力平衡关系获取的摩擦因数,运用最小二乘法建立了土壤粘聚力和内摩擦角数学测量模型,模型决定系数R²分别为0.932和0.956。开展了装置田间测量试验,对土壤含水率、坚实度、粘聚力和内摩擦角进行集成测量,结果表明：相较于AYD-2型土壤坚实度仪、干燥箱干燥法和ZJ-D型直剪仪测量结果,油菜直播地表土壤物理机械特性参数测量装...     

抗旱灌水播种技术参数的数值分析

抗旱灌水播种是一种解决春旱播种的有效形式,把此方式下的土壤水分运动看成是沿种沟方向垂直剖面上的二维水分运动,根据不同的初边值条件建立了数学模型,用数值计算方法得出了种沟深度、灌水量、土壤初始含水率等技术参数的取值范围。     

基于无人机多光谱遥感的土壤含水率反演研究

为研究无人机多光谱遥感技术对裸土土壤含水率的大范围快速测定和最佳监测深度的确定,以杨凌地区粘壤土为试验材料,分别配制成2种不同深度(5 cm和10 cm)、含水率为3%~30%的土壤样本。用无人机搭载多光谱相机对土样连续监测3 d,监测时刻均为15:00。采集6个波段(490、550、680、720、800、900 nm)处的土壤光谱反射率,同时对2种不同深度的土壤样本表层(约1 cm)含水率和整体含水率进行测定。分别采用偏最小二乘回归法、逐步回归法和岭回归法,建立不同波段光谱反射率因素反演土壤含水率的回归模型,并分析其定量关系。试验结果表明,逐步回归预测精度最佳,决定系数(R2)分别为0.775、0.764、0.798、0.694,而预测均方根误差(RMSE)分别为0.028、0.042、0.037、0.038;其次为岭回归法;偏最小二乘法的预测精度最低。综合比较得最佳回归方法为逐步回归法,最佳监测深度为土壤表层(约1 cm),其次为5 cm深度,最后为10 cm深度。