摆杆夹持式玉米精量排种器的设计与试验

针对玉米种子尺寸差异性大,对排种器结构适配性要求高的问题,设计了一种摆杆夹持式玉米精量排种器,阐述了其结构及工作原理,并对关键部件及参数进行分析,通过建立模型开展了排种器取种及携种过程的力学和运动学研究,通过理论计算确定了关键工作部件的作业参数,得到了影响排种器作业性能的关键因素,以排种器转速、扭簧圈数、弧形板基圆半径为试验因素,以播种合格率、空穴率、多粒率为试验指标进行响应面试验。结果表明：排种器作业性能的最佳工作参数组合为排种器转速26.7 r·min^-1、扭簧圈数10、弧形板基圆半径100 mm,最优参数组合下的排种合格率为93.2%,空穴率为3.8%,多粒率为3%。在最优组合下进行田间验证试验,得到排种器的实地排种合格率为94.2%,空穴率为3.6%,多粒率为2.2%,满足国家行业作业标准要求。     

基于EDEM的油菜播种机仿真试验研究

为提高油菜播种质量,探索最佳螺旋窝眼轮式排种器工作参数组合,运用EDEM技术对不同排种轮转速、窝眼轮型孔圆角直径、窝眼轮型孔排列螺旋升角进行仿真分析,确定了排种轮转速、窝眼轮型孔圆角直径及窝眼轮型孔排列螺旋升角与排种性能的关系。仿真结果表明:排种器转速30 r·min~(-1)、窝眼轮型孔圆角直径3mm、螺旋升角59.31°时,合格指数在93.7%以上,漏播指数为1.3%,重播指数为5%;随转速的增加,合格指数呈线性下降趋势,漏播指数、重播指数、变异系数均一定程度有所上升。经方差分析,得综合指数影响显著性顺序依次为排种轮转速、窝眼轮型孔圆角直径大小及窝眼轮型孔排列螺旋升角。仿真与田间试验拟合度高,表明采用离散元法分析油菜播种作业是可行的。     

梳齿-气吸式花椒采摘机设计与试验

由于花椒树枝伸展长、带刺以及果实小,现阶段仍以人工采收为主,采摘效率低下。为提高花椒采收效率和质量,现设计出一种齿梳-气吸式采摘装置,并对采摘流场进行理论分析。为提高气吸式花椒采摘装置的作业质量,以"大红袍"和"刺椒"花椒品种为试验对象,利用自制的气吸式花椒采摘装置,以采摘头转速、气流速度、梳齿式刀片刃口角为影响因素,以采净率、损伤率以及采收净度为评价指标,进行了二次旋转正交组合试验。通过Design-Expert 6.0.10软件,建立了评价指标与诸影响因素的数学回归模型,分析了显著因素对评价指标的影响,优化试验参数。确定最优参数组合为:采摘头转速367.5 r·min~(-1),气流速度32.7 m·s~(-1),梳齿式刀片刃口角31.5°。在此参数组合下采收效果为:采净率95.2%,损伤率1.2%,采收净度96.5%(即含杂率3.5%)。加工梳齿刀片刃口角32°,调整风机流速30 m·s~(-1)、采摘头转速为350 r·min~(-1)进行验证实验,采收效果:采净率91.8%,相对误差5.3%,损伤率1.3%,相对误差8.3%,采收净度92.5%,相对误差4.1%,各指标符合设计需求。     

基于DEM-CFD耦合的气吸式酸枣捡拾装置的优化设计

针对目前酸枣的收获主要依赖人工的问题,研究一种气吸式酸枣捡拾机械装置。分析酸枣的物理特性,计算酸枣的悬浮速度、流体域压降变化,通过逆向技术、三维图像重建获取酸枣的点云数据,并对酸枣的点云数据进行降噪处理,建立酸枣三维模型。通过Edem-Fluent气固耦合软件对酸枣吸拾过程进行仿真分析,获取管径、流量、酸枣速度、接触力等参数,利用响应面分析对参数进行优化,并研制酸枣捡拾机进行试验。分析表明,流量是影响捡拾效率的主要因素,管径是影响酸枣破损的主要因素,仿真结果和试验表明气吸式酸枣捡拾装置最佳管径0.11 m,最佳流量0.28 m3·s^-1。该装置能降低酸枣采收成本,缩短酸枣采收周期,同时提高捡拾效率。     

垄畦覆膜种行覆土党参种苗移栽机的设计与试验

针对党参覆膜移栽无机可用的问题,结合西北黄土高原旱区党参垄畦覆膜、种行覆土抗逆栽培模式,设计了一种具有开沟、播苗、起垄、整形、覆膜、种行覆土功能的党参种苗移栽机。对样机关键部件进行了分析与设计,确定了尖角长翼型开沟器、整形镇压、膜上覆土等装置的结构及工作参数,解析了核心部件作业机理。田间试验表明,设计的垄畦覆膜、种行覆土党参种苗移栽机埋苗率为4.1%,露苗率为2.6%,栽植合格率为92.0%,栽植深度合格率为87.5%,膜边覆土厚度合格率为95.9%,膜边覆土宽度合格率为96.3%,生产率约为0.14 hm²·h^-1。田间性能试验指标均达到国家和行业标准要求,试验结果满足设计要求。     

一种播补一体化新型马铃薯播种机的设计与试验

现有马铃薯漏播补偿方案普遍需附加补偿种箱及单独设置补偿排种通道,导致系统结构复杂、补偿种薯落点偏差较大。为此,本研究提出了基于单向离合器的播补一体化马铃薯播种机新方案。该方案排种链轮正常播种使用地轮动力,而补偿状态在单向离合器协调下转移至补偿专用电动机,补偿完成后则继续恢复至地轮。基于此,在计算所需时间内,采用后一取种勺上的种薯直接追赶前一缺种位置的追赶式补偿方案,可以使补偿种薯也在原排种通道中运动,独立的补偿种薯专用通道不再需要,从而使系统结构简化、可靠性提高。样机田间试验表明,所采用的红外辐射排种监测系统误判率不超过1‰,系统平均自然漏播率对排种速度不敏感,漏播补偿成功率随着排种链速度的增加而快速降低,但即使达到正常排种链速最高值0.8 m·s^-1,依然有平均74%以上的漏播能被成功补偿,系统平均最终漏播率不足平均自然漏播率的1/4,漏播补偿作用效果明显。     

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。     

旱地垄作膜面胡麻精量播种机设计和仿真

针对西北旱区胡麻种植利用谷物条播机代播,人工种植效率低、质量差、出苗率低等问题,设计了一种旱地垄作膜面胡麻精量播种机。为提高播种机转向和运输时穴播轮提升、下降的精确性,采用平行四杆机构和摇杆装置,并确定其各项尺寸参数;为保证穴播轮播种深度,采用四连杆仿形机构,且计算出最大上、下仿形量均为89.87 mm,并验证了仿形机构的可行性;为提高该播种机播种精度,设计了一种新型取种装置;利用Solidworks软件中的插件motion对成穴器成穴过程进行运动仿真分析,研究了不同滑移率δ、机具前进速度v、成穴器入土深度h₁对穴孔宽度（固定鸭嘴入出土位移）的影响,并得到最优组合参数：当δ=11%,v=0.5 m·s^-1,h₁=0.03 m时,该成穴器具有较小的滑移量,且不易产生挑膜、撕膜等现象。     

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。     

不同覆膜栽培方式对天水旱地冬油菜生长、产量和水分利用效率的影响

以全膜双垄沟播、全膜覆土、全膜平铺、起垄膜侧和露地栽培5种处理方式,研究了不同覆膜栽培方式对冬油菜生育期、越冬率、产量和经济性状、水分利用效率的影响。结果表明：全膜双垄沟播、全膜覆土、全膜平铺、起垄膜侧 栽培冬油菜,均能不同程度影响冬油菜单株经济性状,提高水分利用效率和越冬率,增加产量,缩短生育期;其中全膜双垄沟播栽培效果最好,水分利用效率比露地栽培（对照）提高3.4 kg·mm^-1·hm^-2,生育期缩短7 d,越冬率提高24.5%,产量达3 194.46 kg·hm^-2,增产42.8%;全膜平铺栽培增产33.9%,全膜覆土栽培增产26.0%,起垄膜侧栽培增产24.8%。     

喷洒式肉苁蓉接种机设计与试验

针对肉苁蓉产业化发展对机械播种装备的需求,以提高肉苁蓉接种效率、降低劳动强度,实现肉苁蓉机械化、规模化种植为目的,研制了一种基于液体施种的肉苁蓉接种机。对样机关键部件进行了分析与设计,确定了链式开沟、接种、覆土等装置的结构及工作参数,解析了核心部件作业机理,并进行了初步试验。结果表明,当拖拉机行走速度为340 m·h^-1、动力输出轴转速为540 r·min^-1、喷种泵压力0.2 MPa时,测得开沟深度为50 cm、开沟宽度为30 cm时,喷种覆盖面宽度4 cm,可满足肉苁蓉的播种农艺要求,且开沟、接种效果良好,覆土平整,能够实现机械化接种。     

覆膜和氮肥用量对雨养春玉米农田甲烷吸收的影响

为了研究覆膜与氮肥用量对雨养春玉米农田CH_4吸收的影响,在覆膜(FM)与不覆膜(BP)条件下分别设置了0、100、250、400 kg·hm~(-2)4个氮肥水平,共8个处理,采用静态暗箱-气相色谱法对农田CH_4的吸收通量进行连续观测,同时观测影响通量变化的温度、水分以及硝铵态氮等环境因子。结果表明:旱作春玉米农田是甲烷的汇,休闲期的累积吸收量占年总吸收量48%~60%,在年总吸收量中占了不可忽视的一部分;FM0、FM100、FM250、FM400和BP0、BP100、BP250、BP400在2014—2015年的年总吸收量分别为0.99、1.38、1.3、1.37 CH_4-C kg·hm~(-2)和1.43、1.77、1.68、1.56 CH_4-C kg·hm~(-2),地膜覆盖和施氮量的增加均未显著改变雨养春玉米农田对CH_4的吸收量;雨养春玉米农田土壤CH_4的吸收速率与0、10 cm土层土壤温度呈极显著正相关,与土壤孔隙含水量(WFPS)、NH4+-N之间呈极显著负相关,不覆膜条件下与NO3--N之间呈负相关关系,且达到极显著水平(P0.01)。     

垄膜沟播与平膜侧播对冬小麦光合特性及产量的影响

为了探索我国西北半湿润易旱区合理覆膜种植方式,为该区作物生产及覆膜种植制度的建立提供参考,本研究以传统平作为对照,设两种覆膜方式:垄膜沟播(R)与平膜侧播(F).结果表明,与传统平作(CK)相比,垄沟宽均为40 cm(R40)和60 cm(R60)的沟播处理全生育期0-200 cm土壤平均含水量分别提高8.82％(P ＜0.05)和10.84％ (P＜ 0.01),膜宽为40 cm(F40)和60 cm(F60)的侧播处理提高4.40％和3.96％,沟播处理较侧播处理平均提高了5.42％(P＜0.05).不同覆膜方式处理的旗叶叶绿素相对含量(SPAD)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均较传统平作(CK)显著增加,同宽度的沟播处理较对应的侧播处理提高幅度明显,但胞间CO2浓度显著低于传统平作(CK).不同覆膜方式处理的小麦经济产量和水分利用效率均较传统平作(CK)显著提高,平均提高幅度达21.52％和30.97％,同宽度沟播处理的生物产量、经济产量和作物水分利用效率显著(P＜0.05)高于对应的侧播处理.试验表明,在半湿润旱作区冬小麦垄膜沟播是一种高效栽培模式.     

马铃薯覆膜种植对杂草群落的影响

本文研究了覆盖黑色地膜和露地种植两种种植方式下马铃薯田杂草群落的差异。在覆膜田中,猪殃殃Galium aparine L.var.tenerum、马唐Digitaria sanguinalis、狗尾草Setaria viridis和龙葵Solanum nigrum明显少于露地,不发生或极少发生;繁缕Stellaria media和田旋花Convolvulus arvensis为杂草的优势种群,其相对密度分别为9.56%~29.85%和5.86%~23.88%。在两种种植方式下,小蓟Cirsium setosum和稗Echinochloa crusgalli均为优势种群,杂草群落多样性和丰富度无显著差异,但覆膜田的均匀度指数均显著高于露地。由此可见,覆膜处理对马铃薯田常见杂草和优势种杂草有较好的控制作用,可使田间杂草维持在一个较低水平,防止来年单一杂草暴发,对马铃薯生产过程中的草害控制具有重要的意义。     

地膜覆盖对油菜CMS育性及制种质量的影响研究

在地膜覆盖条件下研究了油菜细胞质雄性不育系3131A育性变化及对制种质量的影响。结果表明:地膜覆盖能显著改善油菜根际的水、热状况。盖膜比露地5cm平均土温提高1.37～3.38℃,10cm提高0.22～0.76℃,15cm提高1.18～3.08℃,20cm提高2.03～2.56℃;10cm土壤含水量提高2.41%～3.91%,20cm提高0.44%～2.47%。良好的水热状况,改善了不育系生长发育环境,提高了花芽分化发育时期的温度,减少了微粉的产生。地膜覆盖条件下不育系初花期花粉镜检活力仅为0.9%～1.0%,而对照高达4.1%～4.3%,进一步套袋自交,结角率为0.67%,结实指数仅为2.0,显著低于对照。地膜覆盖能显著改善制种亲本的经济性状,提高制种产量和质量。油菜制种纯度达到92%的国家一级标准,制种产量可达到1478.70kg/hm2。