土壤物理特性对胡萝卜机械拔取过程的影响

胡萝卜是我国主要的蔬菜品种,分析胡萝卜拔取规律,可以为胡萝卜拔取式联合收获机械的研制提供支持。该文采用自主研制的数控式蔬菜拔取力测量试验台,对收获期典型品种胡萝卜进行拔取试验,统计试验数据并进行回归分析,研究预测土壤物性参数（土壤含水率、硬度及容重）与胡萝卜拔取力及拔取动态过程之间的关系。研究发现土壤含水率在20%~30%时,随着土壤含水率的提高、土壤硬度的降低和土壤容重的降低,胡萝卜的机械拔取力值会降低,但土壤对胡萝卜的拔取阻碍时间延长。      

辣椒穴盘苗力学特性及穴盘拔秧性能的试验研究

使用不同生长期的辣椒穴盘苗进行茎秆拉断试验,模拟取苗机构进行夹紧力试验,并根据苗龄、基质含水量、基质成分3个因素设计三因素三水平的穴盘拔取正交试验。试验发现:拉断辣椒穴盘苗所需的拉断力随夹秧位置的提高而逐渐降低,茎秆的抗拉能力高于枝叶,茎秆越粗壮抗拉断能力越强;取苗时,土壤黏附力是影响拔取力和夹紧力的主要因素;基质配比对从穴盘中取出穴盘苗所需的拔取力影响高度显著,含水率对拔取力影响较为显著,苗龄对拔取力无显著影响。试验结果表明:通过直接拔取的方式从穴盘中取出穴盘苗是可行的,但夹具的夹紧力要根据穴盘苗的实际情况进行调整,夹持部位应尽量靠近基质块上表面,避开茎秆基节;取苗时,苗龄50天以上,基质中泥炭、蛭石、珍珠岩的比值为1:1:1,含水量为50%,最为合适。     

基于离散元的胡萝卜机械拔取动态行为研究

植物根系与土壤之间的力学作用规律是根菜类作物收获机械设计的基础,为分析机械拔取过程中胡萝卜与土壤交互作用机理,采用自主研发蔬菜拔取测试系统进行田间试验,基于离散元理论建立胡萝卜拔取过程的土壤—胡萝卜模型,分析拔取对土壤的扰动作用,讨论机械拔取主要工作参数对胡萝卜机械拔取力的影响。结果表明:胡萝卜机械拔取力最大值出现在拔取过程初期,胡萝卜机械拔取对周围土壤的扰动区呈上大下小的倒圆锥形,扰动区域越大,拔取力越大。拔取力加载速度、拔取力倾斜角度越大,拔取力越大。拔取力沿胡萝卜生长方向时,拔取力最小,拔取力倾斜角度在6°以上时,拔取力随拔取倾斜角度的增大而快速上升。采用离散元法从拔取力及土壤的细观演变动态行为角度认识胡萝卜的机械拔取过程,分析胡萝卜与土壤分离过程的交互作用机理,为拔取式胡萝卜联合收获机械的研制提供理论依据。     

棉秆起拔力关键因素的研究与试验

棉秆起拔力的研究为设计棉花拔秆收获机械提供了一个重要参数依据。对棉秆起拔力的影响因素主要有棉秆直径、土壤含水率及起拔角度等因素。试验地点在新疆库尔勒尉犁县的试验田中进行,棉秆品种为新陆早45号,以棉秆直径和土壤含水率为影响因素进行单因素试验。分别在土壤含水率为25.3%、21.2%、15.8%,起拔角度为30°、45°、60°,起拔线速度为114.9、153.4、192.1mm/s条件下,进行三因素的试验组合。试验结果表明:随棉秆直径变大,棉秆起拔力呈上升趋势。组合试验结果显示:起拔角度对棉秆起拔力影响最为显著,土壤含水率比棉秆的起拔线速度影响显著;试验范围内的最佳起拔角度为30°,最佳含水率为25.3%,最佳起拔线速度为192.1mm/s。试验研究结果可以为棉秆机械收获机构的设计提供参考,也可作为棉秆力学研究的试验装置。     

棉秆起拔力关键因素的研究及试验

棉秆起拔力是设计棉秆拔秆收获机械的一个重要指标参数。为了研究收获期的棉秆高度、棉秆直径、土壤含水率、土壤坚实度等因素对棉秆起拔力的影响,在新疆农垦科学院的试验田进行了棉秆起拔力的测试试验,采集了其中5块试验田棉秆起拔力、棉秆直径、土壤坚实度、土壤含水率和棉秆高度的数据。试验结果表明:在已测得5块试验田的数据中,第3组棉秆起拔力最大,单株棉秆最大起拔力为821.1 N,平均起拔力为534.49N;第2块试验田的棉秆起拔力最小,单株棉秆最大起拔力为7 2 6.1 N,棉秆平均起拔力为473.62 N。对已获取的5块试验田数据做的回归分析表明:同一块试验田的棉秆起拔力与棉秆直径成正相关关系;土壤含水率越高,起拔力越小;土壤紧实度越大,起拔力越大;棉秆高度与棉秆直径成正比。     

马铃薯杀秧机设计优化与试验

马铃薯收获前的杀秧作业对提高马铃薯品质及收获效率有显著的促进作用,现有机型存在打碎长度合格率差、带薯率高、土壤在护罩上粘着严重等问题,为此,设计一种新型马铃薯杀秧机。对其关键部件进行结构设计,并分析了甩刀排列方式对杀秧性能的影响。以机具作业速度、甩刀刀辊转速、垄上刀距垄台高度为试验因素,以打碎长度合格率、留茬高度、带薯率为试验指标进行田间试验。结果表明:护罩开长孔结构减少了土壤的粘着;机器作业速度为4.5~6.0 km/h、甩刀刀辊转速为1 500~1 600 r/min、垄上刀距垄台高度为50~52 mm时,试验指标打碎长度合格率为94.7%~95.5%、留茬高度为56.0~59.9 mm、带薯率为0.15%~0.23%,杀秧机杀秧效果较好,满足马铃薯杀秧机作业质量要求且机具作业稳定。     

棉秆拔取力测量装置的研究

棉花秸秆收获机械的设计需要拔取力等基础力学特性参数作为依据.以影响拔取力的重要因素-拔取角度为主,研制了拔取角度可调的手动棉花秸秆拔取力测量装置,该装置采用智能显示仪拉力传感器,可测量最大拔取力并记录拔取力的变化情况.经试验验证,该装置设计合理,操作简便,使用可靠,可以作为棉花秸秆收获机械的研发和棉花秸秆拔取力基础研究...     

棉秆起拔力的影响因素与试验研究

为了探讨棉秆直径、土壤条件(土壤含水率与土壤坚实度)、棉秆起拔角度对棉秆起拔力的影响,设计了一种简易棉秆起拔力测量装置并在田间对棉秆进行了起拔阻力测试试验。以棉秆直径、土壤条件为影响因素对棉秆起拔力分别进行单因素试验分析,并在单因素试验的基础上,采用二因素三水平正交试验方法,研究分析了棉秆起拔角度、土壤环境条件对棉秆起拔力的影响。试验结果表明:棉秆起拔力随着棉秆直径的增大而增大,并呈正线性相关关系;棉秆起拔角度、土壤条件对棉秆起拔力影响显著,主次顺序为棉秆起拔角度、土壤条件;试验条件下最佳起拔角度为30°,最佳土壤条件为土壤含水率16.8%、土壤坚实度330kPa。该研究为棉秆收获机械的设计及其作业时间提供了参考,有利于减少功率消耗及提高棉花秸秆的收获效率。     

马铃薯收获机适用性影响因素分析与实证

通过试验研究分析了影响马铃薯收获机适用性的显著性因素,试验方法依据 NY/T 648-2002《马铃薯收获机质量评价技术规范》。通过对检测数据采用方差分析发现,影响马铃薯收获机适用性的显著性因素有挖掘深度、马铃薯品种、茎秧状况、土壤含水率和种植模式,而马铃薯成熟度只对马铃薯收获机的伤薯率有影响。     

四行马铃薯杀秧机的设计

马铃薯收获前的杀秧工作是马铃薯高质量收获的重要环节,对提高马铃薯品质和收获效率具有很大的促进作用,而现有机型对于马铃薯杀秧效果并不理想,存在打碎长度合格率差、带薯率高、土壤在护罩上粘着严重等问题。为此,研究设计了一种新型高效的四行马铃薯杀秧机,通过理论分析确定了结构参数。田间试验结果表明:当作业速度为4.7km/h、甩刀轴转速为1 350r/min、垄上刀距垄台距离51mm时,试验指标打碎长度合格率为92.7%。此时杀秧机杀秧效果最好,满足马铃薯杀秧机作业质量要求。该研究为马铃薯杀秧过程存在的问题提供了解决方案,也为马铃薯杀秧机进一步的研究提供了参考。     

两种淀粉薯收获期茎秆机械特性的试验研究

为了探明不同品种淀粉薯茎秆的机械特性,以提高马铃薯机械化粉碎还田作业质量,对马铃薯收获阶段不同时期的茎秆进行物理特性分析。以北方地区淀粉薯兴佳2号、延薯4号为试验对象,采用电子万能试验机、电子天平及电热恒温鼓风干燥箱等仪器设备,研究收获期内两种淀粉薯茎秆的离地高度和剪切力的变化,得出最佳打秧离地高度为9cm及破坏马铃薯茎秆的基础数据。同时,对收获3个时期、两个品种的薯秧含水率进行测量,得出越临近收获期茎秆含水率越低的规律,确定淀粉薯杀秧最佳时期;在离地高度为9cm时,分别对3个时期、两个不同品种的淀粉薯茎秆进行直径与剪切力的测量,分别拟合出淀粉薯兴佳2号、延薯4号茎秆剪切力与作物直径间的函数关系式,对比相同作物的函数关系式变化趋势,得出最佳的时间为10月7号。本研究为马铃薯茎秆粉碎机转速、切刀速度及切刀拉力等参数的设计提供了依据,并为适宜的马铃薯茎秆粉碎期选择提供了参考。     

马铃薯杀秧机的优化设计与分析

马铃薯收获前的杀秧处理对后期的收获效率及马铃薯品质有着非常显著的影响。为此,针对当前马铃薯杀秧机存在作业效率低、留茬高度不均匀及带薯率高等问题,设计了一款新型高效的马铃薯杀秧机。本机可根据不同地块、不同马铃薯品种的需要调节留茬高度,提高了后续收获的流畅性;刀具采用甩刀的形式并在杀秧轴上呈仿垄形分布,极大降低了带薯率及伤薯率。同时,对关键部件进行了有限元分析,结果表明:所设计的部件均满足强度要求。对样机进行了田间试验,试验结果表明:杀秧效率明显提高,留茬高度均匀,带薯率显著降低,均满足马铃薯的杀秧作业要求。本研究对提高马铃薯杀秧机的作业效率及后续收获效率、更好地适用于马铃薯的大规模收获具有重要意义。     

马铃薯田间集成分选机的研制

针对黏性土壤种植的马铃薯,存在机械收获泥土分离不净、薯秧分离不净、病薯伤薯分离不彻底的问题,根据收获拣选农业技术要求,研制开发出一款分离、输送等为一体的马铃薯田间分选机,适用于马铃薯联合收获机的田间配合作业。该分选线主要由集成分选机、接收料斗、装车机构成,集成分选机主要由分离输送装置、秧薯分离装置、传动系统、机架及地轮等各部分组成。该分选机额定电压为380 V,额定处理能力20～80 t/h,可以完成土薯、茎秆、杂草和病薯的分离,以及薯块输送等作业,大幅度减少用工,缩短收获周期。田间收获分选试验表明:该分选线在田间地头与马铃薯联合收获机配合作业效果好,减少沃土的流失,土薯分离、分级及茎秆分离良好,除秧率和除净率分别高于90%和99%,伤薯率低于1.23%。适用于机械化清选黏性土壤种植的马铃薯,对已收获的马铃薯进行二次分离清选作业。     

土壤含盐量对TDR含水率测试结果的影响及校正方法

利用多种TDR仪器测试不同盐分质量浓度条件下的含水率,与烘干法测得的结果进行比较,探讨了土壤盐分对各种TDR仪器的测量精度的影响。针对TDR100仪器,采用多种探头,分析不同长度、不同间距的探针对测试结果的影响。结果表明,所选5种仪器测试结果均受盐分影响,随盐分质量浓度的增加,测得的含水率值增大或是无法得出合理数值。TDR100所用探头,其探针越长、间距越宽受盐分影响越大。在含盐率较低的土体中,各仪器测试结果与烘干法测量结果变化趋势基本一致,可采用线性函数进行标定,R2均在0.94以上。试验结果可为野外试验的选点、测试和含水率校正提供参考。     

马铃薯成熟期秧蔓的机械物理特性参数研究

为研制一种马铃薯秧收获机械、优化马铃薯秧切割机构的结构及用有限元软件模拟仿真切割过程的割刀及马铃薯秧的应力变化情况,以成熟期品种中薯8号马铃薯秧主茎为试验材料,在WDW-5E微机控制电子万能试验机上对马铃薯秧进行了剪切、拉伸、压缩和弯曲试验,得到马铃薯秧的力学性能参数:剪切强度为0.819MPa,轴向抗拉强度为2.073MPa,抗弯强度为11.872MPa,径向抗压强度为1.674MPa,轴向抗压强度为5.75MPa。试验结果为建立马铃薯秧蔓的力学模型并进行马铃薯秧蔓的有限元模拟仿真切割过程的割刀及马铃薯秧主茎的应力变化研究提供了理论依据,对马铃薯秧回收作业机切割装置的结构设计及割刀的优化设计等具有一定的参考和指导意义。     

农田土壤含水率和坚实度采集仪设计与试验

设计了可以定位、快速、同步测量农田土壤含水率和坚实度的采集仪.在探讨该仪器测量原理和软硬件设计的基础上,对其测量的准确性进行了试验分析.某苗圃地,选定5 m × 5 m的30个采样点,用农田信息采集仪和烘干法分别测量各点的土壤含水率,并对测量值进行简单相关分析,其相关系数为0.917 9,达到极显著性相关.以同样的方式,采用农田信息采集仪和SC900型数字土壤坚实度仪,分别测量30个采样点10 cm和20 cm深度处的土壤坚实度值,并对两种方法在两个深度时的测量值进行相关性分析,其相关系数分别为0.826 7和0.924 5,达到极显著性相关.试验结果表明,该采集仪对农田土壤含水率和坚实度测量的准确性可满足农业生产要求.     

农田土壤含水率和坚实度采集仪设计与试验

设计了可以定位、快速、同步测量农田土壤含水率和坚实度的采集仪。在探讨该仪器测量原理和软硬件设计的基础上,对其测量的准确性进行了试验分析。某苗圃地,选定5m×5m的30个采样点,用农田信息采集仪和烘干法分别测量各点的土壤含水率,并对测量值进行简单相关分析,其相关系数为0.9179,达到极显著性相关。以同样的方式,采用农田信息采集仪和SC900型数字土壤坚实度仪,分别测量30个采样点10cm和20cm深度处的土壤坚实度值,并对两种方法在两个深度时的测量值进行相关性分析,其相关系数分别为0.8267和0.9245,达到极显著性相关。试验结果表明,该采集仪对农田土壤含水率和坚实度测量的准确性可满足农业生产要求。     

不同土壤对甘蔗入土切割负载压力影响的研究

针对甘蔗收获机入土切割系统负载压力的预测适应性差、准确性低的问题,通过正交试验探究在不同土壤类型下切割系统的负载压力与入土切割深度、土壤含水率、甘蔗密度及土壤硬度等因素之间的关系并对各影响因素的显著性进行排序;根据试验结果搭建基于BP神经网络的负载切割压力的预测模型并进行验证。试验及验证结果表明:各土壤中入土深度、土壤含水率、甘蔗密度对切割系统负载压力影响显著,红壤的土壤硬度影响显著,而冲积壤的入土深度与土壤含水率交互作用影响较大;预测验证得出黄壤、红壤、冲击壤的平均相对误差分别为1.81%、3.46%、3.79%。研究成果可为提高甘蔗收获机入土切割负载压力预测控制系统的适应性、可靠性提供数据支持和理论依据,对其实际应用具有一定参考价值。     

成熟期马铃薯秧的单位直径最大剪切力试验研究

为研究马铃薯秧蔓的剪切力学特性,弥补马铃薯秧蔓力学特性参数不足,以成熟期品种中薯8号为试验材料,通过三元二次回归正交旋转组合试验研究了取样位置、含水率和剪切速度3个因素对马铃薯秧单位直径最大剪切力的单因素影响和双因素影响,并建立了其与马铃薯秧单位直径最大剪切力之间的影响回归模型。结果表明:回归模型与试验结果拟合程度较好,可分别用于预测马铃薯秧单位直径最大剪切力的变化情况。该研究为马铃薯秧机械化切割回收装备的设计和选择最佳的马铃薯收获期提供了数据支持和理论依据。     

不同耕作方式对土壤酶活性、含水率和紫花苜蓿生长的影响

【目的】了解土壤环境、肥力变化,为改善土壤质量、提高作物产量提供一定的依据。【方法】以紫花苜蓿为试验材料,设置了4种不同的耕作方式,分别为平作不覆膜(TW)、平作覆膜(TM)、垄作不覆膜(RW)、垄作覆膜(RM),分析了4种耕作方式下土壤酶活性、含水率的变化情况及其对紫花苜蓿生长状况和产量的影响。【结果】与TW耕作方式相比,TM、RW、RM耕作方式均能显著提高土壤表层脲酶及碱性磷酸酶活性,并且对0～20 cm土壤酶活性影响最为明显。4种耕作方式对土壤表层0～10 cm范围内的含水率影响显著,与9月相比,7月4种耕作方式下的土壤含水率变化情况更大。4种耕作方式中垄作覆膜处理条件下紫花苜蓿平均株高最高,产量最大(7.42 kg/m2)。【结论】4种耕作方式中,RM耕作方式下,土壤酶活性平均值最高,土壤肥力状况最好,而在深度为0～60 cm范围内,0～20 cm深度处土壤酶活性变化最为明显;与耕作方式相比,季节性因素对土壤含水率的影响更大;RM处理条件下紫花苜蓿生长的更好。