粉碎玉米秸秆压缩特性试验研究

粉碎玉米秸秆的压缩特性对玉米秸秆饲料化工艺的优化和设备的研制有着重要的影响。为此,利用万能材料试验机结合自制压缩装置,对不同筛网粉碎后的玉米秸秆(品种:SC704)进行压缩试验,深入研究含水率、粉碎粒度、压缩速度对粉碎玉米秸秆压缩特性的综合影响。根据二次回归通用旋转组合设计原理设计试验方案,通过试验分析建立了最大压缩力与含水率、粉碎粒度、压缩速度之间的回归模型。试验结果表明:当粉碎玉米秸秆压缩至300kg/m^3时,含水率对粉碎玉米秸秆可压缩性影响极显著,粉碎粒度及压缩速度对粉碎玉米秸秆可压缩性影响显著;最大压缩力随含水率的增大而减小、随粉碎粒度的增大而增大、随压缩速度的增大而增大。     

甜菜力学特性的试验研究

甜菜的力学特性是机具研发的基础。利用英国Instron-4411型万能材料试验机,对"KWS3148"甜菜不同部位的试样进行压缩试验,分别研究了取样位置、加载速率和含水率对甜菜力学特性的影响,并得到收获期甜菜的弹性模量和抗压强度。试验结果表明:甜菜没有明显的屈服极限,破裂点较为明显;甜菜的力学特性受取样位置和加载速率的影响,且尾根处抗压强度最小;载荷加载速率对甜菜的弹性模量和最大抗压强度影响极显著,载荷位置对甜菜的最大抗压强度影响显著;随着加载速率的增加,同位置试样的弹性模量逐渐增大,最大抗压强度先减小后增大;甜菜的弹性模量和最大抗压强度分别随着含水率的减小而增大;弹性模量为(12.17±2.26)MPa,抗压强度为(2.6 7±0.3)MPa。     

红心萝卜种植农艺及物理力学特性研究

研究红心萝卜的种植农艺,归纳红心萝卜的种植特点。通过对收获期红心萝卜植株的外形尺寸测定,得出红心萝卜几何尺寸的主要分布区间和变化范围。借助万能试验机的压缩加载试验,研究红心萝卜不同位置、加载速度及含水率对红心萝卜的力学特性的影响,并采用origin软件得到红心萝卜压缩试验的拟合曲线,得到收获期红心萝卜的弹性模量和最大抗压强度,为红心萝卜的收获、加工提供必要的理论依据。研究结果表明:红心萝卜多采用垄作和平作两种种植模式,播种及收获是红心萝卜生产种植的关键环节;红心萝卜头部的弹性模量及最大抗压强度最大,尾部的弹性模量及最大抗压强度最小;加载速度对弹性模量及最大抗压强度影响极显著;红心萝卜取样位置对弹性模量影响极显著,而对最大抗压强度影响不显著;随着含水率的增大,红心萝卜所能承受的最大载荷、弹性模量及最大抗压强度逐渐增大,且脆性越好。     

秸秆多级连续冷辊压成型参数优化与试验

为得到秸秆多级辊压成型机压缩较低含水率玉米秸秆时的最优成型参数,探索成型参数对成型结果的影响规律,基于Design-Expert BBD（Box-Behnken Design）试验设计方法及原理,以玉米秸秆含水率、玉米秸秆破碎长度和成型机末级辊转速为试验因素,以成型块回弹率、密度和成型能耗为试验指标,采用三因素三水平响应面分析方法,分别建立了各因素与成型块回弹率、密度、成型能耗之间的数学模型,并分析了各因素显著交互作用对试验指标的影响规律。结果表明：成型机在压缩玉米秸秆时,各试验因素对成型块回弹率的贡献率从大到小依次为：末级辊转速、破碎长度、含水率;各试验因素对成型块密度的贡献率从大到小依次为：破碎长度、末级辊转速、含水率;各试验因素对成型能耗的贡献率从大到小依次为：末级辊转速、破碎长度、含水率。在末级辊转速为1.07r/min,含水率为21.5%~25.0%,破碎长度为64~108mm时,可获得成型块回弹率小于7.0%,成型块密度大于350kg/m3,成型能耗小于16.0kW·h/t;参数优化得到最优成型参数为：含水率24.26%、破碎长度73.25mm、末级辊转速1.07r/min,此时成型块回弹率为6.32%,成型块密度为375.6kg/m3,成型能耗为15.89kW·h/t。 研究结果可为秸秆多级连续冷辊压成型提供理论依据和技术支撑。     

甘蔗叶秸秆压缩特性研究

我国每年都会产生数量巨大的甘蔗叶秸秆,是一种优质的生物质能源。为实现甘蔗叶秸秆资源化利用,就必须解决甘蔗叶秸秆的收集、打捆难题。利用自制的压缩装置并结合甘蔗叶秸秆在田间呈现的横向和杂乱两种铺放状态,设计取样部位、含水率、加载速度和加料量四个变量因素,进行4因素5水平正交旋转试验,解析各因素对甘蔗叶秸秆最大压缩力的影响规律。压缩试验表明:试验设置的四个变量因素对最大压缩力的影响规律相似,但是压缩至同一密度,杂乱铺放比横向铺放状态所需的压缩力要大的多。在横向和杂乱两种铺放状态下,从叶鞘至叶片上部所需最大压缩力先增大后减小,取样部位越靠近叶片下部,最大压缩力越大;随着物料的含水率增大,最大压缩力逐渐减小;加载速度增大,最大压缩力呈现出先增大后减小的趋势;随加料量的增加,最大压缩力呈现先减小后增大的变化趋势。在两种压缩状态下,其中含水率对甘蔗叶秸秆的压缩特性影响最显著。     

稻秆叶鞘表面雾滴沉积特性试验

为研究稻秆青贮时喷洒的乳酸菌稀释液在稻秆叶鞘表面上的沉积性能,依据对叶鞘表面进行电镜扫描及形态分析,利用设计的液体添加装置,在固定喷量条件下,选取取样部位、喷嘴角度和喷嘴直径为试验因素,以单位叶鞘面积上生物染料丽春红S(示踪剂)的沉积量为试验评价指标,进行3因素5水平正交旋转喷雾沉积试验。结果表明:各因素对沉积量的影响规律为:取样部位、喷嘴角度对沉积影响极显著,喷嘴直径对沉积影响不显著。     

马铃薯茎叶与玉米秸秆混合厌氧消化工艺参数优化

为了探索马铃薯茎叶与玉米秸秆混合厌氧消化产气特性和优化工艺参数,采用二次正交旋转组合设计,研究了物料质量分数、碳氮比和接种物质量分数3个因素对马铃薯茎叶与玉米秸秆混合厌氧消化产气特性及其规律,以总固体产气率为响应值得出二次回归模型和优化工艺参数,并采用Design-Expert软件对回归模型进行了优化和降维分析。通过上述试验研究,得到最佳工艺条件为:物料质量分数为9.87%、碳氮比为18.73、接种物质量分数为20.82%,预测总固体产气率为54.55 m L/g。3个因素影响主次顺序依次为接种物质量分数、物料质量分数和碳氮比,各因素间交互作用以接种物质量分数与物料质量分数的交互作用最明显。通过验证试验得出,模型预测值与试验值之间相对误差小于5%,方差分析不显著,模型拟合较好。     

玉米秸秆机械化粉碎还田影响因素研究

以玉米秸秆含水率与秸秆力学特性相互关系为基础,采用正交试验法,研究了秸秆含水率、还田机刀型、刀轴转速对玉米秸秆粉碎特性的影响。结果表明:随秸秆含水率的增加,秸秆抗剪强度减小,当含水率大于30%时,抗剪强度随含水率的增加变化不显著;秸秆含水率为20%是秸秆抗拉强度拐点,大于20%时抗拉强度随秸秆含水率增加而增大,低于20%时抗拉强度受秸秆含水率影响不显著;秸秆含水率、还田机刀型、刀轴转速对秸秆粉碎长度合格率均有显著性影响,秸秆含水率和刀轴转速大于刀型;秸秆含水率、还田机刀型、刀轴转速对机具功耗均有显著性影响,刀轴转速刀型秸秆含水率。在实际生产中,建议在玉米收获后尽早进行粉碎,还田机刀型应优先选择Y型或L型,刀轴转速选择1 800r/min左右最优。本研究为选择合理的秸秆粉碎模式提供了理论基础     

玉米秸秆皮穰分离试验装置空载时气流场的研究

为玉米秸秆皮穰叶分离机配备风机和提高分选质量及生产率提供试验与理论基础,考察研究穰颗粒群与气流的相对运动、测定不同规格穰颗粒群的悬浮速度,同时还研究玉米秸秆皮穰分离试验装置空载时剥穰辊转速、剥穰辊轴线距其前端竖直面距离、风速计探头距顶板的距离和剥穰刀位置等四个试验因素对剥穰辊前端机腔风速和风量的影响。试验结果表明:在试验范围内,穰颗粒群的悬浮速度的取值范围是1.16~3.77m/s;四个试验因素的单因素效应和风速计探头距顶板的距离和剥穰刀位置的交互作用对剥穰辊前端机腔风速和风量均有显著影响,可能是因为气流沿剥穰辊半径方向受力不均,造成流动损失。     

少免耕与秸秆还田对极端土壤水分及冬小麦产量的影响

为了高效利用天然降雨,缓和农业水资源短缺,该试验在小麦、玉米一年两熟条件下,设置耕作措施和秸秆2个因素,其中耕作措施分为常规耕作、深松耕、耙耕、旋耕、免耕5种,秸秆因素分为玉米秸秆全量还田与不还田,共10个处理,研究了耕作措施与秸秆因素对极端土壤水分和冬小麦产量的效应。结果表明,无论秸秆还田与否,相对于常规耕作,深松耕能提高土壤水分充足期的土壤含水率,增加冬小麦产量,尤其是深松耕秸秆还田,比常规耕作无秸秆还田分别高25.74%和11.45%。秸秆因素在土壤水分充足时影响土壤含水率方面占主导地位,秸秆因素与耕作措施在土壤水分亏缺时影响土壤含水率和冬小麦产量方面均起着重要的作用。免耕、深松耕、耙耕与秸秆还田的交互效应能够增加集雨,提高冬小麦产量。研究结果还表明,冬小麦产量与土壤水分亏缺时土壤含水率相关不显著,而与土壤水分充足期土壤含水率相关显著。     

玉米秸秆不同部位含水率特性和拉伸学特性研究

对玉米秸秆不同部位的含水率和拉压特性进行了研究,研究表明玉米秸秆不同部位的原始含水率自顶部至底部逐渐增大,且玉米秸秆在恒定的温度和相对湿度下达到失水平衡时,以及浸泡在恒温水浴中达到吸湿平衡时,其不同部位的含水率也表现出自顶部至底部逐渐增大。玉米秸秆不同部位含水率的这一不同,导致了其拉压力学特性也随玉米秸秆的部位不同而变化。     

不同麦秆覆盖量对夏玉米耗水量和生理性状的影响

采用盆栽试验方法,研究了覆盖小麦秸秆保墒措施+灌溉条件下,对夏玉米生育期耗水量、生理性状和光合特性的影响,其中秸秆覆盖量分别为0(对照)、3000、6000、9000和12000 kg/hm2。结果表明:秸秆覆盖显著地减少了夏玉米生育期耗水量、增加了玉米株高和叶面积,秸秆覆盖量9000 kg/hm2时效果最佳;夏玉米的光合速率和蒸腾速率随着秸秆覆盖量的增大而增加。     

不同覆盖方式对土壤水肥热状况以及玉米产量影响

【目的】阐明不同覆盖方式对调节土壤水肥热状况以及增加玉米产量的影响。【方法】设置地膜覆盖、玉米秸秆覆盖和不覆盖3种方式,研究了不同覆盖方式对土壤含水率、土壤养分、土壤温度与玉米产量的影响。【结果】在玉米的生长前、中期,秸秆覆盖与地膜覆盖处理的保墒效果均优于不覆盖处理,其中0~60 cm土层土壤含水率差异明显;玉米进入成熟期后,秸秆覆盖处理0~60 cm土层含水率显著高于地膜覆盖和不覆盖处理,平均高8.23%和22.41%。秸秆覆盖能够促进浅层土壤养分量的提高,相较于不覆盖,秸秆覆盖的速效钾与有效磷量分别增加了15.11%、85.13%;相比地膜覆盖和不覆盖,生长前期秸秆覆盖温度更高,生长期和成熟期秸秆覆盖温度更低。地膜覆盖、秸秆覆盖的玉米产量分别比不覆盖高24.02%、24.90%,差异显著(P<0.05)。【结论】玉米秸秆覆盖能够提高土壤养分与水分,调节土壤温度,增加玉米产量。     

碱处理玉米秸秆制备可降解育苗钵研究

以碱处理玉米秸秆制备的悬浮浆液为原料,采用负压吸附成型工艺,利用有机可降解育苗钵成型机做钵,进行可降解育苗钵成型探索。试验发现:碱处理玉米秸秆得到的秸秆纤维中纤维素和半纤维素总量保持在7 5%~8 5%,碱浓度越高,纤维素比例越高;TS在4%~6%时,育苗钵的湿坯含水率适宜,对应浆液表观粘度也较大,育苗钵成型效果好;吸浆时间在1.5~3s、真空度在230~270k Pa时,育苗钵湿坯含水率在合适范围,吸附力对浆液表观粘度影响较小,育苗钵成型效果较好。本研究可为育苗钵的成型和降解提供参考。     

辽西地区秸秆覆盖试验研究

秸秆覆盖可以减少土壤表面水分蒸发,提高降水利用率和水分利用效率.以不覆盖的处理为对照.研究了在玉米生育期间,秸秆覆盖对土壤水分动态变化及产量的影响.结果表明,秸秆覆盖增产效果明显,通过连续2年的秸秆覆盖试验,以覆盖量7 500 kg/hm2增产效果显著,增产幅度为14.8%～19.6%.     

秸秆铡切揉搓装置优化设计与试验

利用自行设计的秸秆铡切揉搓试验台,以刀刃形状、喂入速度、锤片数量和主轴转速为变量,对含水率约为75％的玉米秸秆进行四因素三水平正交试验,得出该铡切揉搓装置的最优组合参数为:主轴转速为1 000 r/min、刀齿为多齿、锤片数量3个、喂入速度为0.88 m/s.该机构揉搓高水分玉米秸秆时,破节率大于96％,揉搓效果好.将传统的凸型刀刃加工成锯齿形状,可以提高揉搓机构生产率.     

玉米秸秆压块机负载参数的确定

为研究玉米秸秆压缩过程中压力与密度、含水率、模具厚度之间的关系,进行玉米秸秆开式压缩试验。试验表明：压力的大小直接影响物料的成形密度,压力越大则成形密度越高;在一定温度范围内,随着含水率的增大,成形压力相应增大;随着压模厚度的增加,压力逐渐上升。根据试验参数,可以确定压块机的负载参数,从而为压块机的设计提供理论依据。     

盘刀式铡草机抛送性能试验研究

针对盘刀式铡草机存在的生产率低、功耗大、易堵塞等问题,以玉米秸秆为试验材料,选取不同的主轴转速、叶片倾角和秸秆含水率作为试验因素进行抛送性能试验研究。试验结果表明:各因素对抛送过程生产率影响的主次顺序为主轴转速>叶片倾角>秸秆含水率;对抛送过程功耗影响的主次顺序为主轴转速>秸秆含水率>叶片倾角。当叶片倾角为7°、主轴转速为650r/min、秸秆含水率为22.1%时,抛送过程生产率最高;当叶片倾角为11°、铡草机主轴转速为510r/min、秸秆含水率为27.3%时,抛送过程功率消耗最低;同时,得到了可用于预测铡草机抛送过程生产率和功率消耗的线性回归模型。     

冬小麦冬灌、秸秆覆盖、后期喷生长剂的节水增产效果的研究

试验证明，适时冬灌比早春灌，具有良好的防旱防冻、促根壮蘖增穗作用；小麦越冬期秸秆覆盖能保墒和提高土壤水分的调节能力，为当季小麦生长和套播玉米创造适宜的土壤水分条件；于小麦孕穗和灌浆期喷翠竹生长剂，其增粒增重作用显著。采取冬灌、越冬秸秆覆盖和孕穗、灌浆期喷生长剂等配套措施，可实现保墒与节水相结合，壮苗促蘖增穗与增粒增重的统一，节水增产效果显著。