4JH-270型棉秆粉碎还田机机架振动分析及改进

为了降低设计的4JH-270型棉秆粉碎还田机在作业时机架易发生共振问题,使用SolidWorks建立机架有限元模型,使用ANSYS模态分析软件求解出机架的有限元模态振型和频率,并进行模态试验分析来验证有限元模态的准确性。通过分析机架固有频率与外部激振频率对机架进行结构优化。在机架上增加两块支撑架、两块钢板、一根方钢和一块配重板,并将每根横梁厚度减小1 mm、其余各梁厚度增加1 mm时,机架的前4阶模态频率均避开了外部激振频率范围。对优化后的机架进行静力学分析,所受最大应力为77.295 MPa,远远小于材料的屈服强度,再次验证了机架的稳定性。     

平作区棉秆粉碎与残膜回收联合作业机设计与试验

针对新疆平作区残膜回收作业过程中秸秆粉碎合格率低、残膜回收率低的问题,设计了一种秸秆粉碎与残膜回收联合作业机。对甩刀秸秆粉碎过程进行受力分析,确定了刀轴最佳转速为2 000 r·min-1。对起膜铲起膜机理和残膜捡拾过程进行分析,确定了导曲面参数方程和残膜捡拾装置主要工作参数。以机具作业速度v、起膜铲入土倾角α和残膜输送链转速n为影响因素,以秸秆粉碎合格率Y1和残膜回收率Y2为评价指标进行田间试验。结果表明:当起膜铲入土角为30°,机具前进速度为5.5 km·h-1,残膜输送链转速为120 r·min-1时,秸秆粉碎合格率为91.5%,残膜回收率为85.7%,整机运行状态良好,满足秸秆粉碎还田与残膜回收的技术要求。     

秸秆还田残膜回收一体机设计与试验

为提高新疆棉田残膜回收机械化水平,解决机具残膜回收率低、含杂率高等问题,研究设计一种秸秆还田残膜回收一体机。根据新疆棉花的种植模式和田间作业要求对整机的关键零部件进行设计,确定了甩刀型粉碎刀、绞龙转速为1 500 r·min^-1、捡膜滚筒回转半径为245 mm、脱模板回转半径为278.5 mm等零部件参数。选取机具行进速度、捡膜齿入土深度、输出轴转速为影响因素,以残膜回收率、含杂率为试验指标,设计三因素三水平正交试验并进行测试,确定了最优参数组合：机具前进速度7 km·h^-1、捡膜齿入土深度25 mm,输出轴转速760 r·min^-1。根据最优参数进行试验验证,结果表明：在最优参数组合下,残膜回收率的均值为85.03%,含杂率的均值为15.88%,其与理论值对比误差均小于3%,模型可靠。该研究成果可以满足残膜回收机田间作业要求。     

自走式枸杞振动采收机设计与试验

通过建立果树系统的振动力学模型,得出收获期枸杞挂果枝固有频率范围为2.5～11.6 Hz,确定振动采摘枸杞激振设备振幅为15～80 mm、频率范围为2.5～11.6 Hz、单个振动杆安装圆盘上的振动杆安装数量为4～12个,基于此设计出一种自走式枸杞振动采收机,通过田间试验研究了振幅、频率、振动杆数量对成熟枸杞果实的采净率、损伤率、青果错采率的影响。利用Design-Expert 8.0.6软件统计优化采收相关参数,获得最佳因素参数组合为:偏心盘转速140 r·min~(-1),振幅70 mm,振动杆数量10个。通过田间验证试验,得出在上述条件下成熟枸杞采净率的最小值为86.26%,最大值为96.21%,平均值为91.23%;青果错采率的最小值为0.48%,最大值为5.80%,平均值为3.14%;成熟枸杞损伤率的最小值为0.84%,最大值为2.87%,平均值为1.85%。试验证明在最佳参数组合下枸杞的综合采收效果已满足设计要求。     

秸秆粉碎带膜还田对玉米氮肥追施过程土壤氨挥发的影响初探

为探讨河西绿洲灌区玉米秸秆粉碎带膜还田对春玉米氮肥追施过程土壤氨挥发的影响,设置不还田（CK）、传统粉碎全地翻压覆膜还田(CM)、全量粉碎带状翻压覆膜还田(CB)、全量整株带状覆盖覆膜还田(WM)4个处理,采用密闭法测定各处理在追肥过程中土壤氨挥发的动态过程。结果表明,拔节期追肥后,CM和CB处理的氨挥发肥料损失累积量分别为76.94 g·hm^-2和85.49 g·hm^-2,占追肥量的0.06%和0.07%,相比不还田CK处理差异显著,降幅达到了71.24%和68.04%;WM处理的氨挥发肥料损失累积量为253.50 g·hm^-2,占追肥量的0.21％,相比不还田CK处理差异不显著,降幅仅为0.96％。大喇叭口期追肥后,CM、CB、WM处理的氨挥发肥料损失累积量分别为37.92、33.45、40.88 g·hm^-2,分别占追肥量的0.02%、0.02%、0.03％,相比不还田CK处理差异不显著,CM和CB处理的降幅仅有3.76%和15.09%,WM处理的增幅为1.04％。整个追肥过程中CM、CB、WM处理的的氨挥发肥料损失累积量分别为114.86、118.94、294.39 g·hm^-2,分别占追肥量的0.08%、0.10%、0.20％,相比不还田CK处理的降幅分别达到了61.58%、61.25%、0.91％。综上所述,全量粉碎带状翻压覆膜还田和传统粉碎全地翻压覆膜还田对土壤氨挥发的抑制作用显著且基本相当,全量整株带状覆盖覆膜还田对土壤氨挥发的抑制无显著效果。可见,在河西绿洲灌区,采用秸秆粉碎带膜还田措施来抑制玉米全生育期化学氮肥追施后的氨挥发效果显著。     

自走式拘杞振动采收机设计与试验

通过建立果树系统的振动力学模型,得出收获期枸杞挂果枝固有频率范围为2.5～11.6 Hz,确定振动采摘枸杞激振设备振幅为15～80 mm、频率范围为2.5～11.6 Hz、单个振动杆安装圆盘上的振动杆安装数量为4～12个,基于此设计出一种自走式枸杞振动采收机,通过田间试验研究了振幅、频率、振动杆数量对成熟枸杞果实的采净...     

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。     

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。     

膜上移栽机关键部件的设计与试验研究

针对新疆番茄、线辣椒铺膜加滴灌种植模式的要求,研制了一种膜上移栽机,该机一次作业可完成辅助喂苗、栽植器破膜成穴移栽和膜面覆土等工序.设计了移栽机构、间歇喂苗装置和覆土装置等关键部件,并使用该机对番茄钵苗进行生产试验.试验结果表明,膜上移栽机可以较好地适应新疆地区作物移栽需要膜上成穴和膜面覆土的农艺要求,无伤苗和刮破地膜现象;间歇喂苗装置的移栽频率在低于67株/(min·行)的情况下,喂苗准确率较高;移栽株距大于设计株距,影响移栽株距的主要原因是土地表层松土壤的厚度及机具内部各部件之间的摩擦力;移栽频率在55～62株/(min·行)之间时,移栽合格率达到92％以上.     

番茄秸秆原位还田配施腐解菌剂对番茄生产的影响

为探索茄果类蔬菜秸秆废弃物肥料化利用途径,于2019年设定番茄秸秆全量原位还田及腐解菌剂的配施试验：C,无番茄秸秆+无腐解菌剂;T1,番茄秸秆+无腐解菌剂;T2,番茄秸秆+菌剂1‘源动力’(1 kg·666.7m^-2);T3,番茄秸秆+菌剂2‘有纯’(3 kg·666.7m^-2);T4,番茄秸秆+菌剂3‘沃宝’(2 kg·666.7m^-2),分析其对土壤特性和下茬番茄长势和产量的影响。结果表明：与对照相比,番茄秸秆原位还田降低土壤pH,显著增加土壤有机质、速效磷和速效钾含量（P<0.05）,其中成熟期T2处理有机质含量分别比T1、T3、T4和C显著高7.3%、8.1%、14.2%和26.9%;番茄秸秆腐熟后T2处理速效磷含量分别比C、T1、T3、T4处理高24%、11.3%、4.4%和8.7%。番茄秸秆还田+腐解菌剂显著提高细菌和放线菌数量,其中放线菌数量远高于细菌和真菌数量。番茄秸秆还田对番茄的生长势和产量影响显著,增产的主要原因是番茄秸秆还田提高了单株坐果数,其中菌剂‘源动力’的增产效果优于‘有纯’和‘沃宝’。...     

秸秆还田对半干旱区农田土壤养分含量及玉米光合作用的影响

为了提升和保育辽西半干旱区农田土壤质量,采用盆栽试验的方式探讨了不同处理方式、不同用量玉米秸秆还田对土壤养分含量的影响。结果表明,秸秆还田后,其土壤含水量比对照组提高了3%~7%;有机质含量比对照组提高幅度为1.9%~19%;全氮含量比对照组提高幅度为0.7%~14.4%;速效磷含量比对照组提高了2.51~14.75 mg/kg;速效钾含量比对照组提高了7.33~188.07 mg/kg;碱解氮含量比对照组提高了8.46mg/kg;净光合速率比对照组提高了3~11.03 CO2μmol/(m2.s);秸秆还田可以缓解土壤碱化。     

不同秸秆发酵还田对制种玉米田土壤肥力质量和玉米品质的影响

在甘肃省张掖市甘州区甘浚镇巴吉村连续15 a种植制种玉米基地上,进行了小麦、玉米、蚕豆、豌豆、油菜籽和葵花秸秆发酵还田对制种玉米田土壤肥力质量和玉米品质影响的研究。结果表明：6种发酵秸秆还田后制种玉米田0～20 cm土层容重排序为：小麦秸秆＜玉米秸秆＜豌豆秸秆＜葵花秸秆＜油菜籽秸秆＜蚕豆秸秆,孔隙度、水稳性团聚体和总持水量排序为：小麦秸秆＞玉米秸秆＞豌豆秸秆＞葵花秸秆＞油菜籽秸秆＞蚕豆秸秆。制种玉米田pH值排序为：小麦秸秆＜玉米秸秆＜葵花秸秆＜油菜籽秸秆＜蚕豆秸秆＜豌豆秸秆,CEC、有机质、速效氮磷钾、微生物数量、酶活性和制种玉米产量排序为：小麦秸秆＞玉米秸秆＞葵花秸秆＞油菜籽秸秆＞蚕豆秸秆＞豌豆秸秆。小麦秸秆与玉米秸秆、葵花秸秆、油菜籽秸秆、蚕豆秸秆和豌豆秸秆比较,碱解氮分别增加0.87%、3.51%、6.23%、8.07%和9.93%,速效磷分别增加2.20%、2.51%、6.45%、6.67%和7.57% ,速效钾分别增加1.98%、3.12%、4.59%、6.12%和6.40%,细菌数量分别增加3.66%、4.70%、11.03%、14.29%和19.54%,放线菌数量分别增加7.28%、8.87%、17.55%、27.01%和36.42%,蔗糖酶活性分别提高0.74%、3.70%、6.56% 、12.16%和13.41%,脲酶活性分别提高6.59% 、10.23%、16.16%、25.97%和30.20%, 磷酸酶活性分别提高3.67% 、5.16% 、7.62% 、8.26%和10.88%, 多酚氧化酶活性分别提高4.35% 、9.09%、30.91%、41.18%和50.00%,制种玉米产量分别增加2.03% 、3.17%、5.33%、6.36%和8.49%。 制种玉米可溶性糖、淀粉和粗蛋白含量排序为：小麦秸秆＞玉米秸秆＞油菜籽秸秆＞葵花秸秆＞豌豆秸秆＞蚕豆秸秆。小麦秸秆与玉米秸秆、油菜籽秸秆、葵花秸秆、豌豆秸秆和蚕豆秸秆比较,可溶性糖含量分别增加2.02%、7.75%、13.25%、18.52%和23.10%,淀粉含量分别增加2.05%、3.11%、6.28%、10.70%和14.13%,粗蛋白含量分别增加1.01%、5.11%、12.56%、13.41%和16.77%。施肥利润和肥料投资效率排序为：小麦秸秆＞玉米秸秆＞葵花秸秆＞油菜籽秸秆＞蚕豆秸秆＞豌豆秸秆。小麦秸秆与玉米秸秆、葵花秸秆、油菜籽秸秆、蚕豆秸秆和豌豆秸秆比较,制种玉米施肥利润分别增加 0.09、0.16、0.25 、0.31、0.40万元·hm^-2,肥料投资效率分别增加0.17、0.40、0.58 、0.77、0.97元·元^-1。因此,在玉米制种基地上推广小麦秸秆发酵还田,有利于解决土壤肥力质量下降、制种玉米产量和品质低而不稳的问题。     

不同机械化秸秆还田方式对棉花生长、产量和品质的影响

设置5种不同机械化秸秆还田处理,包括:卧式棉秆春季常规还田(HT1)、棉花整秆起拔不还田(HT2)、卧式常规粉碎还田后起拔棉根不还田(HT3)、卧式常规粉碎还田后起拔棉根粉碎全量还田(HT4)、立式常规粉碎还田(HT5,CK),对不同机械化秸秆还田方式下棉花生长发育指标和产量品质特征进行分析。结果表明:处理HT1出苗率最低,与其他处理(HT2～5)差异显著,HT2～4出苗率与对照(HT5)基本持平。整个生育期各处理的生物量、叶面积指数差异较大,为143.90～6 594.24 kg·hm~(-2)、0.6～2.1;株高在苗期和蕾期差异显著(2～6 cm);果枝台数和叶龄仅在蕾期差异显著。各处理除单铃重差异不大(4.87～5.59 g)外,单株铃数、收获株数均差异显著。不同机械化秸秆还田方式产量存在差异,其中HT1处理减产最大,为2 065.8 kg·hm~(-2),与其他处理差异达显著水平,HT2、HT3较对照增产261.90 kg·hm~(-2)、316.65 kg·hm~(-2),HT4较对照减产265.95 kg·hm~(-2)。HT1～4的绒长、比强度、整齐度、伸长率、成熟度指数和纺织均匀度指数大于对照0.58～1.05 mm,2.27～5.46 CN·tex~(-1),1.6%～2.5%,0.26%～0.46%,0.01～0.02,21～232;短纤维指数小于对照0.9%～1.33%;马克隆值有增有减。HT1、HT4处理降低了棉花效益,分别亏损了15 583.5元·hm~(-2)、3 153.75元·hm~(-2),HT2、HT3增加了棉花效益,分别盈利了1 334.25元·hm~(-2)、1 684.88元·hm~(-2)。不同机械化还田方式对棉花生长发育特征及产量品质产生了较大的影响,综合考虑推荐棉花整秆起拔不还田、卧式常规粉碎还田后起拔棉根不还田在生产中应用。     

秸秆还田量对陇中旱作麦田土壤团聚体稳定性和有机碳含量的影响

为探明秸秆还田后土壤团聚体与有机碳的变化特征和作用机制,依托2019年布设于甘肃省定西市李家堡镇的不同秸秆还田试验,设置两种秸秆类型：小麦秸秆和玉米秸秆,秸秆还田量分别为：0（CK）、3 500（低量）、7 000（中量）、14 000 kg·hm^-2（高量）,研究了秸秆还田对陇中黄土高原旱作农田土壤团聚体稳定性和有机碳的影响。结果表明：土壤机械稳定性团聚体以>0.25 mm团聚体为主,且随土层加深粒径逐渐增大,水稳性团聚体均与之相反;秸秆还田较不还田处理的机械稳定性和水稳性<0.25 mm粒级团聚体含量分别降低了3.53%～21.74%和2.73%～8.95%,土壤机械稳定性和水稳性团聚体平均重量直径MWD、几何平均直径GMD的提升幅度最大分别达到16.29%、30.12%和20.93%、12.12%,团聚体破碎率PAD降低了2.53%～13.23%,在中量秸秆还田时效果最好,且玉米秸秆比小麦秸秆效果更明显。秸秆还田提升了土壤有机碳含量,且在表层土壤秸秆还田量越高,对土壤有机碳的提升效果越显著,其中玉米秸秆高量还田处理的土壤有机碳含量较CK显著提高了...     

秸秆还田及蚯蚓活动对小麦-玉米轮作下土壤水分运移的影响

为探讨关中平原小麦-玉米水分高效利用的栽培技术方式,采用田间定点观测方法,研究秸秆还田+接种蚯蚓处理对土壤含水量的影响。设置CK(对照)、S₁(秸秆还田3 000 kg·hm^-2)、S₂(秸秆还田6 000 kg·hm^-2)、E(接种蚯蚓)、S₁E(秸秆还田3 000 kg·hm^-2+接种蚯蚓)、S₂E(秸秆还田6 000 kg·hm^-2+接种蚯蚓)共6个处理。结果表明：各处理较CK处理均提高了土壤含水量,S₁、S₂、E、S₁E、S₂E处理下土壤含水量分别增加0.21%～27.47%、0.43%～32.85%、1.00%～15.53%、3.25%～36.52%、2.97%～51.24%。CK、S₁、S₂、E、S₁E、S₂E处理下土壤含水量分...