小麦宽苗带撒播器弹籽板结构设计与优化

为了对小麦宽苗带撒播器进行结构改进和参数优化,该文以鸭掌型宽苗带撒播器弹籽板为研究对象,建立了以球面半径、安装倾角和跨度作为变量的球面型弹籽板数学结构模型,搭建了离散元仿真平台,以小麦籽粒横向均匀度变异系数作为作业效果评价指标,分析3个变量对宽苗带撒播器工作性能的影响,并根据试验结果对弹籽板的结构进行优化。单因素试验结果表明,球面半径在130～150 mm、安装倾角在30?～40?、跨度在80?～100?区间时,宽苗带撒播器具有较好的横向匀种效果;通过二次回归正交旋转组合试验,建立了3个变量与横向均匀度变异系数的回归方程,结果表明,影响小麦籽粒横向均匀度变异系数的主次因素依次为安装倾角、球面半径、跨度和安装倾角×跨度,其中安装倾角和跨度之间存在一定的交互作用,当球面半径、安装倾角和跨度分别为141.26 mm、35.53?和90.72?时,宽苗带撒播器具有较优的横向匀种效果,此时理论计算和仿真试验的横向均匀度变异系数分别为10.58%和9.21%,两者偏差仅为1.37个百分点,说明建立的回归模型准确;弹籽板最优结构参数组合下宽苗带撒播器台架和田间应用试验结果显示,小麦籽粒的横向均匀度变异系数的平均值分别为13.40%和12.10%,台架和田间应用试验的结果与仿真试验基本吻合,证明应用离散元法对宽苗带撒播器弹籽板结构参数进行优化的结果是可信的。该研究可以为宽苗带撒播器的弹籽板结构参数优化以及提升其横向匀种效果提供理论参考。     

交错凸齿式宽苗带小麦精量排种器设计与试验

针对外槽轮式小麦宽苗带排种器排量不稳定和苗带内种子分布均匀性较差的问题,该研究设计了一种交错凸齿式宽苗带小麦精量排种器。通过连续充种分析和排量计算,确定凸齿高度和凸齿角度是影响排量一致性和排种均匀性的关键参数。应用离散元法对上述关键参数进行中心旋转组合仿真试验,结果表明,对排量一致性、排种均匀性影响显著性程度由大到小的因素分别依次为凸齿角、凸齿高、作业速度,且均具有交互影响。借助响应面分析,得出凸齿高5 mm、凸齿角75 °时的排量一致性和排种均匀性较优,平均变异系数分别为2.27%和7.61%。对该参数组合排种器进行样机试制,并进行台架试验,台架试验结果表明,排种一致性和均匀性变异系数与仿真值误差均低于5%,说明仿真优化结果可靠、准确。田间对比试验结果表明,播量120 kg、150 kg和180 kg/hm²时,交错凸齿式宽苗带小麦精量排种器的播量一致性、纵向播种均匀性和横向播种均匀性变异系数分别较外槽轮式排种器降低0.99、3.01和9.38个百分点,满足小麦宽苗带播种农艺要求。研究结果可为提高排种均匀性的小麦排种装置设计提供参考。     

小麦分引组合式双行宽条带导种装置设计与试验

针对稻茬田小麦机械化带状播种时受黏重土壤与秸秆还田耦合作用制约存在导种装置壅堵导致断条的问题,该研究设计了一种分引组合式双行宽条带导种装置,导种过程中利用球面弹籽部件对下落种群左右均匀分种、借助坡度斜面对分流种群宽带引种。运用质点运动学理论建立了小麦分种、引种过程的力学模型,明确了球面弹籽部件直径和斜面坡度对导种均匀性有影响。运用EDEM软件对小麦导种装置关键结构参数进行优化设计,以球面弹籽部件直径和斜面坡度为试验因素,以各行排量一致性变异系数和行内横向均匀度变异系数为评价指标,通过单因素和二次正交旋转组合试验获取相关试验数据,应用Design-Expert软件对试验数据进行回归分析,建立了试验因素与试验指标之间的回归方程。结果表明,球面弹籽部件直径对各行排量一致性影响显著（P＜0.05）,斜面坡度对行内横向均匀度有极显著影响（ P＜0.01 ）,斜面底板导种装置最优结构参数为球面弹籽部件直径40 mm、斜面坡度10°。并与市场上已有的波浪底板、弧面底板、平面底板3种型式导种装置进行3种播量下的仿真对比试验。仿真试验结果表明,各播量下的各行排量一致性变异系数和行内横向均匀度变异系数由大到小均为平面底板、弧面底板、波浪底板和斜面底板型导种装置,在播量450 kg/hm²下,斜面底板型导种装置播种效果最佳,各行排量一致性变异系数为2.92%,行内横向均匀度变异系数为14.19%。台架与田间对比试验表明,斜面底板型导种装置的各行排量一致性变异系数和行内横向均匀度变异系数均最小,此时各行排量一致性变异系数均不大于4.0%,行内横向均匀度变异系数均不大于16%;田间对比试验中,在播量450 kg/hm²下,斜面底板型导种装置较其他3种导种装置各行排量一致性变异系数最低下降了2.73个百分比,行内横向均匀度变异系数最低下降了10.61个百分点。试验结果与仿真结果误差不超过5%,表明装置结构参数优化结果可靠,满足国家播种机质量评价技术规范及大田播种农艺要求。研究结果可为稻茬黏壤土环境下小麦宽条带导种装置优化设计提供参考。     

小麦小区条播机离心分种器参数优化与试验

为了对离心分种器进行结构改进和参数优化以提高小麦小区播种机的分种均匀性,该文对小麦离心分种过程进行运动分析,得出小麦籽粒的运动受到离心分种器转速、分种面夹角和分种距离的影响;采用离散元仿真软件,建立仿真模型,以离心分种器转速、分种面夹角和分种距离为试验因素,以分种均匀性变异系数为试验指标,进行不同播量下的三因素三水平正交试验,研究各个因素对分种均匀性的影响规律,以获得较优的参数组合。仿真试验结果表明,在播量为2 000、3 000粒时影响分种均匀性的主次因素为离心分种器转速、分种距离和分种面夹角,在播量为1 000粒时为离心分种器转速、分种面夹角、分种距离;通过仿真试验和台架试验,确定离心分种器较优参数组合为离心分种器转速1 250 r/min、分种面夹角120°、分种距离17.5 mm,台架试验条件下3种播量的分种均匀性变异系数分别为5.18%、4.45%和3.98%,与仿真试验结果相差0.36%、0.14%和0.55%,两者基本一致,且籽粒破碎率为0.17%、0.13%和0.14%,具有较小的籽粒破碎。该研究可为小麦小区条播机的离心分种器优化改进以及分种性能提升提供参考。     

振流式精密播种装置种层厚度检测及控制系统研制

为提高振流式精密播种装置的播种合格率和播种稳定性,减少种子流动性的不同对播种合格率的影响,研制了基于超声波传感器的种层厚度检测和控制系统,对播种过程中的播种量实现全程监控和自动控制。试验表明:自动控制系统能有效检测出匀种装置筛分板上种层厚度的变化,并根据播种时种子流动性的不同,调整供种装置的振动幅度和频率,使种层厚度保持在设定的范围之内,调整时间约为4.32s;且当种子流动差异性过大时能有效报警;采用检测和控制系统后振流式精密播种装置杂交稻2～5粒/穴或取秧面积的播种合格率由80.1%提升到87.3%。该研究为杂交稻精密育秧播种装置的研究奠定了基础。     

粳稻定向精量播种装置排种性能试验

为探究粳稻定向精量播种装置排种性能的影响规律并获得因素的最优组合,以东农419长粒型粳稻为播种对象,采用单因素及三因素三水平正交试验设计方法,对粳稻定向精量播种装置进行了排种性能试验研究。建立了定距输送板输送频率、输送板齿距和滑道夹角3个主要因素与排种合格率(1~3粒率)、理想排种率(2~3粒率)的数学模型,分析了各影响因素及其交互作用对排种合格率与理想排种率的影响规律,并进行了参数优化与试验验证。影响排种合格率的主次因素依次为输送板输送频率、输送板齿距和滑道夹角;确定优选组合为输送频率2.7 Hz、滑道夹角46.8°、输送板齿距9.6 mm,平均排种合格率为98.75%,经试验验证,与理论优化结果基本一致。在相同的试验条件下采用北方常用的3个长粒型粳稻和2个短粒型粳稻品种进行综合播种作业性能试验,在纸介种带喂入速度为0.04 m/s时,平均播种合格率为97.22%,平均理想排种率为77.57%,漏播率与重播率分别低于2.6%和0.4%,试验结果表明该装置对北方长粒型粳稻具有更好的适应性能,能够满足粳稻机插秧育秧播种要求。该研究为北方粳稻种子带育秧设备定向精量播种装置的优化设计与排种性能的提升提供了参考。     

马铃薯微型种薯振动排序播种装置播种性能优化

为推动马铃薯微型种薯(简称微型薯)播种机械化的发展,在现有研究的基础上,提出基于受迫振动原理的单列排序机械化播种技术,设计马铃薯微型种薯振动排序播种装置。在对播种装置工作原理进行阐述的基础上,对投种过程进行运动学和动力学分析,阐明了振动排序播种装置播种特性,并明晰了影响播种性能的主要因素及各因素的试验取值范围。以偏心轮偏心距、驱动轴转速和种床带速度为试验因素,以重播率、漏播率和播种合格率为评价指标,对3个不同级别的微型薯为研究对象开展二次回归正交组合试验,建立各个级别下微型薯的各指标与因素间的回归数学模型,分析相关因素对播种性能参数的影响,获得合理的参数组合,并进行验证试验,结果表明:3个不同级别的微型薯在较优的试验组合下,重播率和漏播率均小于5%,播种合格率在90%以上。由此表明,该播种装置满足马铃薯播种机播种性能要求。该研究为微型薯等大颗粒种子相关播种装置的研究、设计和优化以及播种性能的提升提供参考。     

小麦播种自走式农用移动平台设计与试验

针对农业生产劳动力短缺、人工成本增加和作业效率不高等问题,该研究设计了一种自走式农用移动平台,可更换搭载不同农具进行田间无人驾驶作业,以机器换人完成精度高、强度大、重复性强的农业工作.以小麦播种为例,基于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)定位测速技术、...     

基于激光传感器的播种参数监测方法

目前玉米播种参数监测多采用红外光电监测的方式,易受灰尘和落种碰撞影响,且传感器安装在导种管的上部,双粒重叠种子在上部无法分开进而导致传感器计为单粒种子,计数准确率下降.针对以上问题,该研究提出一种基于激光传感器的播种参数监测方法.该方法以激光传感器为信号捕获源,采用单片机为主控制器,将传感器安装在导种管底端,实现对播种...     

新型组合吸孔式小麦精密排种器性能的试验研究

在室内试验和田间试验的基础上，探讨了新型组合吸孔式小麦精密排种器的排种性能，分析了排种器转速、拖拉机前进速度以及投种高度等因素对其排种性能的影响。试验结果证明，新型组合吸孔式小麦精密排种器实现了单粒精密播种，粒距合格指数达到52%以上，粒距变异系数小于29%，拖拉机前进速度可以达到6 km/h，完全符合小麦精密播种的农业技术要求。     

耕作方式、播深及覆土对机播套作小麦麦苗素质的影响

为了探索提高丘区套作小麦机播质量的农艺措施,本试验分别在翻耕和免耕条件下,设置了播深（2,5,8 cm）、覆土（不覆土为对照）处理对麦苗素质的影响。结果表明,3种措施中播深对麦苗素质影响最大,5 cm播深利于培育壮苗,播深2 cm时表现为出苗率、基本苗,根系活力、干物质质量及叶面积显著下降,而播深8 cm时地中茎极显著增长导致出苗率下降,单株茎蘖数、最高苗、干物质质量及叶面积极显著降低;翻耕条件下分蘖节埋得较深,促进了植株分蘖,但地中茎加长,出苗率变低;免耕条件下植株生长量大,株高和绿叶面积增大;覆土处理单株茎蘖数、最高苗及根系活力显著提高,幼苗素质较不覆土高。因此,丘区套作小麦机播配套的农艺措施应选择“免耕+播深5 cm+覆土”利于提高麦苗素质。     

耕作方式、播深及覆土对机播套作小麦群体质量和产量的影响

为探讨发展丘区套作小麦机播技术配套的农艺措施,该试验分别在翻耕和免耕条件下,设置了播深（2、5、8 cm）、覆土（不覆土为对照）对小麦群体质量和产量的影响。结果表明,3种农艺措施对群体质量和产量影响大小的先后顺序是播深＞耕作方式＞覆土。其中播深对群体质量和产量指标的影响均达显著水平,最适播深为5 cm,8 cm次之;播深 2 cm时分蘖少群体小,主要依靠主茎成穗,且干物质积累量、叶面积指数及产量显著减小。免耕优于翻耕,免耕能扩大群体,同时显著提高花后干物质积累量、有效穗数、茎蘖成穗率及产量。覆土利于群体苗期分蘖和花后干物质积累,达到显著增产效果。另外,3种农艺措施的交互作用显著。综合来看,丘区套作小麦机播技术配套的农艺措施宜选用“免耕+播深5 cm+覆土”,利于优化群体质量提高整体产量水平。     

钉齿滚筒式播前残膜回收装置设计与试验

针对播前土壤中残膜破坏土壤结构、严重影响作物发芽率及成活率、降低作物产量等问题,该文设计了一种与联合整地机配套使用的钉齿式播前残膜回收装置,可一次性完成捡膜、脱膜、集膜和卸膜作业。重点设计了装置的捡膜机构、脱膜机构,并对钉齿运动轨迹,脱膜条件进行理论分析与计算。为寻求装置结构与工作参数的最优组合,运用二次回归正交旋转组合试验,以机具前进速度、捡膜滚筒转速、脱膜轴转速为影响因素,以捡膜率、脱膜率为评价指标进行响应曲面分析。利用Design-Expert软件进行数据分析,建立各因素和捡膜率、脱膜率之间的回归模型,分析各因素对捡膜率、脱膜率影响的显著性。结果表明:各因素对捡拾率的影响由大到小依次为:前进速度、捡膜滚筒转速、脱膜轴转速;对脱膜率的影响由大到小依次为:脱膜轴转速、捡膜滚筒转速、前进速度。运用MATLAB软件对试验参数进行优化,确定了装置最优工作参数组合为:机具前进速度1.62 m/s,捡膜滚筒转速90 r/min,脱膜轴转速1055 r/min。对优化结果进行试验验证,结果显示捡膜率为70.56%,脱膜率为82.96%,试验结果和预测值相差较小,优化工作参数较可靠。     

播量与氮肥用量对优质小麦产量和品质的影响

试验得出,播量与施氮量不同处理组合的产量以每公顷播量105kg施纯氮225kg的小麦产量6724.95kg/hm2最高。施氮量因播量不同酌情增减,每公顷播种52.5、105及157.5kg的最大施氮量分别为270～285、210～225及195～210kg/hm2,施用氮肥对提高小麦子粒品质的作用明显,播量与小麦品质无关。     

播量与氮肥用量对优质小麦产量和品质的影响

试验得出，播量与施氮量不同处理组合的产量以每公顷播量105kg施纯氮225kg的小麦产量6724．95kg／hm^2最高。施氮量因播量不同酌情增减，每公顷播种52．5、105及157．5kg的最大施氮量分别为270．285、210—225及195～210kg／hm^2，施用氮肥对提高小麦子粒品质的作用明显，播量与小麦品质无关。     

马铃薯播种机播深调控装置设计与试验

针对现有马铃薯播种机大多采用整体仿形,无单体仿形机构而引起的仿形效果不佳、播深合格率较低、出苗整齐度较差等关键问题,研究设计了一种马铃薯播种机播深调控装置。阐述了该播深调控装置的主要结构和工作原理,通过对播深调控装置的动力学分析,建立了播深稳定性的数学模型,结合马铃薯播种机播深一致性的农艺具体要求,确定了该装置的理论结构参数,并得出了影响开沟深度稳定性的关键因素。采用旋转正交的试验方法,以初始牵引角、弹簧刚度和机具作业速度为试验因素,开沟深度合格指数和开沟深度变异系数为试验指标。试验结果表明:在作业速度为1 m/s、初始牵引角为0、弹簧刚度为10 N/mm时,开沟深度合格指数为96.6%,开沟深度变异系数为8.9%,满足马铃薯播种作业的要求。该研究为提高马铃薯播种机播种深度一致性和马铃薯苗齐苗壮的播种关键问题提供了设计参考。     

不同机械化耕播模式对冬小麦幼苗质量和产量的影响

该研究选用不同小麦耕播复式作业机械,并以传统耕播机械及人工撒播种植为对照,进行不同机械化耕播模式对小麦幼苗生长和产量的影响研究,以期为小麦高产高效机械化栽培提供理论与实践依据。研究结果表明,LCB-10型小麦精确施肥旋耕播种机复合作业模式（模式2）与双轴分层切削施肥播种镇压开沟复式作业模式（模式1）的作业效率、植被覆盖率和出苗率高,越冬初期的幼苗叶面积与干物质积累量均较大,越冬苗体健壮度高,群体穗数与总粒数多,产量高,经济效益好,适宜大面积推广。其中模式2与模式1的作业效率比其他模式分别高0%～260%、100%～620%,2 a出苗率平均高6.77%～20.60%、6.13%～19.87%,2 a产量平均分别达9 894.38和9 689.64 kg/hm2,分别比其他模式高23.84%～42.90%、21.28%～39.94%,2 a经济效益平均分别比其他模式高51.54%～112.68%、46.94%～106.23%;模式2的播种深度较深,出苗均匀度不高,而模式1的露籽率相对较高;2BFG-10（6）230旋耕智能施肥播种机复合作业模式（模式4）的植被覆盖率高于模式3（LCB-10型小麦精确施肥旋耕播种机少免耕机条播模式）与模式6（传统浅旋耕整与人工撒播模式）,出苗率与出苗均匀度高于模式3、模式5（传统机械施肥旋耕撒播模式）与模式6,露籽率少于模式5与模式6,群体干物质积累量较高,成熟期群体穗数、总粒数、产量与经济效益也均显著高于模式3、模式5与模式6,其中2 a产量平均高7.01%～15.39%,经济效益高14.23%～40.35%,也较适宜大面积推广应用。模式6由于大量使用人工,人工成本高于机械费用,虽播深适宜,但作业效率低,露籽率高,出苗均匀度差,幼苗单株分蘖数少,成熟期穗数少,穗型小,产量与经济效益最低,不适合小麦规模化丰产高效生产。     

机播小麦种子与肥料适宜间隔距离研究

为了确定机播小麦种子和肥料的适宜间隔距离,进行了种肥间距试验.结果表明,肥料与种子混施,特别是在中、高肥条件下,会使种子严重受损,而影响苗全、苗齐、苗壮;在下位、侧位施肥各处理中,肥料距种子越近,对小麦的萌发、出苗、生长和产量影响越大;下位施肥,以肥料施于种子下6 cm最好,侧位施肥,肥料施于种子侧4～6 cm为宜.