水稻钵苗移栽机构的设计与试验

[目的]相较于毯状苗移栽,钵苗移栽能够提高水稻的产量和品质.移栽装置作为水稻钵苗移栽机的核心部件,其质量直接决定整机工作性能.结合钵苗移栽的特点,提出了一种新型的曲柄摇杆夹持式水稻钵苗移栽装置,为水稻钵苗移栽机的研制提供设计依据.[方法]设计了取秧机构、横向移箱机构和纵向送秧机构,通过SoildWorks建立了相应的虚拟模型,利用ADAMS软件对取秧机构的运动特性进行了仿真分析.试制了移栽装置样机,以漏拔率和伤秧率为指标进行了取秧性能试验.[结果]在ADAMS中对移栽装置进行运动学仿真,得出秧夹夹持点运动轨迹和位移曲线,且取秧机构在相应位置取放秧时,其左右秧夹夹持点之间距离分别为11.7 mm和0.5 mm.取秧性能试验,观测得到秧苗漏拔率(漏栽率)和伤秧率.随着取秧频率的增加略有增加,取秧频率为50次/min时取秧效果较好,移栽装置的伤秧率和漏拔率分别为2.14％和3.57％.[结论]曲柄摇杆夹持式水稻钵苗移栽装置各机构之间运动平稳,其取秧时伤秧率和漏拔率接近行业标准,基本满足移栽要求,后期将依照试验对机构进一步改进和完善,进而获得较好的移栽效果.     

水稻钵体苗物理机械特性的测试分析

在对水稻钵体苗的质量、含水率、苗高等基本参数测试分析的基础上。测试研究了水稻钵体苗茎叶拉断力、拔苗力以及秧苗抗折断力，并计算了拉断应力。探讨了拉断力与秧苗横断面、拔苗力与起拔角度的关系。     

不同基质配比对早稻钵苗机插育秧秧苗素质的影响

水稻钵苗机插技术的关键在培育壮秧,试验以早稻中早39为材料,研究不同基质与黄泥配比对早稻钵苗机插育秧秧苗素质的影响。结果表明,在基质∶黄泥质量配比大于1∶1时,对秧苗株高、鲜重、白根数、茎基宽有促进作用,能明显改善秧苗素质;漏插率在基质∶黄泥1∶1时最低;全基质育秧成本较高,但生产效率提高50%,适合育供秧中心规模化生产应用推广。     

水稻钵形毯状秧盘育苗的效果

以常规机插育秧盘为对照,开展了水稻钵形毯状秧盘育苗试验。结果表明:采用水稻钵形毯状秧盘所培育的水稻机插钵形毯状秧苗具有上毯下钵形状,秧苗素质好、成秧率高、机插漏秧率低,在大田中最突出的表现就是较常规对照增加了有效穗数,增产效应明显,两季全年平均增幅7.1%。     

油菜基质块苗移栽机倾斜式分苗装置设计与稳定性分析

针对传统移栽机在油菜移栽过程中苗块易翻倒导致分苗装置分苗失效的问题,设计了一种适用于油菜基质块苗移栽机的倾斜式分苗装置。分析了分苗装置结构组成与分苗过程,确定了分苗装置主要结构参数;构建了分苗过程依次连续输送和夹持分离阶段苗块力学模型,依据动力学分析明确了影响分苗稳定性的主要因素。分析得出,当苗块摩擦系数一定且同步带倾角在24.5°～35.0°时,有利于依次连续输送阶段苗块不翻倒;分苗夹持力越大,夹持分离阶段苗块分苗效果越优。优选得出分苗装置关键参数:同步带倾角γ为30°,分苗夹持力f_(j1)0.8 N,分苗气缸工作气压P为0.5～0.8 MPa。分苗装置分苗试验表明:苗块翻倒率为4.2%,分苗成功率为92.5%,满足油菜基质块苗分苗需求。     

水稻钵体毯状苗育插秧高产栽培技术

随着机械化育插秧面积越来越大,目前正在推广应用平盘毯状秧苗机械育插秧的劣势也越来越明显,与平盘毯状秧苗相比,钵体毯状育插秧具有播种量少、秧苗素质高、秧龄弹性大、机械伤苗伤根轻、漏插秧率低、插后返青快分蘖早等优点。水稻钵体毯状苗育插秧高产栽培技术通过详细介绍品种选择、秧田准备、秧板制作、床土制备、秧盘选择、机械播种、暗化出苗、秧田管理、大田整地、肥料运筹、机械插秧、化学除草、病虫害防治等方面技术要点,以期提高单产,提升效益,加快机械化育插秧推广步伐。     

水稻钵苗机插超高产栽培技术攻关示范

水稻钵苗机插是采用插秧机将钵育壮秧按一定的行株距均匀无植伤地移栽于大田的先进技术。钵苗机插具有秧龄弹性大、秧苗素质好、植伤轻、分蘖早生快发的优点,有利于水稻高产或超高产栽培。肥西县通过2014-2015年示范种植,已初步探索并研制出适合肥西县稻麦两熟条件下钵苗机插水稻高产栽培技术规程,为水稻钵苗机插方式的推广应用提供技术支持。     

水稻穴盘精播钵苗机插秧技术

<正>目前制约机插秧应用的关键在于秧龄、苗高和种植制度的矛盾。机插秧塑料软平盘和钵形毯状盘育秧,秧龄40天以后苗高常超过25cm,在插秧时通过性差,苗过高会造成秧苗损伤,抽心苗,漏插率高。延迟播种会造成减产。水稻穴盘精播钵苗机插秧(简称为钵苗机插)是采用精量播种机和高强度软穴盘配合,实现精量穴播,以钵体限制秧苗生长,培育单穴、健壮、根系盘结     

水稻钵苗拔取特性研究及试验

目前,水稻钵育栽培技术快速发展,其关键在于取秧机构如何有效将秧苗从钵苗穴盘中拔出。为获取水稻钵苗取秧机构更佳取秧作业环境,及探索结构简单、高效、且移栽过程中对秧苗损伤小的取秧技术,通过钵苗拔取力测试试验台对钵盘秧苗进行拔取性能的试验及研究。选取钵苗品种、秧龄、取秧位置和取秧角度4个因素作为测试对象,研究其与拔取力之间的关系。试验表明:秧苗品种主要通过根系的发达程度和分布范围对秧苗拔取力产生影响,根系越发达,分布空间大,裸露越多,拔取力越大;秧龄对秧苗拔取力影响较小;秧苗拔取力随着取秧位置离钵体上表面的距离增大而增大;取秧角度为45°时秧苗拔取力较小;在取秧位置15 mm,取秧角度45°,秧龄19 d时,取秧效果较好;在整个取秧过程中,秧苗拔取力均未超过5 N,小于秧苗的抗拉断力值5.59 N。     

水稻应用不同类型育秧盘对秧苗素质及产量的影响

最近几年,灯塔地区的水稻工厂化育苗及机插秧面积逐年扩大,水稻生产全程机械化率已达80%以上,工厂化育苗面积近100hm2。现在应用的平盘毯状秧盘存在播种量大、秧苗素质差、整齐度不高、伤苗伤根严重、漏秧率较高、每穴苗数不均及返青慢等问题。笔者所在单位利用优质水稻项目在2015年引进了钵型毯状育秧盘进行对比试验,在秧苗素质、插秧质量、返青分蘖效果及产量上均取得了不错的成效,比对照增产7.8%。     

钵体苗带式供苗移栽机的设计与试验

针对目前移栽机通用性差,造价高,不利于推广应用等问题,设计一种由输送带喂入钵体苗并输送钵苗的移栽机,重点设计一种开沟植苗器。该开沟植苗器集扶苗、导苗和开沟功能于一体,主要由扶苗板、导苗通道和改进的靴型开沟器组成。扶苗板由2块薄板组合而成,可根据钵苗大小调整扶苗板位置、角度及长度,使处于最佳扶苗状态,保证钵苗竖直进入导苗通道;开沟器开出横截面近似V型沟壑,有利于钵苗竖直下落至沟壑时立正扎稳。在温室内进行移栽甘蓝和玉米的试验,结果表明:前进速度为0.254m/s时,株距变异系数25%,移栽直立度合格率90%。该移栽机结构简单,移栽行距、株距可调节;对不同农作物钵苗具有一定的调节适应性。     

基于稻田除草部件横向偏距视觉感知的对行控制系统设计与试验

目的 为使水稻机械除草部件作业时能避开秧苗、降低伤苗率,设计了一种基于机器视觉与比例积分微分(Proportion integration differentiation,PID)控制的避苗控制系统。方法 利用改进超绿算法对秧苗进行灰度化,运用图像投影法对感兴趣区域(Region of interest,ROI)内的秧苗进行特征提取及图像坐标定位,采用稳健回归算法拟合秧苗,得到苗带中心线,通过小孔成像模型转换,获得秧苗的地面坐标位置及除草部件中心与苗带中心线的距离。基于PID控制算法对液压纠偏系统进行控制,并应用Matlab/Simulink对系统进行仿真研究。结果 系统可实现避苗作业,模型的稳态响应时间为0.34 s。系统性能对比试验的结果表明：避苗控制系统明显减少了除草部件的伤苗情况,平均伤苗率为3.75%;而没有避苗控制系统的情况下,平均伤苗率为24.88%。结论 本文设计的对行控制系统满足除草部件作业路径实时校正要求,可有效降低稻田机械除草的伤苗率。研究结果为水稻及其他作物的机械除草对行控制提供参考。     

导苗管式三七种苗栽植机构参数优化试验

为实现三七种苗的定向移栽,设计了一种导苗管式三七种苗栽植机构,对导苗管式三七种苗栽植机构作业时的定向过程、导苗过程机理进行了分析,确定了影响种苗栽植的主要因素;采用EDEM软件进行了定向过程的单因素仿真试验,根据仿真试验结果搭建了定向台架,进行了定向机构定向性能的正交试验,确定了定向机构优化后的工作参数组合.选取机组前...     

智能控制马铃薯精密播种机的研制

针对现有马铃薯播种机播种精度低、株距和振幅调整麻烦等问题,在现有马铃薯播种机的基础上设置了智能株距控制装置,当检测到播种机的行驶速度等信息发生变化时,将控制电液伺服阀实时自动修正液压马达转速,保证播种株距合格率始终控制在允许范围内;设置了智能重种漏种控制装置,当检测到的薯种信号多于1枚或未检测到薯种信号时,控制步进电机实时调整输送带及其薯种碗的振动强度,结果表明,实际漏种率ξls为6.4%~7.9%,实际重种率ξcs为8.2%~10.1%,较佳的允许漏种率ξly的设定范围为6.0%~8.0%。该智能控制马铃薯精密播种机有效地提高了播种精度和作业效率,提高了马铃薯播种机对不同地区、不同马铃薯品种的适应能力。     

超级早稻钵形毯状秧苗机插效果及产量形成

【目的】通过钵形毯状秧苗机插技术在双季超级早稻上机插应用,探究机插效果及对产量形成的影响,以期为我国水稻机械化种植技术发展提供参考。【方法】以常规超级早籼稻中早39、中嘉早17为试验材料,采用水稻钵形毯状秧盘（BT）和传统平盘（CK）培育秧苗,考察种子出苗、秧苗素质、根系形态及分布、机插效果、产量并比较差异。【结果】水稻钵形毯状秧盘与平盘育秧种子出苗率差异不显著;钵形毯状秧苗根系独立成钵状,56.03%的根系在底层钵碗内,上部根系比例43.97%,且白根多,根数比对照略少,但根长度、根表面积、根直径和根体积有所增加,而对照秧苗的下部根系比例37.86%,上部根系比例高达62.14%;从机插效果看,中早39和中嘉早17钵形毯状秧苗的机插断根率比平盘毯状秧苗分别降低了25.06%和14.24%,相同播种量下,2年重复试验中早39钵形毯状秧苗机插的漏秧率比对照分别下降了3.89%和1.67%,中嘉早17下降了2.22%和1.66%,另外翻秧、漂秧、伤秧比例较对照也有所减少;钵形毯状秧苗机插14 d后的秧苗叶重、茎鞘重、根重、地上部总重量和叶绿素含量均比对照明显增加,表明有利于促进秧苗早发生长;产量比较,中早39钵形毯状秧苗机插比对照增产6.35%—7.66%,中嘉早17增产8.99%—10.87%,其中主要通过有效穗数增加实现增产,中早39和中嘉早17的钵形毯状秧苗机插处理有效穗数分别增加了2.14%—6.01%和4.76%—6.98%。【结论】水稻钵形毯状秧苗机插技术通过培育形成上毯下钵的钵形毯状秧苗,按钵取秧机插,有利于提高机插质量,减少机插漏秧率及伤根,促进秧苗早发,提高有效穗数,实现机插水稻高产。     

Effect of Pot-Mat Seedling on the Quality of Machined Transplanting and Yield Formation of Super Early Rice

【Objective】Seedling raising in pot-mat tray was the key point of pot-mat seedling mechanized transplanting technology system. This technology was conducted in early rice season to study the effects of pot-mat seedling on mechanized transplanting quality and yield of super early rice.【Method】In this study, the super early rice varieties Zhongzao39 and Zhongjiazao17 were sown in pot-mat seedling tray (BT) and traditional flat tray (CK), and then the seedling emergence rate, seedling quality, root morphology and distribution, transplanting quality and yield were investigated.【Result】There were no significant differences of seedling emergence rate between pot-mat seedling and traditional flat-mat seedling. The root system of pot-mat seedling form bowl shape, and root surface area, root diameter and root volume increased compared with traditional mat seedling. 56.03% root of BT seedling was in the bottom bowl, and the upper root was 43.97%, while that of the control seedling was 37.86% at the bottom and the upper root was 62.14%. The root-cutting rate of Zhongzao 39 and Zhongjiazao 17 pot-mat seedlings were 25.06% and 14.24%, respectively, and lower than that of flat seedling. Under the same sowing, the seedling missing-transplanting rate of pot-mat seedling treatment decreased significantly, and Zhongzao39 decreased 1.67%-3.89%, Zhongjiazao17 decreased 1.66%-2.22%. Besides, the percentage of turnover seedling, floated and injured seedlings when seedling mechanized transplant decreased compared with that of the control. The plant height, and weight of leaves, stem, root, shoot and content of chlorophyll increased at 14 days after transplanting, indicating that it was helpful to promote the early emergence and rapid growth of seedlings. The grain yield of BT treatment was significantly higher than that of control, and the yield of Zhongzao 39 and Zhongjia Zao 17 increased by 6.35%-7.66% and 8.99%-10.87%, respectively. The increase in yield was mainly achieved by the increase in the number of effective panicles. The number of effective panicles treated by pot-mat seedlings machine transplanting of Zhongzao 39 and Zhongjiazao 17 increased by 2.14%-6.01% and 4.76%-6.98%, respectively.【Conclusion】Pot-mat seedling transplanting technology improved the quality of mechanical transplanting, reduced the missing-transplanting seedling rate and injury root rate of seedling. The technique could promote early emergence of tillers, increase the number of effective panicles, and achieve high yield.     

不同类型钵苗摆栽密度对粳型超级稻产量及光合物质生产特征的影响

【目的】研究能最大发挥水稻潜力的钵苗大穴摆栽规格与合理密度,探索水稻省工超高产栽培新途径。【方法】以超级稻品种武运粳24、南粳44为供试材料,采用新型3连孔、2连孔塑盘育秧,以常规单孔塑盘育秧为对照,分别设置5种不同移栽密度,研究钵苗新型摆栽生产潜力及合理密度配置。【结果】（1）3连孔、2连孔、单孔,分别栽插15×104 hm-2、18×104 hm-2、24×104 hm-2穴产量最高,三者又以2连孔最高。（2）不同类型钵苗间,产量、成熟期干物重以及抽穗-成熟期的干物质阶段积累量、比例和群体生长率等均表现为：在较少基本苗栽培条件下（36×104 hm-2）单孔＞2连孔＞3连孔,在中等基本苗条件下（72×104 hm-2）2连孔＞3连孔、单孔,在较多基本苗条件下（90×104 hm-2—108×104 hm-2）3连孔、2连孔＞单孔。3种类型钵苗最高产处理的抽穗-成熟物质积累量、比例、群体生长率均为2连孔＞3连孔＞单孔。（3）相同基本苗之间,茎蘖成穗率表现为3连孔＞2连孔＞单孔,抽穗后叶面积衰减率为单孔＞2连孔＞3连孔;最高产条件下成穗率表现为2连孔＞3连孔＞单孔,叶面积衰减率为单孔＞3连孔＞2连孔。（4）相同基本苗间,除基本苗为最低的36×104 hm-2外,3连孔、2连孔抽穗、蜡熟、成熟期单茎茎鞘重以及茎鞘最大输出与转化均高于单孔。【结论】2连孔、3连孔稻株在栽插穴数减少1/3至1/2的情况下,分蘖成穗率相对较高、抽穗后叶面积衰减率较低、在适宜或较多基本苗条件下群体中后期光合物质生产优势明显,产量潜力较高,特别是2连孔增产显著。     

水田行间除草装置的设计与试验

设计了一种水田行间除草装置,并详述了该装置结构和工作原理。在秧苗插秧后第7天时进行除草试验,采用Box-Behnken设计试验方法,利用Design-expert软件对试验数据进行处理与分析,获得了轮齿个数、除草深度和轮齿倾斜角度之间交互作用对除草率的影响,并优化得到工作参数范围。最终确定插秧后第7天作业时除草装置的最佳工作参数为轮齿个数12、除草深度42 mm和倾斜角度8°,此时除草率为68.7%。经过整机试验证明,行间除草装置为整机的研究提供了一个行之有效的除草部件。     

叶类蔬菜有序收获夹持输送的力学特性研究

为确定叶类蔬菜机械化收获参数，以收获期上海青为研究对象，通过夹持部位破损临界力试验分析上海青的无损夹持力。针对目前采用万能试验机进行压缩试验的不足，设计了一款夹持参数测定试验平台，该试验平台可对夹持输送作业的相关参数进行调整，并借助传感器对作业过程实时记录。以夹持角度（15°～25°）、夹持高度（2.0～4.0 cm）和夹持材料（橡胶同步带、花纹输送带、蓝布海绵皮带）为影响因素，以破损临界力和破损压缩量为评价指标，通过响应曲面试验优化上海青收获过程中夹持输送的综合影响因素，建立了影响因素与评价指标之间的回归方程式，并探究各因素组合对上海青夹持输送的影响。结果表明，当以蓝布海绵皮带为夹持材料、以最小破损临界力和破损压缩量为目标时，破损临界力和破损压缩量分别为16.95 N和18.03 mm，在夹持角度15°和夹持高度2.0 cm处。在实际收获中为减少上海青的损伤率，应保持夹持力在最小夹持力和破损临界力之间。