温室智能装备系列之六 移动式温室精准灌溉施肥机的研究与开发

节水灌溉是现代农业的重点发展方向,滴灌是节水灌溉的重要方式。滴灌非常适合现代温室和园艺等的灌溉。通过安装在滴管上的滴灌带将水一滴一滴的均匀而缓慢地滴入作物根区附近的土壤中,水分借助毛管张力作用在土壤中入渗和扩散。因此,水、肥、农药都可以通过灌溉直接作用于作物根系。     

油菜播种施肥机的设计

结合江汉平原及周边地区油菜播种施肥和现有动力机械的现状,提出了油菜播种施肥机械的设计方案,介绍了其工作原理,对播种施肥机构进行了设计,分析了主要机构参数的确定原则。     

智能施肥机系统的设计与实现

结合目前中国农业现状和智能化方面的先进技术,设计一个通过管路连接到灌溉系统的施肥机,通过控制肥水的EC／pH浓度和进入灌溉管道的肥水量来实现自动施肥,它能够执行较精确的施肥过程,预防肥液施用不足或过量现象产生。本文设计的智能施肥机采用西门子SV-200系列PLC作为控制器,监控软件选用VB。     

水稻苗期施肥机的设计与应用

水稻传统的施肥方式是人工撒施,存在劳动强度大、工作效率低等缺陷,严重制约了水稻生产机械化的发展,实现水稻施肥机械化已成为农业生产的迫切需求。针对目前我国苗期水稻施肥存在的问题,本文设计了一种抛撒式水稻施肥机,并就其有关机理及施肥关键部件进行了理论分析和试验研究。     

温室无土栽培废液对西瓜生长及品质的影响

以西瓜品种'圣女红'黄晶'和'黑津'为材料,使用玻璃温室无土栽培产生的废营养液(废液)灌溉塑料大棚土壤栽培的西瓜,研究废液对西瓜生长、产量和果实品质的影响.结果表明:无土栽培废液灌溉可以促进西瓜生长,不同生长时间不同品种西瓜主蔓长、粗均有所增加,但叶片的光合作用没有显著增强.无土栽培废液灌溉可明显提高不同品种西瓜果实的...     

马铃薯中耕施肥机的设计与试验

【目的】针对云南特殊地理环境特点,在满足马铃薯中耕、施肥农艺要求的前提下,设计了1种中耕施肥机,一次性完成马铃薯中耕施肥作业.【方法】利用三维软件Solidworks设计整机结构及主要部件,并用ANSYS软件对主要部件进行运动学分析;采用正交试验设计,对影响中耕施肥机的碎土率和除草率的因素进行分析,确定最优参数组合,并进行试验验证.【结果】各因素对碎土率的影响程度依次为:中耕深度>切入角>机器前进速度;各因素对除草率的影响程度依次为:切入角>中耕深度>机器前进速度.当中耕深度为12 cm,切入角为15°,机器前进速度为0.30 m/s时,施肥量均稳定在80%以上.【结论】该中耕施肥机作业性能好,能适应丘陵山地马铃薯中耕施肥作业,满足农艺要求.     

双变量施肥机的设计与试验

【目的】为解决传统均匀施肥结构不合理,作物养分投入比例失调,化肥利用率偏低,环境污染严重等问题.【方法】设计了一种可与国产拖拉机配套使用的变量施肥机,该施肥机采用一体三箱式的结构,外槽轮作为变量施肥机的排肥装置,通过调节外槽轮排肥器的转速和开度.【结果】在外槽轮排肥器开度不变的情况下,增加排肥器转速,排肥量也随之增加,但不呈线性增加的趋势;在外槽轮排肥器转速不变的情况下,增加排肥器开度,排肥量也随之增加,也不呈线性增加的趋势.【结论】该研究解决了传统均匀施肥结构不合理,可为提高施肥机的施肥精度提供参考.     

白桦容器栽培试验(Ⅱ)——循环潮水式灌溉栽培法的营养液研究

该实验采用循环潮水式灌施营养液法对适合白桦容器育苗栽培用的营养液浓度进行了比较试验 .对不同营养液处理的试材白桦生长状况 (包括植株生长量、叶绿素合量、光合能力及叶片营养元素含量等 )进行分析比较 ,结果表明 :不同浓度处理的欧洲盆花标准营养液Sonneveld液中 ,以 1S浓度处理的白桦小苗生长表现最佳 .用山崎肯哉公式计算得出 ,适合白桦容器育苗栽培的最佳营养液配方为大量元素 (mmol·L- 1 ) :N 9 16 ,P 3 48,K 3 78,Ca3 2 5 ,Mg 0 79.     

温室大棚灌溉技术

日光温室和大棚蔬菜对空气的温度、湿度要求很严格,合理调控温室内的温度和湿度是保障设施蔬菜正常生长、减少病虫害发生的重要环节。本文主要介绍了温室大棚的灌溉技术,并提出预防灌水器故障的方法和如何利用自然雨水资源为温室大棚服务的建议。     

YQS-120型烟草起垄施肥机的设计

ＹＱＳ－１２０型烟草起垄施肥机由机架、起垄装置、施肥装置、传动装置４部分组成。在采用圆筒排肥器深施底肥的同时,利用圆盘覆土器的正反双向两铧梨使２次起垄１次完成,解决了施肥机单一施肥,起垄机专门起垄的重复作业问题,使机械化程度大大提高。该机结构和制造工艺简单,生产成本低,具有广泛的推广价值．     

灌水和施肥对温室滴灌施肥番茄生长和品质的影响

本研究目的在于分析滴灌施肥技术下,不同水肥耦合模式对温室番茄的生长和品质的影响。试验选取番茄惠玉0806为试材,设100%ET₀(I₁),75%ET₀(I₂),50%ET₀(I₃) 3个水分水平,外加高肥〔F₁(N 480 kg·hm^-2、P₂O₅ 240 kg·hm^-2、K₂O 300 kg·hm^-2)〕,中肥〔F₂(N 360 kg·hm^-2、P₂O₅ 180 kg·hm^-2、K₂O 225 kg·hm^-2)〕,和低肥〔F₃(N 240 kg·hm^-2、P₂O₅ 120 kg·hm^-2、K₂O 150 kg·hm^-2)〕3个肥料水平,共9个处理。结果表明：水肥条件的高低与株高及茎粗成正相关,I₂F₂处理其产量、干物质累积量和灌溉水利用效率均最高,依次为102 042.3 kg·hm^-2、37.19×10³ kg·hm^-2和37.3 kg·m^-3。对番茄品质而言,其灌水量和施肥量之间表现出明显的耦合交互作用,I₂F₂处理其番茄Vc含量(27.05 mg·100g^-1)、番茄红素含量(71.53 μg·g^-1)均最高,糖酸比(9.57)显著低于其余处理,其可溶性固形物含量(7.3%)较最高值I₃F₁低24.7%。综上分析,中水中肥(I₂F₂)模式,在高产的同时,其品质总体优于其它处理,极端水肥措施均不利于番茄生长及品质的提高。     

水氮供应对温室滴灌施肥黄瓜产量及品质的影响

【目的】分析不同水氮供应水平对温室黄瓜品质和产量的影响,为温室黄瓜的优质生产提供参考。【方法】利用温室小区试验,设置3个灌水水平(W_1(60%ET0(参考作物蒸发蒸腾量))、W_2(80%ET0)和W_3(100%ET0))和4个施氮水平(N0(0kg/hm2)、N_1(180kg/hm2)、N_2(360kg/hm~2)、N_3(540kg/hm2))共12个水氮处理组合,在盛果期对黄瓜的品质指标(可溶性固形物、维生素C(Vc)、可溶性糖、可溶性蛋白质及硝酸盐含量)进行测定,在拉秧后统计总产量,并采用主成分分析法对黄瓜品质进行综合评价。【结果】灌水量与施氮量对黄瓜产量、果实品质指标均有显著影响。灌水量对黄瓜产量有显著正相关作用,而施氮量对产量的影响在不同灌水条件下表现不同,其中W_3N_3处理的产量分别比W_2N_3、W_1N_3处理提高了11.8%和33.7%,W_2N_3处理的产量比W_1N_3处理提高了19.6%,而W_2N_2处理比W_2N_3处理仅降低了0.87%。与W_3N_3处理相比,W_2N_2处理的黄瓜Vc、可溶性糖和可溶性蛋白质含量分别提高了26.6%,35.3%和2.8%,而果实硝酸盐含量降低了2.9%。采用主成分分析法对黄瓜果实品质进行综合评价,表明适量的节水控肥措施对黄瓜品质提高有积极作用。【结论】综合考虑产量与品质指标,认为水氮供应组合W_2N_2(80%ET0、360kg/hm~2 N)不仅能保证黄瓜的产量,而且能获得较好的品质,可作为优质高产黄瓜栽培的适宜水肥选择。     

滴灌施肥对设施番茄水氮利用效率及土壤硝态氮残留的影响

为了解滴灌施肥是否能够提高水氮利用效率、降低环境污染风险,总结山东寿光设施番茄长期定位试验9季的试验结果,系统分析传统漫灌施肥和滴灌施肥对番茄产量、水氮利用效率、土壤硝态氮残留和经济效益的影响。与传统漫灌施肥相比,滴灌施肥每季氮肥和水分投入量分别降低78%和46%,氮肥偏生产力和灌溉水利用效率则分别提高5和2倍,番茄产量和经济效益分别提高6%和22%,且产量年际变异显著降低。传统漫灌施肥0~90cm土层硝态氮残留量平均高达819kg/hm2,滴灌施肥降低50%的土壤硝态氮残留。与传统漫灌施肥相比,滴灌施肥栽培体系是一个低投入、低环境代价和高效稳定的生产体系。     

慈姑轻简栽培技术规程

慈姑轻简栽培技术是以慈姑基质育苗技术为核心,通过培育健壮慈姑种苗、结合旱田定植,简化慈姑种植,节约人工,提高生产效率。本文从产地环境、品种选择、基质育苗、定植、田间管理、病虫害防治及采收等方面总结了慈姑轻简栽培技术规程,以期为慈姑轻简化栽培技术推广应用提供技术支持。     

滴灌施肥对设施菜地N2O排放的影响及减排贡献

以京郊典型设施菜地为研究对象,设置了农民习惯(FP)、水肥一体化(FPD)、优化水肥一体化(OPTD)和对照(CK)4个处理,采用静态箱-气相色谱法,分析了设施菜地N_2O排放特征及其影响因素,评估了滴灌施肥对水氮利用效率的影响和N_2O排放量的减排贡献。结果表明:N_2O排放在施肥和灌溉事件后呈现出一段短而急促的排放峰,基肥期排放峰持续10 d左右,追肥持续时间为3~5 d,水肥一体化技术能降低N_2O排放峰值和持续时间,N_2O排放通量变化范围为-2.67~22.56 mg N·m~(-2)·h~(-1);在保持作物产量的条件下,FPD、OPTD处理分别比FP处理减少N_2O排放29.41%、32.63%,FPD处理的氮肥偏生产力和灌溉水利用效率比漫灌FP处理分别增加14.62%和43.54%。可见,在相同施氮量的条件下,改常规漫灌方式为滴灌,能降低设施菜地N_2O排放29.4%,同时氮肥和灌溉水利用效率分别提高14.62%和43.54%,是未来设施菜地值得推荐的一种生产技术。     

日光温室卷帘机自动接缝装置设计

日光温室卷帘机在设施农业中非常重要。传统的日光温室大棚存在中间保温覆盖材料无法被同步卷放或跑偏褶皱等缺陷。本研究针对传统日光温室卷帘机的设计缺陷,设计了一种用于日光温室中间覆盖材料自动卷放的自动接缝装置,它能使卷帘轴与自动接缝装置能够同步运行,具有可折叠性。装置中心与卷帘轴保持1m左右的距离,能够随着卷帘机的升降轻松的打开和收起。运行时装置顶端始终与大棚表面保持150°,能够避免接缝装置与大棚表面的碰撞。试验表明,设备运行良好,收放自如,能很好解决日光温室中间覆盖材料不能够被卷放的难题,运行效率较高,卷起或铺开10m长的棉被仅需5~8min。     

基于机器学习和环境因子的温室网纹甜瓜纹理特征的预测

为了对网纹甜瓜纹理特征进行定量预测,本文结合多个环境因子(基质含水量、温度、湿度、光合有效辐射),使用支持向量机(SVM)与随机森林(RF)多元回归分析方法,对基于灰度共生矩阵提取的4个果实表面纹理特征——对比度(contrast)、熵(entropy)、相关性(correlation)、角二阶矩(ASM)进行了预测。结果表明,纹理特征受环境影响敏感度依次为基质水分、光合有效辐射、空气湿度或有效积温。对比RF模型和SVR模型,发现在不同环境因子输入条件下,RF模型均优于SVM模型,其中输入全部环境因子后RF模型的预测精度最高,对比度、熵、角二阶矩的模拟精度均达到了0.90,分别为R~2=0.945(RMSE=0.243)、R~2=0.940(RMSE=0.235)、R~2=0.934(RMSE=0.248)。上述结果表明,RF模型对于网纹甜瓜纹理特征具有较好的预测结果,本研究结果可为温室网纹甜瓜栽培过程中的质量监控和栽培管理提供全新的思路。     

甩刀式马铃薯杀秧机的设计与试验

针对马铃薯收获机在收获时薯秧缠绕,影响机械化作业的问题,设计了甩刀式马铃薯杀秧机。对关键部件甩刀的形状、数量、排列和运动进行了理论分析,确定了其结构及主要参数,对样机进行了田间试验。以甩刀的转速、机具前进速度及刀片类型为因素,以茎秧漏打率和功耗为试验指标进行了正交试验,田间试验表明,甩刀式马铃薯杀秧机的最佳工作参数为：甩刀转速1 700 r·min^-1、甩刀刀片类型Y型、机具前进速度3.8 km·h^-1 。该机工作性能稳定,茎秧漏打率为1%,达到了技术规范设计要求和生产农艺要求。     

2CLF-1型宿根甘蔗平茬破垄覆膜机的设计与试验

平茬、破垄、施肥、覆膜作业是宿根甘蔗高产栽培的重要管理环节.在吸收前人研究的基础上,研制了一种2CLF-1型宿根甘蔗平茬破垄覆膜联合作业机.该机能一次性完成平茬、破垄、施肥、覆膜等工序.对样机的结构特点和工作原理进行了分析,对关键部件进行了创新设计,并对样机的主要性能指标进行了测试,测试结果表明:该机各项指标达到了设计要求,效率高、性能稳定、成本低.     

水稻种绳直播机关键工作部件的设计研究

针对目前水稻直播机存在结构复杂、笨重、造价高、机具下陷量大、能耗高、机具转弯半径大、开沟器容易堵塞、每穴粒数调整困难等问题,提出了水稻种绳直播技术并介绍了其基本原理,重点对种绳直播机的种绳播放装置及防堵装置进行了分析计算与结构设计,为水稻种绳直播机的研制开发及有效解决播种机使用过程中存在的问题提供了依据.