灌溉增氧技术对玉米产量和根系生长的影响

为了揭示灌溉、施肥和增氧三者耦合作用对玉米产量及根系生长的影响,以鲜食玉米“晶甜3号”为研究对象,选取灌溉量、液肥量、增氧量为影响因素,以玉米“晶甜3号”的产量及根系生长为评价指标进行正交试验研究。结果表明:对玉米产量影响大小顺序依次为灌溉量、增氧量和液肥量,对根干重影响大小顺序为增氧量、灌溉量和液肥量。运用Design-Exper10.0对数据完成方差分析和显著性检验,确定了最佳工艺参数组合:当灌溉量为3600m³/hm²、液肥量为650kg/hm²、增氧量为2000m³/hm²时,理论的玉米产量为9987kg/hm²,根干重为30.25g。试验结果与优化结果相符,满足玉米农艺性状要求。     

加气灌溉下土壤呼吸与环境因子相关性研究

为探明加气灌溉技术对土壤呼吸速率的影响及调控机制,完善加气灌溉技术下土壤呼吸排放机理,以国家土壤质量湛江观测实验站为平台开展为期3年（2019—2021年）的定位试验,每年开展2次试验观测,研究加气灌溉（Aerated irrigation,AI）和不加气灌溉（CK）两种处理对土壤呼吸速率、土壤温度、含水率、含氧量、土壤细菌生物量及根系生物量的影响,采用偏最小二乘回归分析（Partial least square regression analysis,PLSR）方法建立两种处理下土壤呼吸速率与土壤温度、含水率、含氧量、土壤细菌生物量及根系生物量的回归方程,筛选出加气灌溉技术下影响土壤呼吸速率变化的主要土壤环境因子。研究结果表明,AI处理后土壤呼吸速率和土壤含氧量分别提高12.30%~20.54%和19.90%~25.70%,同时植株根系生物量和土壤细菌生物量分别提高15.30%~22.67%和35.10%~69.17%,土壤含水率降低3.36%~14.30%,不同处理对土壤温度影响不显著。回归拟合结果表明,两种处理下土壤呼吸速率与土壤温度、土壤含水率均呈二次多项式负相关关系,与土壤含氧量呈线性正相关,与根系生物量呈幂函数正相关,与土壤细菌生物量呈指数正相关。PLSR模型的变量重要性投影（Variable importance for projection,VIP）值表明土壤温度（VIP值为1.48）、土壤含氧量（VIP值为1.40）、根系生物量（VIP值为1.25）和细菌生物量（VIP值为1.09）是影响土壤呼吸速率变化的主要影响因子,加气灌溉技术可以通过改变土壤含氧量、根系生物量及细菌生物量对土壤呼吸速率产生驱动作用。研究结果可为完善加气灌溉下土壤呼吸速率变化响应机理、合理制定有效的土壤碳排放调控管理措施提供理论依据。     

不同体积配比对鹅粪——玉米秸秆混合发酵效果的影响

为探明鹅粪与玉米秸秆发酵时最佳体积配比,实现鹅粪的资源循环利用,研究采用固液分离后的鹅粪与收获粉碎后的玉米秸秆为试验材料,按鹅粪与玉米秸秆不同的体积配比进行桶装发酵试验。以纯鹅粪发酵为对照试验,试验共设置6组,鹅粪与玉米秸秆体积比分别为1∶3、2∶3、1∶1、3∶2、3∶1,针对发酵过程中温度、含水率、pH、全氮、全磷、全钾、C/N及发芽指数变化规律及发酵后发酵产物的色泽、气味及蓬松度等指标,开展不同体积配比对鹅粪—玉米秸秆发酵效果对比试验研究。结果表明：各组发酵高温期均达到3 d以上,其中体积比为3∶2组发酵温度最高达到60℃;发酵结束后,各组含水率均显著降低,体积比为3∶2组含水率最低,为59%;发酵过程中各试验组的pH均呈现出先上升后下降的趋势;各试验组全氮、全磷、全钾含量均增加,体积比为1∶3组全氮含量最高,为2.52%;体积比为1∶1、3∶2和2∶3组的全磷含量增加幅度较高,分别为0.60%、0.61%、0.57%。发酵结束后,除对照组外,各试验组发芽指数均达到100%,通过气味、颜色及蓬松度表明均已发酵完全。综合判断,鹅粪与玉米秸秆体积比为3∶2时进行混合发酵较为适宜。     

玉米大豆套种水肥一体化滴灌系统设计

玉米大豆套种有利于玉米与大豆之间和谐共生及充分利用养分和水分资源,具有明显的产量优势,可提高系统产量和土地的当量比率。为了探寻玉米大豆套种模式下的水肥一体化的最佳模式,为玉米大豆套种的种植提供理论依据及技术指导,对水肥一体化系统关键部件进行了设计、选型及田间试验。结果表明:采用适宜的水肥一体化灌溉方式,确定合理的套种比例,有利于发挥套种的群体产出能力和效益。     

地下固定式渗灌系统的设计

渗灌较其他灌溉方式更为节水,可以有效提高作物的产量和品质。为此,对渗灌的优缺点及国内外发展现状进行概述,分析了渗灌技术的经济效益,并针对渗灌系统的有关技术参数(如灌水器与过滤系统的选择、管道埋深、间距、适宜的长度及出水量等)进行了设计。试验结果表明:该系统可以有效地调控土壤水分状况,为渗灌技术的发展提供理论依据,促进了渗灌技术的大力推广及应用。     

差速梳齿式菠萝采收机的设计及试验研究

目前,我国菠萝采收主要依靠人工完成,劳动强度大,工作效率低。针对这一问题,基于仿生学原理创新设计了一种差速梳齿式菠萝采收机。首先,针对“巴厘”品种的菠萝进行种植模式与物理性状分析;其次,通过三维软件建模完成差速梳齿式菠萝采收机的设计,确定采摘方式主要为旋转梳齿与固定梳齿差速配合完成菠萝采摘;最后,结合理论分析试制了差速梳齿式菠萝采收机样机,并开展了田间试验。选取机器行进速度、梳齿转速和梳齿数量为影响因素,以菠萝采摘率为评价指标进行田间试验,结果表明：当机器行进速度为2m/s、梳齿转速为15r/min、梳齿数量为6个时,菠萝采摘率最高为85.4%。研究结果可为提升我国菠萝生产机械化进程、减轻菠萝采收劳动强度和提高菠萝产业经济提供技术参考与借鉴。     

地表下水肥一体化系统优化设计

随着我国设施农业的快速发展,越来越多的工程技术应用到设施农业中。水肥一体化技术是集合施肥与灌溉配套使用的一项新技术,在我国农业生产中,提高水肥利用效率是设施农业生产中必须解决的问题。传统农业中常采用地表上滴灌,存在管道老化、灌溉过程中存在沿程渗漏和蒸发等问题,本研究改变传统地表滴灌形式,采用地表下埋管,地表上肥料罐将水肥混合后通过滴灌管道直接输送到作物根部的灌溉方式。同时,采用传感器进行灌溉的自动控制与自动检测土壤水分信息和肥料信息,利用远程控制来实现数据传输,并通过模拟计算出灌溉计划,大大提高了灌溉施肥自动化水平。     

升运履带式马铃薯播种机的设计

分析了马铃薯播种机在播种的过程中存在的缺点,在满足播种的农艺要求的情况下,设计了一种新型马铃薯播种机。该播种机创新使用了升运履带式排种器,通过取种勺交叉取种的方式减小漏播和重播及播种不均匀的现象。覆土器采用组装式双圆盘覆土器,加大了圆盘的直径,解决了覆土量过大的问题。同时,对其他的关键部件进行设计,包括开沟器的选型及行走轮的设计。田间试验结果表明:所设计的马铃薯播种器结构合理,达到了预期的设计目标。     

宽幅播种机折叠式机架的改进设计与优化

为解决传统折叠式农机具机架在使用过程中存在的强度低和质量过大的问题,以2BMZ-13型气吸式免耕精量播种机折叠机架为研究对象,结合有限元分析和试验验证,对折叠机架进行了轻量化改进设计和优化。结果表明:优化后机架在满载工况下的形变量降低26.3%,最大应力降低了25%,整机质量降低了13.5%,安全系数提高了16.7%。研究结果可为机架的后续研究工作奠定基础和提供参考。     

割苗对基质覆盖免耕播种玉米生长发育及产量的影响

【目的】探讨割苗对基质覆盖免耕播种玉米生长发育及产量的影响，为基质覆盖免耕播种模式下提高玉米产量提供参考。【方法】以‘惠玉甜 3 号’玉米为试验材料，采用裂区试验设计，主区为 4 种不同种植密度（6.0 万、7.0 万、8.0 万、9.0 万株 /hm2，分别标记为 A1~A4），副区为 4 种不同割苗处理（3~4 叶龄、5~6 叶龄、7~8 叶龄，分别标记为 T1~T3；不割苗为 CK），研究割苗对基质覆盖免耕播种玉米生长发育性状及产量的影响。【结果】割苗对基质覆盖免耕播种玉米的生育周期和灌浆期叶片的 SPAD 值影响不显著。随着种植密度增加，茎秆性状、果穗性状均呈下降趋势。在 A1~A3 种植密度下，随着种植密度的增加，玉米产量呈上升趋势，在 A4 种植密度下，玉米产量相对下降。在 A1~A4 种植密度下，割苗使株高、穗位高显著降低，茎粗显著增加，作用效果为 T2 ＞ T1 ＞ T3；穗长、穗粗、穗行数、行粒数、单穗质量和产量显著增加，以 T2 处理效果最佳。与对照相比，5~6 叶龄（T2）割苗处理下，A1~A4 种植密度分别增产 13.80%、11.71%、15.49% 和 13.24%；且在 A3 种植密度下，割苗处理产量提升效果显著优于其他种植密度，T1~T3 处理分别增产13.53%、15.49% 和 8.98%。【结论】割苗可降低基质覆盖免耕播种玉米的重心、增加茎粗，同时促进穗长、穗粗、穗行数、行粒数和单穗质量等果穗性状正向生长发育，有效提高基质覆盖免耕播种玉米的产量，且在 8.0万株 /hm2 种植密度下，于 5~6 叶龄进行割苗增产效果最佳。