玉米田间机械-化学协同除草的杂草防除效果

施用除草剂和机械除草是目前杂草控制的两种主要手段,受农田环境、机具作业能力等限制,单一机械或化学防治均存在一定的局限性。该研究以玉米田为研究对象,设置机械除草协同减量化学除草策略,选取2种机械除草方式（行间与株间）和3种化学减量比例（减量25%、50%、75%）及2种化学施药方式（全幅和苗行）组合进行除草试验。从除草效果和玉米生长方面综合研究了机械-化学协同除草方式的杂草防除效果。试验结果表明：机械除草方式能够疏松土壤,使除草区域的土壤紧实度降低64.4%以上。除草处理后2周,行间机械除草的株防效为83.4%,优于株间机械除草的株防效46.7%;玉米吐丝期,机械-化学协同处理的除草效果优于单一机械除草,行间机械除草协同除草剂减施处理的除草效果优于同水平施药量下的株间机械除草协同除草剂减施处理;无论是在吐丝期还是成熟期,机械-化学协同除草处理的玉米叶面积和干物质量大于单一机械除草或化学除草,机械-化学协同除草模式可促进植株营养元素累积和作物生长;行间机械-化学协同除草处理的平均产量分别高出单一机械和化学除草模式29.0%和20.4%,株间机械-化学协同除草处理的平均产量分别高出单一机械和化学除草模式55.9%和5.1%;从玉米产量及其构成来看,机械除草协同除草剂减施25%处理的增产效果最优,该处理下的千粒质量和产量均高于其他协同处理。该研究明确了机械-化学协同除草策略对农田杂草防除和作物生长的影响,机械协同除草剂减施处理能在不降低除草效果的前提下减少除草剂施用和增加玉米产量。该研究为杂草绿色防控提供了新思路,研究结果可为玉米田除草剂减施提供参考。     

基于离散元法的旋耕刀受力分析

为分析旋耕刀在有秸秆覆盖和无秸秆覆盖土壤中工作时的受力情况,该文采用离散元法构建土壤-旋耕刀相互作用和秸秆-土壤-旋耕刀相互作用的三维离散元模型。在土槽试验中采用扭矩传感器测量旋耕刀所受扭矩,在仿真中导出每个时刻旋耕刀受到的扭矩和力数据,试验和仿真都在恒定前进速度0.222 m/s和耕作深度100 mm及4种转速77、100、123、146 r/min下进行。结果显示旋耕刀最大扭矩值随着转速增加呈现增加的趋势;在无秸秆覆盖土壤中,试验值与仿真值的相对误差为16.3%;在有秸秆覆盖土壤中二者相对误差为19.1%。耕作过程中旋耕刀所受合力、水平力及侧向力都呈现先升后降的趋势;合力、水平力和垂直力的最大值,都随着转速的增加而增加。旋耕刀刚开始切土时,在有秸秆覆盖的土壤中受到的阻力总比无秸秆覆盖的土壤中所受阻力要大;之后旋耕刀在有秸秆覆盖的土壤中受到的最大力要大于在无秸秆覆盖的土壤中受到的最大力。仿真的水平力和垂直力与旋耕刀理论模型计算得到的旋耕刀水平力和垂直力变化一致。利用离散元法研究旋耕刀切土过程,对探讨刀具与土壤的相互作用机理及设计和优化高秸秆含量土壤中工作的耕作机械具有重要意义。     

犁面前部土体表层位移场分布有限元分析

由三坐标测量机获得犁体曲面的点云数据,然后利用Pro/E的逆向造型工具反求出犁体曲面,并将反求模型导入ANSYS/LS - DYNA软件中完成犁体耕作过程的动力学模拟仿真.仿真结果表明,在与土体-犁体接触点垂直的平面内,土体位移以与犁体接触点为中心呈环带状向四周逐渐减小.并将模拟结果与土槽试验的结果进行对比分析,验证了模拟过程的可行性.     

基于机器视觉技术的田间籽棉品级抽样分级模型研究

【目的】客观评价田间籽棉质量。【方法】依据中国籽棉品级分级标准，基于机器视觉技术选取棉花尺寸、色泽特征建立田间籽棉品级抽样分级模型。【结果】相关分析表明：亮度修正后，图像特征与籽棉品级之间相关显著。贝叶斯判别分析结果表明：基于10折交叉验证建立的籽棉品级判别模型的识别率在75.00％～92.86％之间，模型的平均识别率达83.20％。基于“1个标准误差”规则选取较好的贝叶斯判别模型，它在独立数据集上的泛化精度达89.11％，其中，前3级籽棉的识别率均达到100％。【结论】基于机器视觉技术识别籽棉品级是可行的，有利于提高籽棉品级抽样分级模型精度。     

秸秆-土壤-旋耕刀系统中秸秆位移仿真分析

秸秆-土壤-旋耕刀之间的相互作用机理对于分析耕作过程有着重要作用。为研究秸秆-土壤-旋耕刀的宏观及微观相互作用,对系统中的秸秆位移进行了仿真分析。首先建立了秸秆-土壤-旋耕刀相互作用的三维离散元模型;其次,对仿真结果与室内土槽实验结果进行对比分析,在土槽实验中采用示踪器方法测量秸秆位移;仿真中导出每个时刻的秸秆位置用来描述秸秆仿真位移;最后,利用仿真数据对秸秆位移进行三维分析。实验和仿真都在恒定前进速度0.222 m/s和耕深100 mm及4种转速(77、100、123、146 r/min)下进行。实验与仿真结果皆显示秸秆位移随着转速增加呈现增加的趋势;秸秆的水平运动位移总是大于同转速下的侧向位移;高转速下的实验与仿真位移误差约为40%,低转速下为70%。利用拟合的误差方程和仿真值可以估算秸秆的水平和侧向位移值,估算值与实验值误差为8.7%和9.3%。通过追踪不同位置的秸秆颗粒发现:初始位置不同的秸秆颗粒具有不同的运动:位于正切刃内侧的秸秆在刀刃切开土壤时,沿正切刃边缘滑出;而位于侧切刃下方的秸秆在开始时被侧切刃挤压随刀刃一起运动,而后随土壤一起被抛起;远离旋耕刀工作范围的秸秆,则因受土壤扰动影响而仅有微小的位移。紧靠侧切刃及过渡刃周围的秸秆颗粒在考察时间段内被直接旋耕入土。可以利用秸秆的垂直方向受力情况,优化旋耕刀刃口曲线提高秸秆在旋耕过程中直接入土的比例;还可以整合秸秆水平和侧向位移及分布,寻找最优工作参数使秸秆在3个方向都能均匀分散,从而提高秸秆分布均匀度。     

细榧物质特性分析

对产自绍兴、嵊州和临安的香榧中的细榧进行了物质特性(外形参数及其物理特性)测定并进行分析讨论。试验结果表明:外形尺寸中细榧短轴尺寸大小与其质量之间的相关性最高。因此,细榧初级方法可以根据短轴尺寸来分级。另外,对细榧青果的轴向施以挤压和剪切力可以取得良好的去皮效果而且不易破坏其坚果壳。该研究可为细榧生产、去皮加工及分级提供一定的借鉴。     

湿软土壤剪切应力—剪切速度—时间关系及其应用(第1报)——湿软土壤剪切变形机理探析

为了探讨湿软土壤的剪切应力—剪切位移关系,对湿软土壤的剪切变形机制进行了分析。分析结果表明,由于土壤内部颗粒排列的不规则性和缺陷的存在使得其抗剪能力大大降低。可借助位错理论的某些方法来阐述湿软土壤的剪切变形机理。     

湿软土壤剪切应力—剪切速度—时间关系及其应用(第4报)——水田链桨式驱动装置推力计算

为寻求合适的水田驱动装置及其推力的预测方法,阐述了链桨式驱动装置的工作原理并在将土壤作为流变体的情况下导出了其推力的计算公式。试验表明,导出的式子与实测结果吻合良好。     

湿软土壤剪切应力—剪切速度—时间关系及其应用(第3报)——湿软土壤上履带板的推力计算

为了合理地预测湿软地上履带行走装置的推进力,对履带板的推力计算模型进行了修正。修正后的计算模型考虑了土壤受剪速度对其剪切应力的影响。实验结果表明履带板的推力介于考虑和不考虑履剌效应的两个理论值之间。     

基于图像处理技术的麦穗产量测量方法

选用9918小麦品种,利用Matlab图像处理技术,对小麦穗头图像的纹理特征与产量的关系作了初步研究。研究结果表明：穗头图片各纹理特征参数值（灰度均值、方差、平滑度、三阶矩、一致性、熵）与穗头产量均呈显著相关;用多元线性回归方法建立的穗头图像纹理-产量数学模型,在置信度为95%时,复相关系数为0.9807;对于产量大于、等于1.06g的本品种穗头,用建立的模型测穗头产量,精度达15%以上的样本占84.42%。