Development of an irrigation regime for winter wheat to save water resources by avoiding irrigation at anthesis stage

Latest published information is limited on agronomic responses of winter wheat to irrigation quantity and the necessity of irrigation at the anthesis stage. This study was conducted to (1) evaluate winter wheat yield, water use, assimilate redistribution and economic benefit with respect to water input and (2) quantify relationship between water input and yield to develop a standard for withholding irrigation at anthesis. A 4-year long field experiment was conducted to evaluate winter wheat water use, yield formation pathway and farmers' income under three irrigation regimes: rainfed, irrigation at sowing and jointing (SJ-W) and irrigation at sowing, jointing and anthesis (SJA-W). The yield formation pathway was correlated with the water-induced variation in assimilate redistribution and accumulation. Throughout the experimental period, wheat yield was 19–38% lower in rainfed than that under other irrigation treatments. Moreover, SJ-W treatment substantially increased biomass accumulation at anthesis, accelerated assimilate redistribution in vegetative organs and eventually resulted in a similar wheat yield to that of SJA-W. Simultaneously, the SJ-W treatment had lower irrigation water, reduced additional irrigation cost, suppressed yield loss and obtained a similar farmer's net income to the SJA-W treatment. Water-induced variations in yield were determined by irrigation, rainfall and soil water storage. SJ-W plots receiving 204–331 mm water input (rainfall + irrigation) before anthesis and holding 549–587 mm soil water during anthesis stage achieved higher irrigation water use efficiency and yield relative to the rainfed and SJA-W plots. In contrast, water input under rainfed plots exceeded 200 mm before anthesis, limiting yield substantially even when seasonal soil water consumption exceeded 160 mm. Developing a standard for withholding irrigation at the anthesis stage should incorporate 204–331 mm of water input (rainfall + irrigation) before anthesis and 549–587 mm soil water storage at anthesis, which could achieve a high wheat yield and save water resources.     

基于供水调节的水库削峰能力

水库防洪调度计算时,一般以汛限水位作为水库调洪初始水位。由于供水等功能的影响,水库并非时刻处于蓄满状态,汛限水位是水库调洪初始水位的上限值,汛限水位以下的空库容将发挥拦洪作用。针对典型供水水库,通过分析库容系数和供水系数与蓄水率的分布特征之间的关系、蓄水率与水库对洪水的削峰率之间的关系,研究库容系数和供水系数对削峰率的影响。实例计算表明,考虑供水调节的影响后,水库的库容系数和供水系数对削峰率的影响不可忽略,且削峰率与供水系数成二次函数关系。因此,类似水库的下游河道在防洪设计时应充分考虑库容系数和供水系数对削峰率的影响。     

基于逆系统方法的直驱式AMT换挡控制方法

为提高直驱式AMT换挡品质的稳定性,针对2自由度电磁执行器的特性引入逆系统控制方法。阐述了执行器的结构及工作原理,通过建模分析了执行器参数耦合现象,执行器静态特性测试表明其输出特性具有非线性的特点。引入逆系统方法并分析系统的可逆性,建立执行器的伪线性系统并根据线性系统理论设计状态反馈控制器。扩张状态观测器的引入提高了系统在摩擦阻力时变条件下的输出特性稳定性。仿真与试验结果表明,基于逆系统方法的换挡控制受参数变化影响小,位移控制精度较高,执行器输出特性较为稳定,基于逆系统方法的直驱式AMT换挡性能较为突出,有利于提升AMT竞争力。     

不同生物预处理方式对污泥厌氧消化过程性能的影响

利用微生物处理技术对经聚丙烯酰胺脱水后的污泥进行不同方式微生物预处理,研究进料总固体(TS)质量分数为3%、发酵温度为35℃时厌氧消化过程中累积产气量与产甲烷含量、p H值、氨氮和化学需氧量(TCOD)等参数的变化趋势,探索真菌宛氏拟青霉不同预处理方式对脱水污泥厌氧消化过程特性的影响。试验结果表明:微生物预处理脱水污泥厌氧消化技术具有较好的可行性。直接添加宛氏拟青霉和添加宛氏拟青霉预处理2 d的污泥进行厌氧消化反应能够有效提高产气量和产甲烷量,加快水解速率,促进污泥中有机物的有效降解,使产甲烷过程顺利进行。直接添加宛氏拟青霉处理的产甲烷效果最优,其净累积产气量和产甲烷量较纯污泥分别提高85.79%和42.76%,且1 kg污泥可产甲烷12.69 L,较纯污泥提高42.74%。     

宽幅施药机械机器视觉辅助导航系统研究

为了实现宽幅施药机械喷幅的精确拼接,提出一种机器视觉辅助GPS导航方法。该方法首先对施药机械幅边喷洒泡沫剂并进行泡沫剂识别,识别过程中为了有效分割目标与背景,选定蓝色泡沫剂作为试验对象,提出使用超蓝色灰度化方案,并经过形态学滤波、行定位点的选取、Otsu分割提取泡沫剂信息,使用迭代的最小二乘法检测泡沫剂中心线的信息;然后给出了二维图形航向偏角和偏距的定义,并根据识别的泡沫剂信息进行航向偏角和偏差信息的提取,从而指导施药机械的行进方向。试验表明,所提方法可以较为准确地进行泡沫剂识别,根据泡沫剂信息识别得到的偏角计算值和实际测量值平均误差为1.58°,最大误差为2.5°,偏距计算值和实际测量值平均误差为5.4 cm,最大误差为8.4 cm,检测精度能够满足实际需求。     

虚拟仿真技术在农业机械课程教学中的应用

传统的农业机械课程教学过程中,由于时空的限制,不可能演示大量的机械实物,不易令学生尽快掌握其结构原理。虚拟仿真技术以其效果逼真、时效性高和安全经济等特点可以很好地让农业高等院校学生尽快掌握农业机械课程学习要点,研究开发以虚拟仿真技术为核心的教学课件来适应机械类课程的教学很有必要。根据虚拟仿真技术在教学中的理论依据,分析了虚拟仿真技术在教学中的意义和效果;以机械类课程中的虚约束的教学与制钵机的动画制作为案例,研究了虚拟仿真技术在教学中的应用。      

梭锥管混浊流体分离装置倾角优化数值模拟研究

为了研究锥圈倾角和下锥管倾角对梭锥管内水沙分离效果的影响,在数值模拟计算结果与PIV测试结果一致基础之上,建立了5个不同锥圈倾角和7个不同下锥管倾角的梭锥管模型,采用层流方程和简化的多相流Mixture模型通过数值模拟计算了浑水含沙浓度为5kg/m3时各个梭锥管内部的泥沙浓度和速度场,详细对比分析了不同倾角下梭锥管内的速度场和浓度分布特性。结果表明,在上锥管结构尺寸、锥圈间距不变的条件下,锥圈倾角β与下锥管倾角γ相等且等于45°时,梭锥管水沙分离效果最好,在该角度下锥圈上表面泥沙滑动至排沙通道所需要的时间最短,梭锥管水沙分离效率最高。     

基于COMSOL有限元法的电涡流传感器仿真

为了研究电涡流传感器中电涡流探头线圈的结构参数对检测性能的影响,以电磁场理论为基础,采用有限元分析法,以有限元仿真软件COMSOL为工具,建立电涡流传感器的检测模型,通过仿真研究电涡流传感器探头的电磁特性和影响其性能的探头线圈内径、外径、厚度等结构参数.结果表明:电涡流传感器探头线圈的电阻值与电抗值随线圈内径和外径的增大及厚度的减少而呈上升趋势,当内径和外径越大、厚度越小时,电涡流传感器的灵敏度越高,且线圈厚度对传感器灵敏度的影响更明显.研究结果对研制用于钢闸门缺陷检测的电涡流传感器的优化设计具有一定的参考价值.     

地表水为水源的喷灌机工程设计及实施成效

以内蒙古兴安盟扎赉特旗0.13万hm2土地以地表水为水源的喷灌机灌溉工程为例,分别从水源工程设计、管网系统布置、输水管径确定、工作制度制定、水力计算和水泵的选型几方面,对控制面积33.3 hm2的单个中心支轴式喷灌机工程设计进行了论述。3年的实践证明,农田灌溉水利用系数由原来的0.65提高到0.85;平均用水量由原来的5 700 m3hm2下降到4 350 m3hm2,年平均节约水180万m3。      

植保机械行业国际标准化进程及我国参与情况

介绍了国际标准化组织农林拖拉机和机械标准化技术委员会植物保护机械标准化分技术委员会及全国农业机械标准化技术委员会植保和清洗机械分技术委员会的基本情况及业务范围。结合我国植保机械行业标准化的发展现状,分析了植保机械行业参与国际标准化过程中存在的问题,为我国植保机械行业今后参与国际标准化活动提供参考。