旋耕机自动调平系统设计与试验

由于农田田面坑洼不平,拖拉机在田间工作过程中左右轮不在同一水平面上行走,导致通过拖拉机三点悬挂机构挂接的旋耕机随着拖拉机的倾斜而倾斜。旋耕机倾斜作业不仅破坏农田硬底层,还影响旋耕机的耕后平整度和耕深等旋耕性能指标,导致旋耕作业效果差、作业效率低。设计了一种旋耕机自动调平系统,由旋耕机构、调平支撑架、液压系统和自动调平控制系统组成。调平支撑架前端与拖拉机三点悬挂机构连接;旋耕机构通过销轴悬挂于调平支撑架后下方;调平油缸一端与调平支撑架侧边铰接,另一端与旋耕机构铰接,通过调平油缸的伸缩实现旋耕机构相对于调平支撑架的左右上下摆动。自动调平控制系统根据拖拉机横滚角度控制电磁换向阀驱动调平油缸伸缩调节旋耕与调平支撑架的相对角度,即旋耕机构与拖拉机的相对角度,通过直线位移传感器测量调平油缸的伸长量,利用旋耕机与调平支撑架的几何关系实现旋耕机构的自动调平闭环控制,使旋耕机始终保持期望的角度进行旋耕作业。对自动调平旋耕机和无调平功能旋耕机在有垄菜田进行了试验,利用水准仪采集试验前后田块地表平整度数据,2台姿态传感器分别采集拖拉机倾角和旋耕机倾角信息,分析了2种旋耕机作业后的平整度和耕深两旋耕性能指标,以及旋耕机自动调平控制系统的性能,结果表明：自动调平旋耕机相对于无调平功能旋耕机耕后地表横向平整度显著提高,前者耕后垄面横向最大高差为1.9cm,后者达9.8cm;自动调平旋耕机横向耕深稳定,耕深横向最大高差为1.8cm,而无调平功能旋耕机耕深横向最大高差达9.7cm。     

增密对不同分枝类型大豆品种同化物积累和产量的影响

试验于2018—2019年进行,选择2种不同分枝类型的品种(中作XA12938和中黄13)为供试材料,设置13.5×10~4 (D1)、18.0×10~4 (D2)、22.5×10~4 (D3)、27.0×10~4 (D4)、31.5×10~4 (D5)和36.0×10~4株hm^–2 (D6) 6个种植密度,研究增密种植对不同分枝类型品种叶面积指数(LAI)、干物质积累及分配、产量和产量构成因素的影响。结果表明,随种植密度的提高,大豆LAI进入高值(>4)的时期提前,中作XA12938和中黄13分别从出苗后47.0d和54.6d(D1)提前至31.0 d和32.9 d (D6)。与中黄13相比,中作XA12938LAI高值持续期长且中后期降幅小。不同品种处理间干物质随密度的增加程度存在差异,结荚期中作XA12938和中黄13高密处理(D6)干重较低密处理(D1)干重分别提高77.53%和51.21%。随密度的提升,成熟期生殖器官干物质占比呈先增加后降低的趋势。产量随种植密度增加总体呈先增加后趋平的趋势,中作XA12938的最高产量出现在D5(5000.45k...     

玉米倒伏影响因素及其化学调控研究进展

机械化收获对玉米抗倒伏提出了更高的要求。为给机收玉米抗倒伏研究提供参考,介绍了玉米倒伏的类型与危害,阐述了玉米倒伏的影响因素与化学调控措施,并对其研究方向进行了展望。     

蔬菜气雾栽培箱不同气流循环方式的流场和温度场CFD模拟

蔬菜气雾栽培箱内的空气流动和温度对箱体内的环境调节及农作物生长具有重要作用,农作物周围空气的均匀性流动能促进农作物的生长速率。为探究蔬菜气雾栽培箱内流场及温度场分布规律,基于计算机流体力学(CFD,computational fluid dynamics)方法,利用FLUENT软件,结合标准湍流模型、有孔介质模型、作物冠层质热交换模型等,建立了蔬菜气雾栽培箱不同气流循环方式下的CFD模型。并对气雾栽培箱内的环境进行优化设计,设计了3种气流循环方案:顶面进侧面出,侧面进顶面出,侧面进侧面出。对送回风口的不同位置布局进行了研究,并对3种气流循环方案进行了数值模拟。模拟结果可知:气流为顶面进侧面出方案中,风速位于生菜生长适宜风速值区域占58.1%,适宜温度值区域占93.6%,通风死角区域占比0.844%;气流为侧面进顶面出方案中,生菜生长适宜风速值区域占59.6%,适宜温度值区域占99.98%,通风死角区域占比0.069%;气流为侧面进侧面出方案中,风速位于生菜生长适宜风速值区域占54.3%,适宜温度值区域占92.4%,通风死角区域占比16.7%。分析对比后得到侧面进顶面出为最佳气流循环方案。并对此进行了试验测试,结果表明:气雾栽培箱内温度、风速模拟值和实测值进行对比,温度平均相对误差为3.9%,均方根误差为0.86℃。风速平均相对误差为3.5%,均方根误差为0.26m/s,模拟值和实测值误差较小,模拟效果良好,验证了CFD模型的准确性。该研究为蔬菜气雾栽培箱内的流场及温度变化规律,内部环境调节,装置优化设计提供了参考依据。     

硝酸盐缓解油菜铵毒害的生理机制

为探究铵态氮条件下增硝营养对油菜铵态氮利用及生长的影响,以品种Bn60为试验材料,以纯硝培养为对照,测定不同氮形态下培养15d油菜的生物量和叶绿素含量。并在5mmol/L NH₄⁺条件下,添加5个不同的NO₃^-浓度（0.0、0.1、0.3、0.6、1.0mmol/L）,处理7d后测定游离NH₄⁺含量及氮素同化酶活性,处理15d后测定生物量、全氮和阳离子含量。结果表明,与硝态氮相比,单一铵态氮导致生长抑制、叶片枯黄,但随着硝酸盐浓度的提高,铵毒害症状逐渐缓解,地上和根系的生物量、全氮量和氮累积量均显著增加。增硝营养显著增强了油菜地上部谷氨酰胺合成酶活性,进而降低游离铵态氮含量,另外K⁺、Ca²⁺和Mg²⁺等阳离子含量均随着硝态氮的增加而显著提高。硝酸盐能增强氮素同化酶的活性,从而降低NH₄⁺含量,同时提高Mg²⁺等阳离子含量和光合作用,最终缓解铵毒害性状,促进油菜的生长。     

苗期不同浓度多效唑对南方晚粳稻秧苗素质、茎蘖动态及产量的影响

【目的】通过喷施多效唑来达到高产所需的足穗,解决南方晚粳稻有效穗数不足的问题。【方法】设计以品种为主区、多效唑浓度为副区的裂区试验。以镇稻11和甬优2640为晚粳稻材料,以晚籼稻H优518为对照;多效唑浓度(以有效成分计)分别设A1(0 mg/L)、A2(84 mg/L)、A3(120 mg/L)、A4(156 mg/L)和A5(192mg/L)共5种施用水平。2014—2015年评估了不同浓度多效唑对南方晚粳稻秧苗素质、茎蘖动态及产量的影响。【结果】随多效唑浓度增加,2年各品种秧苗苗高均逐渐降低;H优518及甬优2640秧苗叶龄及SPAD值逐渐增加,而镇稻11却先增后降;三品种秧苗单株根长、根数、分蘖数以及有效穗数、结实率、籽粒充实度和产量均随苗期喷施多效唑浓度的增加呈现先增后降趋势,其中H优518及甬优2640两品种的上述指标均在A4时最高,镇稻11在A3表现最佳。【结论】喷施适宜浓度多效唑可显著提高水稻秧苗素质、有效穗数及产量。其中,H优518及甬优2640以A4(156 mg/L)时产量表现最好,而镇稻11却在A3(120 mg/L)时产量达到最高。     

节水灌溉条件下氮密互作对双季晚稻光合特性的影响

为构建水稻高产高效节水栽培技术模式,采用裂区试验设计方法研究了氮密互作对双季晚稻丰源优299光合特性及产量的影响。结果表明:不同氮密处理水稻叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度和蒸腾速率差异性显著;分蘖盛期光合速率最高;施氮量180 kg/hm~2时分蘖盛期和乳熟期净光合速率最高,分别比其他施氮处理高6.43%~10.01%和3.92%~70.51%;分蘖盛期净光合速率随密度的增加呈现线性降低的趋势,栽植密度30万穴/hm~2较其他处理低5.04%~6.73%,孕穗期和乳熟期净光合速率规律性不明显,抽穗期表现为密度越高净光合速率越强的趋势,低密处理显著低于高密处理,低4.45%~7.97%;动态变化趋势表现为:净光合速率先降低后升高再降低、气孔导度先升高后降低、胞间CO_2浓度先升高后降低再升高、蒸腾速率则呈线性下降;水稻经济产量与水稻生育前期和后期光合作用呈正相关,生育后期表现为极显著相关,与水稻生育中期光合作用呈负相关。因此,通过合理氮密调控,提高水稻生育前期与后期的光合作用,维持生育中期光合作用大小,是提高水稻经济产量的重要途径。     

水稻抗稻瘟病基因Pi47的精细定位和候选基因分析

不断挖掘和克隆抗稻瘟病新基因, 是解析水稻抗病分子遗传机制和培育抗稻瘟病新品种的重要基础。Pi47是笔者从广谱、持久抗稻瘟病湖南地方品种湘资3150中鉴定的稻瘟病抗性基因, 前期研究将其初步定位于第11染色体标记RM224和RM5926间。本研究利用3个Pi47单基因系与感病亲本CO39杂交F₂群体1687个感病单株对Pi47精细定位, 利用6个STS标记对3个单基因系进行背景分析, 采用生物信息学方法进行了候选基因分析。结果表明, Pi47被精细定位于CAPS标记S32与K33间0.24 cM区域的171.2 kb物理区间内, 背景分析将Pi47进一步缩小至SC12和K33间67.8 kb的区间内; 该区间含有8个结构基因, 其中2个编码NBS-LRR抗病类似蛋白, 为Pi47的候选功能基因。稻瘟菌抗谱比较分析发现, Pi47单基因系与其定位区间内4个Pik位点的等位基因Pik、Pikm、Pikh和Pikp的近等基因系抗谱不同。这些结果为进一步克隆Pi47和利用其进行分子标记辅助选择培育抗稻瘟病水稻新品种奠定了基础。     

高地隙植保机底盘调平系统的设计与试验

为实现高地隙植保机底盘离地间隙调节和底盘调平控制,以湖南农业大学与宗南重工联合研制的高地隙多功能植保机为平台,设计加装了底盘自动调平系统。系统由STM32主控芯片、倾角传感器、驱动模块、平行四边形升降机构和液压执行机构组成。每个平行四边形升降机构上安装倾角传感器,用于检测底盘的离地间隙;底盘中心位置安装1个水平倾角传感器,用于检测底盘的水平角度。采用Kalman滤波算法处理底盘水平倾角数据,采取基于位置误差控制加角度误差控制的调平控制策略,完成高地隙植保机离地间隙调节和底盘调平的控制。试验证明,滤波算法能有效抑制水平倾角数据的抖动;调平系统能完成植保机离地间隙调节和底盘调平,平均响应时间为0.45 s,静态调平的平均水平误差≤0.25°,最大误差0.45°,均方根误差≤0.27°;动态调平的平均水平误差≤0.64°,最大误差0.81°,均方根误差≤0.34°,满足高地隙植保机作业要求。