基于姿态实时监测的多路精准排肥播种控制系统研究

针对现有精准排肥播种控制系统缺少对机具姿态进行监测判别的现状,在现有精准排肥播种控制系统架构基础上,增加了机具作业姿态实时监测模块,使系统可以根据机具的实时前进速度和作业姿态自动控制排肥量和播种量,减少人员对系统的操作。该系统主要由车载控制终端、PID控制器、多路集成比例阀、光电转速测试码盘、机具姿态解析模块、机具位置与速度解析模块、液压马达等组成,其中机具姿态解析模块采用MPU6050芯片实时测量下拉杆与机架的俯仰角,应用STM32F103MCU芯片实时获取MPU6050芯片的输出数据,并反馈到车载控制终端,封装后的机具姿态解析模块安装在拖拉机三点悬挂的下拉杆中部,对下拉杆与水平面的夹角数据进行实时记录和反馈,判别机具的作业姿态是否处于工作状态。将该控制系统安装在小麦基肥精准分层施肥播种机上,在北京市昌平区小汤山国家精准农业研究示范基地,对该控制系统进行静态标定和动态试验,以检测可靠性和稳定性。静态标定试验结果显示,马达转速与系统的排肥排种量存在一元线性关系,此时浅层肥料、深层肥料和种子的单圈排量分别为16.97、29.31、11.2g;姿态标定结果表明,设置临界角为5.3°时,系统的机具姿态提示信息正确,能够满足姿态监测的要求;动态试验表明,机具工作状态下,浅层肥料、深层肥料和种子排量变异系数分别为3.5%、3.8%和3%,3路的排量偏差都控制在5%以内,机具抬升状态下,排肥排种轴处于静止状态,说明该系统的运行过程总体比较稳定,能够满足小麦基肥分层施肥播种机具的精量排肥排种的作业要求,同时能够减少人为操作流程。     

振动式水稻精密播种装置机理分析与试验

为提高振动式水稻精密播种装置的播种性能,分别对其定量供种机构和振动匀种机构的工作机理进行了分析与试验研究。利用离散元软件EDEM模拟了定量供种机构在有无振动作用下的供种过程。通过对比分析可知种箱振动板周期性的小幅振动可缓解种子的漏斗流动,促进扩散流动,同时使排种轮充填区的种子分布状态更加蓬松,提高了供种频率,实现了稳定定量供种。通过模拟试验探究振动匀种机构不同种槽板对种子的流速和装置播种性能的影响,优选出V-90°、V-105°、V-120°和U1型4组种槽板,为装置优化试验提供了参考,减少了后续试验次数。分别进行常规稻供种和杂交稻低播量供种试验,得到了种箱振动板振动使排种轮供种频率提高3.64%和5.52%,验证了定量供种机构仿真研究结果具有较高的准确性。进行不同种槽板、播量和气压全因素播种性能试验,得到播种效果最佳的种槽板为V-120°种槽板,在40 g/盘杂交稻低播量播种时使用0.26 MPa气压播种,合格指数为93.91%,空穴指数为0.94%;80 g/盘常规稻播种时使用0.28 MPa气压播种,合格指数为96.10%,空穴指数为0,满足杂交稻和常规稻种子育秧播种的技术要求。     

充足底墒播后不灌水时肥料和播期组合对小麦生长和耗水的影响

在充足底墒播后不灌水条件下,进行了适当晚播(10月15日播)与超晚播条件下的小麦肥料试验。主要结果为:(1)播后不灌水条件下超晚播减产严重,主要是单位面积总粒数下降太多,通过适当提高穗密度难以补偿;(2)高施磷条件下(施磷二铵450kg/hm2),随施氮量的增加,开花前的耗水量没有增加,而灌浆期的耗水量则随氮肥用量增加而增加;(3)控制花前无效生长,降低花前耗水,优化开花后的群体结构,提高灌浆期的灌浆强度是降低总耗水、提高水分利用效率的基本途径。     

底墒对压砂地西瓜生长和产量的影响

通过田间试验研究了底墒差异对西瓜生长和产量以及水分利用效率的影响。结果表明:播前适宜的底墒(0~100 cm土层储水量在223~238 mm)可以促进西瓜主蔓长的生长、叶片的发生以及提高西瓜叶面积;播前底墒较丰时(0~100 cm土层储水量在283 mm),不利于西瓜前期的生长。与播前不灌水相比,播前灌水造墒处理不同程度地提高了地上部生物量和西瓜产量;其中播前灌水量达到70m3/667m2时,西瓜产量和瓜蔓重最大,分别为1 645 kg/667m2和25.4 kg/667m2,相比播前不灌水处理分别提高了30%和49%。西瓜水分利用效率随播前土壤储水量增加而降低。     

不同覆盖种植方式与平衡施肥对旱地春玉米产量及水分利用效率的影响

采用田间试验方法,研究了不同覆盖种植方式与平衡施肥对旱地春玉米产量及其水分利用效率的影响。结果表明, 三种覆盖种植方式中,全膜双垄沟播种植方式有利于玉米碳水化合物的合成,增加玉米干物质积累量,N、P、K平衡施肥干物质积累量增加效果明显;与全膜双垄沟播相比,半膜覆盖和裸地种植玉米籽粒产量分别减产8.5%～17.6%和61.1%～95.3%,水分利用效率分别降低3.5%～15.1%和52.8%～60.2%;N、P₂O₅和K₂O的用量分别为225、120、60 kg·hm^-2时,F₁N₁处理玉米籽粒产量和水分利用效率最高。研究表明,在玉米全膜双垄沟播栽培技术条件下,平衡施肥可显著提高玉米籽粒产量和水分利用效率。     

播种深度对高粱出苗和幼苗生长的影响

为了明确高粱的适宜播种深度,观察不同高粱品种对不同播种深度的耐深播差异,研究了8 种播种深度对3 个高粱品种出苗和幼苗生长的影响,出苗时记载不同播种深度下高粱的出苗速度和出苗率,出苗结束后,调查其地上部分幼苗生长量、胚轴长度和种子根长度。结果表明：随着覆土厚度的增加幼苗出苗速度明显减慢。在播深3 cm、5 cm和7 cm处理下,各品种从播种至出苗需要5 天,在播深8 cm、10 cm、12 cm 和13 cm 处理下,需要5~7 天,在播深17 cm 处理下为7~11 天。在播深12 cm、13 cm 和17 cm处理下‘晋中0822’较其他2 个品种从播种至出苗所需时间早2~4 天。不同播深处理下高粱完成出苗所需要时间也不尽相同。在播深3 cm、5 cm和7 cm处理下,各品种完成出苗所需时间为9 天,在播深8 cm、10 cm、12 cm和13 cm处理下,需要9~13 天,在播深17 cm处理下需13 天。品种‘晋中0822’在播深8 cm、10 cm、12 cm和13 cm处理下9 天完成出苗,较其他2 个品种早。播种深度对3 个高粱品种的出苗率亦有显著影响。随着播种深度的增加,3 个高粱品种的平均出苗率不断降低。3 cm和5 cm为高粱最适播种深度。在播深3 cm、5 cm、7 cm、8c m、10cm和12 cm处理下品种‘晋中0822’出苗率显著高于其他品种。此外,播种深度对幼苗的生长发育也有显著影响。随着播种深度增加,3 个高粱品种的地上部分幼苗生长量和种根长显著降低,而胚轴长度显著增加。在3cm和5 cm播深处理下幼苗生长量、种根长和胚轴长与其他各处理差异显著。在播深7 cm、8 cm、10 cm、12 cm、13 cm和17 cm处理下‘晋中0822’品种各指标与其他品种差异显著。     

不同播种期和GA_3处理对柿种子萌发的影响

不同播种期(当年11月柿果实成熟期、翌年2月和4月)播种的柿种子的自然萌发率显著不同,随着播种期的推迟,种子萌发率不断提高,X~2测验表明,萌发率与播种期显著相关,100×10~6-500×10~6的GA_3处理与对照相比显著或极显著提高了上述各个播种期的小粒柿种子的萌发率,100×lO~6的GA_3对上述3个播种期的小粒柿种子萌发率的影响较强,分别达19.5％,71％和97％,而对照分别为11％,40％和75％,500×lo~6GA_3处理翌年4月播种的大粒柿种,其萌发率为83.5％,而对照为71％,文中还就柿种子是否具有休眠的特性,GA_3促进柿种子萌发的效应在生产上的应用等问题作了讨论。     

油菜精量播种技术研究

油菜精量播种可省种，省工，壮苗增产，节约种子60％－70％，节约间，定苗用工270－345h/hm^2，增产12％以上，影响油菜播种出苗的因素依次为土壤水分，播种深度，播种量和籽粒大小，要保证油菜出苗整齐，土壤含水量应大于16％，播深1－2cm，播量控制1．5－2．0kg/hm^2。     

农田野花带群落构建及其稳定性特征

为维持农田野花带稳定性和持久性,以充分发挥其生态系统服务功能并扩大其应用范围,对8个不同建植年限(2、4和6年)的农田野花带混播群落的建立过程,包括群落密度、物种多样性指数以及不同寿命的初始植物和侵入植物重要值的变化规律进行了调查和分析.结果表明:1)播种建立的农田野花带群落,存在2次植物消亡,分别是一二年生植物和短命...