科研产出
玉米免耕精量播种机排种质量监测系统
《农业机械学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为实现玉米免耕精播作业质量实时监控,设计了基于反射式红外光电感应的播种机排种监测系统。以红外发射二极管、光电二极管为信号发射、接收端的监测探头,并通过对监测盲区评估计算,优化了探头结构及安装参数。为提高监测系统对多尘作业环境的适应性,设计了以旋转式透明防尘罩为核心的自清洁除尘装置,可保护探头免受尘土侵蚀。开发了集种粒信号拾取、车速采集、防尘电机控制和报警显示等功能的硬件电路,研究了以落种时差为关键参数的测算方法,实现对播种量、重播、漏播等性能指标的判定。播种监测系统台架试验结果表明,系统对播种总量、漏播量、重播量的监测精度分别为98.5%、95.1%、85.6%;模拟灰尘粘附工况,系统对播种总量监测精度达98.1%,具备良好的抗尘效果。该系统满足免耕精量播种机排种质量实时监测要求,有助于提升机具作业性能。
关键词： 免耕播种机 玉米 排种监测 光电传感器 自清洁 精度试验
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膜下滴灌水稻穴直播机研究
《农业机械学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：根据水稻膜下滴灌穴直播的农艺要求,分别设计了不同种植模式下适用的膜下滴灌水稻播种机,并对关键部件滚筒式穴播器和覆土装置进行分析;通过正交试验确定了影响其播种性能的因素依次为成穴鸭嘴长度、滚筒式穴播器的滚筒直径和行走速度,影响其覆土性能的因素依次为导土板螺旋升角、覆土滚筒直径和行走速度。在较优参数组合鸭嘴长度28 mm、穴播滚筒半径180 mm、覆土滚筒螺旋升角35°、覆土滚筒直径360 mm、播种机行走速度0.65 m/s时,膜下滴灌水稻播种机播种深度合格率为92.6%,穴粒合格率为94.7%,覆土合格率为91.2%,空穴率为1.8%,平均产量达10 500 kg/hm2,该播种机能满足膜下滴灌水稻播种的技术要求。
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秸秆粉碎与残膜集条联合作业机的研制与试验
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：地膜残留已经成为影响新疆棉区可持续发展的一个主要因素,而现有的残膜回收机具大多存在适应性差、工作效率低、回收的地膜含杂率高、结构复杂等问题。针对上述实际情况,该文提出了先将地膜集条再捡拾回收的分步作业思路,设计了一种用于秋后的秸秆粉碎与地膜集条联合作业机,主要由悬挂装置、动力传递系统、秸秆粉碎装置、秸秆输送装置、地膜集条装置、脱模装置等部件组成。该机采用抛送式秸秆粉碎装置,将粉碎的秸秆后抛至集条后的地面上,有利于残膜回收秸秆分离;采用仿形式地膜集条装置,适应性好,集条率高。样机试验结果表明,机具作业速度为5~7 km/h、刀轴转速为1 880 r/min、集条装置的转速在150~160 r/min时,平均工作效率可达到1.15 hm2/h,平均地膜集条率可达到92.6%;平均膜秆分离率可达90.5%;平均粉碎秸秆长度合格率可达97.5%,各主要参数均满足农艺和国家标准要求。该研究可为中国主要棉区的残膜污染治理提供参考。
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残膜回收机起膜铲设计与试验
《农业机械学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：起膜作业是残膜回收的重要环节,针对现有残膜回收机起膜装置存在可靠性低、起膜率低的问题,设计了一种滑刀式起膜装置。通过对起膜铲起膜机理进行分析,确定了导曲面参数方程和主要结构参数。以起膜铲间距、机具作业速度、入土角为试验因素,以起膜率为响应值,利用Design-Expert 8.0.2软件进行回归分析和响应面分析,得出各因素对起膜率的影响由大到小为:入土角、起膜铲间距、机具作业速度;建立了起膜率与入土角、起膜铲间距和机具作业速度的三元二次回归模型。采用非线性优化计算方法,对起膜铲的结构参数和工作参数进行优化计算。结果表明:当起膜铲间距为220 mm,作业速度为1.0 m/s,入土角为30°时,起膜率理论最大值为93.8%,验证试验表明该参数下的起膜率为91.3%,理论值与试验值误差为2.5%,验证了回归模型的正确性。
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正弦指数曲线型开沟刀片结构参数优化
《农业机械学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为获取正弦指数曲线型开沟刀片的最佳结构参数,依据正弦指数曲线方程和二次正交旋转中心组合设计方案,设计了15种型式的开沟刀片,并进行土槽试验。以弯折角、弯曲半径、切土角为影响因子,以功率消耗和沟深稳定性系数为响应值,利用Design-Expert 8.0.6软件进行回归分析和响应面分析,探求单因子及交互因子对响应值的影响效应,并结合非线性优化计算方法,对正弦指数曲线型开沟刀片的结构参数进行优化计算。结果表明:在土壤坚实度为0.29 MPa、土壤含水率16.2%的条件下,各因子对功率消耗的影响贡献由大到小为:弯折角、切土角、弯曲半径;对沟深稳定性系数的影响贡献由大到小为:切土角、弯折角、弯曲半径。优化所得正弦指数曲线型开沟刀片最佳结构参数:弯折角为86.75°,弯曲半径为12 mm,切土角为13.8°,此时功率消耗理论最小值为32.32 k W,沟深稳定性系数为95.6%,验证试验表明功率消耗最小值为34.27 k W,沟深稳定性系数为92.82%,理论值与试验值误差小于10%,验证了回归模型的正确性。将优化前、后和现有开沟刀片在2种不同土壤条件下进行对比试验,结果表明优化后刀片的功率消耗比优化前分别下降4.28 k W和4.23 k W,沟深稳定性系数分别提高7.12个百分点和7.02个百分点,比现有开沟刀片下降7.68 k W和6.91 k W,沟深稳定性系数提高14.34个百分点和8.34个百分点。研究成果为正弦指数曲线型开沟刀片的优化设计提供了理论参考。
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农业工程与中国农业现代化相互关系分析
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：农业工程是中国农业现代化的重要技术支撑和物质保障,农业工程技术进步与农业现代化发展的相关度越来越高。在加快推进"工业化、信息化、城镇化、农业现代化"同步发展的新要求下,农业现代化面对的是一个更加复杂的社会巨系统,其复杂性、动态性、开放性和异质性不断增加。农业工程作为农业现代化发展的核心要素,已不能仅靠本系统的力量孤立发展,而需在农业现代化这一更高层次系统的剧变中发现自身与系统中其他构成因素的关系和相互作用规律,从而更好发挥自身作用,实现与农业现代化的互动共赢。该文以"中国特色现代农业建设路径研究"为基础,综合利用有组织系统和先进生产力构建的理论、工具、方法,通过分析中国农业现代化的系统目标、系统构成以及农业工程在系统中的地位、作用和与其他要素、结构、环境的关系,从而获得农业工程发展的数量、质量、运动量、结构对中国农业现代化发展质量和速度的影响。研究表明,农业工程受现代农业发展环境、要素影响较大,而农业工程则对中国农业现代化的发展结构,特别是劳动力、土地、产品的结构产生显著影响并表现出许多同向性,因此农业工程可以通过主动发展、协同发展来加快现代农业发展方式的转变,并为农业工程自身的发展带来更好的发展环境和更多的发展机遇。
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新疆兵团棉花生产机械化发展现状问题及对策
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：自新疆生产建设兵团(以下简称新疆兵团)成立以来,棉花种植面积和总产量有了非常明显的增长。为了揭示其快速增长的原因,该文运用观察法、文献研究法、系统科学方法等研究方法,分析和回顾了新疆兵团棉花生产机械化发展的历史,总结了新疆兵团棉花生产机械化的创新技术。由分析总结显示,新疆兵团棉花生产在自治区和中国处于领先和引领作用的原因,是新疆兵团棉花生产机械化起了关键作用,新疆兵团棉花生产基本实现了全程机械化,并逐步向规模化、信息化、智能化和社会服务化方向发展。也充分说明,农业装备水平的提高,是现代农业发展的坚实基础。该文也梳理了新疆兵团棉花生产机械化过程中遇到或出现的一些问题,根据农艺和农机技术发展的趋势,提出未来新疆兵团棉花生产机械化发展的对策。
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水肥耦合对棉花产量、收益及水分利用效率的效应
《农业机械学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：研究滴灌施肥条件下水肥耦合对棉花籽棉产量、水分利用效率和净收益的影响,并运用多元二次回归与归一化及3种不同目标值组合方式相结合的方法,探索满足多目标综合效益最大化的滴灌水肥用量。采用田间试验的方法,于2012年和2013年棉花生长季,设置5个N-P2O5-K2O施肥水平150-60-30、200-80-40、250-100-50、300-120-60、350-140-70 kg/hm2(分别记为F150、F200、F250、F300、F350)和3个灌溉水平(60%ETC:W1、80%ETC:W2、100%ETC:W3,ETC是作物蒸发蒸腾量)。结果表明,籽棉产量、水分利用效率和净收益的水肥耦合效应明显,60%ETC灌水水平显著抑制籽棉产量并降低净收益,100%ETC灌水水平能够显著提高籽棉产量和净收益,但水分利用效率低于60%ETC灌水水平。2012年灌水量为100%ETC且施肥量300-120-60 kg/hm2(N-P2O5-K2O)时籽棉产量最高,但净收益并未增加,2 a灌水量为100%ETC且施肥量250-100-50 kg/hm2(N-P2O5-K2O)时的净收益最高。二次回归分析结果表明,3种组合方式均可用于水肥多目标优化,其中乘法组合方式2 a水肥投入量差异更小且各目标值变化也更小,2012年灌水量92%ETC、施肥量278-111-56 kg/hm2(N-P2O5-K2O)以及2013年灌水量90%ETC、施肥量268-107-53 kg/hm2(N-P2O5-K2O)可作为籽棉产量、水分利用效率和净收益综合效益最大化的水肥管理策略。
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新疆棉花亏缺灌溉叶面积指数模拟研究
《农业机械学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：建立了充分灌溉和亏缺灌溉条件下新疆棉花叶面积指数的动态模拟模型。模型以基于beta函数的每日热效应为时间尺度,在考虑土壤水分胁迫效应的基础上,使用Logistic函数的一阶导数描述叶面积指数的变化速率,叶片衰老过程同样采用Logistic函数的一阶导数,并假设从初花期开始发生。该模型还考虑了土壤水分胁迫和温度对叶片衰老的加速效应。最后使用石河子棉花灌溉试验观测结果对模型进行了参数率定、验证和敏感度分析。验证结果显示:充分灌水条件下叶面积指数的均方根误差(RMSE)为0.22 m2/m2,残差聚集系数(CRM)为-0.01;20%和40%亏缺灌溉条件下叶面积指数的RMSE和CRM分别为0.37 m2/m2、-0.05和0.23 m2/m2、0。此外,叶面积指数的模拟值与实测值间R2为0.96。说明该模型准确地模拟了新疆棉花叶片全生育期的动态变化过程。敏感度分析结果表明,在充分灌水条件下,叶片潜在衰减面积、叶片日最大增加面积和衰减面积、初花期开始时间是影响模型的主要参数。
关键词： 棉花 亏缺灌溉 叶面积指数 Logistic函数 beta函数 模拟
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新疆滴灌施肥棉花生长和产量的水肥耦合效应
《排灌机械工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：在新疆石河子棉花种植区,研究了滴灌施肥棉花生长和产量的水肥耦合效应.试验设置3个灌水水平和5个NPK施肥水平.结果表明,滴灌施肥条件下,灌水量对株高、有效铃数、百铃质量、籽棉产量、水分利用效率和灌溉水利用效率影响均在0.05水平下具有统计学意义,对叶面积指数的影响在0.01水平下具有统计学意义,其变化随着灌水量的增加而增加;施肥对株高、叶面积指数、有效铃数、百铃质量和籽棉产量影响在0.01水平下具有统计学意义,水肥交互作用对单株有效铃数、百铃质量和籽棉产量影响在0.01水平下具有统计学意义.施肥过高对作物生长有一定的抑制作用.灌水量为60%ETc,施肥量为300 kg/hm2∶120 kg/hm2∶60 kg/hm~2(ωN∶ωP_2O_5∶ωK_2O)时氮、磷、钾的利用效率均最高,灌水量为100%ETc,施肥量为150 kg/hm2:60 kg/hm~2∶30 kg/hm~2(ωN∶ωP_2O_5∶ωK_2O)时氮、磷、钾养分回收率最高.从产量、水分利用效率和肥料偏生产力等角度综合考虑,灌水量100%ETc、300 kg/hm2∶120 kg/hm~2∶60 kg/hm2(ωN∶ωP_2O_5∶ωK_2O)为最佳滴灌施肥策略.
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