摘要：使用土压力传感器监测土壤压实状况的优势是可以直观反映土体内的应力过程,但是传统的操作方法费时费力,因此设计一种全新的农田原状土应力测试系统,该系统以30°倾斜角打洞埋设土压力传感器,并配合平板下陷同步测试地表下陷位移、平板加载力及土体内的应力传递。在水稻土中的应用结果表明,系统的设计参数合理,最大限度地减小了原位土壤的扰动,土压力传感器的安放深度以及测试结果都达到了预期效果,能够满足短时间内进行多点测试的要求。

摘要：介绍了谷粒的基本物理特性,分析谷粒在水平气流中的运动轨迹与受力间的关系,设计出箱体式纯气流谷物清选装置,并确定了清选流场的守恒方程。借助Fluent软件,建立了气固多相流的欧拉模型,实现了谷物清选的仿真模拟并获得相关数据,论证了适用于微型联合收割机的气流式清选装置的可能性与可行性。

摘要：【目的】稻麦轮作制度是我国长江流域的主要种植制度之一,在保障国家粮食安全和农业可持续发展方面占有重要的地位。但稻麦轮作区免耕播种机在秸秆全覆盖地作业时存在秸秆架空种子、堵塞机具等问题,为此,设计了一种将秸秆拨离种带并抛掷到种行间的驱动式秸秆行间集覆清秸装置。【方法】首先通过驱动式弹齿拨草理论与秸秆合理横向位移限制的分析,建立拨草间距和秸秆横向位移数学模型,确定了影响清秸率和秸秆最大横向位移的主要参数为前进速度、弹齿转速和工作夹角,且各参数的取值范围为前进速度4~8 km/h,弹齿转速160~220 r/min,工作夹角25°~35°。然后以前进速度、弹齿转速和工作夹角为试验因素,以清秸率和秸秆最大横向位移为试验指标,开展三因素三水平二次回归正交室内土槽试验。【结果】土槽试验结果表明,对清秸率影响的主次顺序为弹齿转速、前进速度、工作夹角,其中弹齿转速与工作夹角的交互项对清秸率影响显著,前进速度与弹齿转速、前进速度与工作夹角的交互项对清秸率影响不显著;对秸秆最大横向位移影响的主次顺序为转速、工作夹角、前进速度;其中前进速度与工作夹角、弹齿转速与工作夹角的交互项对秸秆最大横向位移影响显著,前进速度与弹齿转速的交互项对秸秆最大横向位移的影响不显著;多目标参数优化模型求解得到最优参数组合为前进速度4.27 km/h、弹齿转速219.6 r/min、工作夹角25.88°,此时清秸率为84.7%,秸秆最大横向位移为37.5 cm。最后用调整后的最优参数组合开展了该清秸装置的作业性能田间试验。结果表明,该驱动式秸秆行间集覆装置工作稳定,清秸率为80.6%,平均清秸幅宽为25.1 cm,幅宽稳定系数为82.2%,作业效果满足免耕播种农艺要求。【结论】所设计的驱动式秸秆行间集覆装置清秸率高,幅宽稳定,可为稻麦轮作区秸秆全覆盖地的秸秆行间集覆作业研究提供参考。

摘要：为揭示耕作方式对小麦根系构型及生长趋势影响的作用机理。基于根系构型数字化平台研究全幅旋耕(FT)和2种带状耕作(ST1、ST2)方式对小麦根系3D构型及生长趋势的影响,提出了土体空间覆盖率差异系数(P)、角度拓展趋势差异系数(P_(a))、长度拓展趋势差异系数(P_(L))3种量化指标。结果表明,带状耕作条件下,小麦根系沿种沟方向生长趋势明显,ST1处理下在距离苗期14、28 d时沿种沟方向土体P、P_(a)、P_(L)分别比FT处理高出1455%、4520%、3583%和2610%、241%、740%。ST1、ST2处理相比较发现,涂抹后的种沟壁对根系生长的限制更为明显,在距离苗期14、28 d时,ST1处理下小麦根系沿种沟方向P、P_(a)、P_(L)分别比ST2处理高出78%、88%、31%和20%、81%、37%。耕作方式直接影响小麦根系的空间拓展趋势,本研究提出的研究方法和评价指标能够简明耕作方式对小麦根系生长趋势影响的作用机理,为耕作机具的优化设计提供更加全面的理论支持。

摘要：针对目前机具耕作试验多采用室内土槽和拖拉机挂接两种方式均存在一定不足、室内土槽对土壤进行了迁移重塑难以还原真实的田间土壤环境以及拖拉机挂接试验时参数较难精准控制、试验所需面积过大等问题,设计了一种控制方便、测试精准的田间耕作试验平台,包括导轨牵引系统、整机升降系统、移动台车系统、PLC运动控制系统和数据采集系统等。以铧式犁为研究对象,通过比对田间试验数据与EDEM仿真分析数据中铧式犁的耕阻效果,得出铧式犁最优工作方案,验证田间耕作试验台工作的稳定性与精确性。结果表明:在铧式犁自身结构不变的条件下,固定耕深25cm时,在3种耕速(0.2、0.3、0.4m/s)和3种推土角(38°、42°、45°)的9组双因素全面试验中,耕作速度为0.2m/s、推土角为45°时铧式犁耕阻最小最稳定,为最优工作方案。田间试验结果与仿真分析结果接近,存有误差符合田间真实试验环境。研究验证了搭载铧式犁耕作机具的田间耕作试验平台作业时的稳定性和精确性,可为进一步优化田间耕作试验提供参考。

摘要：稻麦轮作系统周年土壤干湿交替决定着稻茬麦种植特有的生态特征,需要专门的耕种技术设计。为了用更高的时空分辨率表型方法描述稻茬麦的生长动态,使用扫描仪与图像处理软件Image Pro-Plus对自然平展态的冬小麦苗期表型指标进行测量,分析冬小麦苗期表型指标动态变化特征。结果发现,在更加精细的时空观测尺度上,基于单株及器官水平的表型指标定量有利于区分不同耕作处理引起的稻茬麦植株表型的细微变化及动态。免耕与旋耕2种耕作处理对部分茎叶指标在稻茬麦部分生理期内引起显著性差异,但这些差异在年度间的表现并不稳定。使用平均变化率指标描述>84d后的茎叶指标发现,总叶长与单株叶面积的数值最大,总根长次之,而耕作处理对总根长平均变化率的影响显著,两个年度的动态图都反映出免耕处理的小麦在播后60d左右平均叶倾角突然下降。因此,运用软硬件结合的精细时空尺度大田作物表型技术能够鉴别田间复杂环境因子对稻茬麦苗期茎叶指标动态的影响。