摘要：鲜食玉米收获作业初期,玉米直接砸在果穗箱底部将产生严重机械损伤,为减小此阶段的损伤,设计了一款减损果穗箱盖。该箱盖主要由减损板、四杆驱动机构、缓冲弹簧组成,可降低鲜食玉米落至箱底前的速度,从而减少其跌落损伤,实现减损目的。通过对鲜食玉米收获机无盖作业时单个玉米的动能分析,得到单个玉米最小损伤变形能。设计果穗箱盖四杆动力机构,使其满足作业效果;对缓冲弹簧进行受力分析,得到缓冲弹簧的最大载荷,以此确定缓冲弹簧参数。分析有盖作业时鲜食玉米下落碰撞运动,计算得到鲜食玉米接触箱底时的理论变形能,此时的变形能远小于无盖作业,证明了鲜食玉米收获过程中有盖作业减损的可能性。对设计的鲜食玉米果穗箱盖进行田间验证试验,结果表明:果穗箱盖对收获初期鲜食玉米有明显保护作用,通过对果穗箱底进行分区采样,发现箱底中间位置损伤程度低于边缘位置,满足预期果穗箱盖减损要求。

摘要：针对鲜食玉米联合收获机作业过程中,玉米果穗从输送带上掉落直接砸到果穗箱底板或者果穗先撞击到果穗箱后方侧板再弹跳到底板,二次撞击造成果穗损伤严重的问题,设计了能使果穗减少损伤的果穗箱减损导流装置。该装置焊接在果穗箱体上,由倾斜底板和果穗箱后方侧板与底板连接部分组成。通过对鲜食玉米进行滚动摩擦试验,将果穗箱倾斜底板的倾角设计为8°;通过对输送带上和离开输送带抛入到空中的玉米果穗进行运动学分析,将果穗箱后方侧板与底板连接部分设计为最速降线,并根据安装位置及尺寸计算出最速降线的参数。为了验证减损导流装置的作业性能,用不含减损导流装置的果穗箱和含有减损导流装置果穗箱的两台鲜食玉米收获机以6、8、10 km/h前进速度进行田间作业试验,结果表明:不同作业速度下,使用含有减损导流装置的果穗箱的底层玉米平均损伤率低于不含减损导流装置的果穗箱,该设计装置符合作业要求。

摘要：为明确黄淮海夏玉米适宜的施肥量和最佳收获时期,设计了5个氮肥水平(不施肥、113、181、249和375 kg ***-2)和2个收获时期(S1:9月23日,农民习惯收获时间;S2:9月29日,推迟6 d收获),研究施氮量和收获时期对夏玉米产量和品质的影响.结果表明:随施肥量增加,夏玉米穗粒数、千粒重和产量均增加,但差异不显著,其中施肥量在113～181 kg ***-2的玉米产量、氮素利用效率均相对较高;随施肥量增加,夏玉米蛋白质和赖氨酸含量增加,淀粉含量降低.与9月23日蜡熟期收获相比,9月29日完熟期收获的夏玉米籽粒千粒重、产量、淀粉和赖氨酸含量均增加,籽粒蛋白质和脂肪含量降低.依据产量水平,黄淮海高产夏玉米区适宜的施肥量在113～180 kg ***-2,最佳收获时期应推迟至9月29日—10月5日.

摘要：【目的】离散元法普遍用于模拟农业物料在农业生产过程中的运动状态。离散元模拟的准确度取决于所使用的离散元参数,对颗粒离散元参数进行标定,为其在仿真试验中的应用提供可靠基础。【方法】以玉米籽粒为研究对象,以堆积角为响应值,将采用不同参数组合的仿真试验结果与实体试验结果对比,提出一种基于响应面法的离散元参数标定方法。采用Plackett-Burman试验对玉米籽粒离散元参数进行显著性检验,筛选对响应值影响显著的因素;根据最陡爬坡试验确定显著性因素的最佳水平范围;采用中心组合设计进行3因素5水平响应面优化试验。【结果】玉米泊松比与玉米–玉米静摩擦系数交互作用显著,得到玉米籽粒离散元参数最佳组合为玉米泊松比0.438、玉米–玉米静摩擦系数0.182、玉米–玉米滚动摩擦系数0.051。采用标定好的参数进行仿真试验得到堆积角平均值为26.89°,接近实体试验的堆积角值。【结论】基于响应面法的玉米籽粒离散元参数标定方法是可行的,可以提高玉米籽粒离散元仿真试验的准确性。

摘要：采用随机区组试验设计,利用灰色关联度分析法对过去40年国内选育的37个骨干玉米自交系的单株籽粒产量与其主要相关农艺性状,进行了灰色关联度分析。结果表明,玉米自交系单株籽粒产量与其主要相关性状的关联度大小依次为:行粒数>穗粗>穗行数>穗长>出籽粒>株高>穗位高>千粒重>秃尖。指出在自交系选育过程中应注重对中大穗类型的选择,同时要求具有较高的出籽率和适当的株高和穗位高。为了进一步挖掘玉米自交系的产量潜力,应广泛采用高密度选系手段,通过创造适当的逆境以筛选无秃尖的自交系。

摘要：为探究耕作方式、秸秆还田和生物炭添加结合对土壤团聚体粒径分布、团聚体养分特征、养分库储量及小麦-玉米周年产量的影响,该研究采用3因素2水平试验设计,分别为耕作方式:常规旋耕(CT),深翻耕作(DT);秸秆处理:秸秆还田(S)、秸秆不还田(NS);生物炭:生物炭添加(B)、无生物炭添加(NB),共8个处理。结果表明:无生物炭添加时,旋耕秸秆还田提高了0~15 cm土层团聚体稳定性及土壤养分库储量,而深耕秸秆还田改善了>15~30 cm土层土壤团粒组成,提升土壤肥力,促进作物增产。相关性分析表明,砂姜黑土中作物产量的提升更依赖于深层(>15~30 cm)土壤物理结构的改善和土壤肥力的提升。配施生物炭后如DT-S-B(深耕秸秆还田配施生物炭)较CT-NS-NB(旋耕秸秆不还田无生物炭)处理使>15~30 cm土层团聚体稳定性增强,>2 mm粒级团聚体比例、重量平均直径和几何平均直径值分别增加165.88%、62.37%和119.81%,提高了>2 mm粒级团聚体有机碳、全氮和全磷含量,提高了>2 mm粒级团聚体有机碳和养分固持能力,降低了15~30 cm土层土壤有机碳库储量、全氮、全磷和全钾库储量分别提升了37.41%、38.99%、41.26%和9.84%,使2a作物周年产量增加22.87%~23.03%。综上,深耕秸秆还田配施生物炭能够改善黄淮海南部砂姜黑土深层土壤团聚体粒径分布和稳定性,提升土壤肥力和作物周年产量,保障农田高效绿色可持续生产。

摘要：为了减小深松机的耕作阻力和拖拉机的动力消耗,增强深松机对不同类型土壤的适用性,设计了弹簧预紧力可调式自激振动深松机。在机具工作过程中,通过自激振动单元的振动作用,可有效减小深松机的牵引阻力;通过弹簧预紧力调节机构可改变弹簧的预紧力,以适应不同物理特性的土壤,获得理想的深松效果。田间试验表明在保证耕深的前提下,合适的弹簧预紧力可有效减小机具的耕作阻力。为了测试该深松机的减阻性能,设计了2.5、3.2、4.0 km/h 3种作业速度和250、300、350 mm 3种深松深度,进行了两因素三水平的全因素试验,试验结果表明:在不同作业速度与深松深度下,与非振动深松机相比,该深松机均能有效减小牵引阻力,减阻比为10.30%~22.65%;对不同作业速度和深松深度下的振动深松牵引阻力和非振动牵引阻力进行了方差分析。结果表明作业速度、耕作深度和机具类型对深公机工作阻力均有显著性影响,在不同作业速度下,由于自激振动单元的减阻作用,随着耕作深度的增加,振动深松牵引阻力增加速度小于非振动深松。

摘要：为了实现一次施肥满足作物不同生育期的养分需求并提高肥料利用效率,设计了一种施肥量可调式分层施肥器,并利用离散元法对肥料颗粒的运动规律以及影响施肥配比的主要因素进行仿真研究。仿真结果表明:增大分层施肥器的安装角α,可减小肥料颗粒流经施肥口的初速度,有利于肥料颗粒排出施肥口;增大施肥片工作长度L可增加与之发生碰撞的肥料颗粒数量,进而获得较多施肥量。为验证仿真分析结果并获取合理的分层施肥器工作参数,以4种肥料(大颗粒尿素、小颗粒尿素、硫酸钾复合肥、磷酸二铵复合肥)为研究对象进行台架试验,试验结果表明:4种肥料的施肥配比受安装角α、施肥片工作长度L影响的变化趋势与仿真分析结果一致,并确定4种肥料达到合适配比时分层施肥器的工作参数α为36°,L为13~16 mm。田间试验结果表明:所设计的分层施肥器能够达到目标施肥配比,且在不同作业速度下各层施肥量变异系数在10%以内,工作性能稳定。

摘要：为探明耕作方式、秸秆还田以及二者交互对冬小麦-夏玉米一年两熟农田土壤呼吸特征的影响,通过两年田间裂区设计试验,研究了不同土壤耕作方式(常规翻耕、深翻、深松)与秸秆还田(秸秆还田、秸秆不还田)对周年农田土壤呼吸速率、相关土壤理化性状(土壤温度、水分、紧实度、有机碳含量)的影响、两因素的互作效用,以及土壤物理性状与土壤呼吸速率的相关性。结果表明,深耕(深翻和深松)显著增加了全年土壤呼吸速率;秸秆还田增加了冬小麦季的土壤呼吸速率,却显著降低了夏玉米季的土壤呼吸速率;深耕+秸秆还田可使冬小麦季和夏玉米季的土壤呼吸速率分别增加41.9%和21.0%。土壤温度、土壤有机碳与土壤呼吸速率呈正相关,土壤紧实度与土壤呼吸速率呈显著负相关,且土壤温度与土壤呼吸速率相关系数最大。深耕与秸秆还田交互使冬小麦和夏玉米的干物质积累量分别提高34.9%和38.2%,根系干质量密度分别提高45.0%和39.4%,故在秸秆还田的基础上深翻或深松是黄淮海地区适宜的耕作方式。该研究结果可为制定黄淮海地区科学有效的土壤耕作方式提供理论依据。

摘要：针对现有玉米收获机摘穗机构行距固定，难以实现按需调整以适应各类行距的问题，设计了一种玉米梳齿摘穗单体机构。该机构主要由梳齿滚筒、梳齿杆、梳齿杆安装座及传动轴等组成。相邻两梳齿杆的间隙小于玉米果穗大端的直径且大于玉米茎秆的直径，利用冲力将玉米果穗强制摘下。初步试验表明，玉米梳齿摘穗单体机构能够可靠地完成玉米摘穗作业。在玉米籽粒含水率为35.5%，玉米梳齿摘穗单体机构转速为110～170 r/min时，工作状况较好，籽粒破碎率的范围为0.14%～0.48%，落地籽粒损失率范围为0.03%～0.17%。正交试验结果表明，当转速为110 r/min，梳齿杆圆弧半径为240 mm，梳齿传动轴位于果穗大端下方100 mm时工作情况较好，籽粒破碎率为0.09%，落地籽粒损失率为0.04%，果穗损失率为1.96%。