摘要：为实现紫云英绿肥规模化种植区域的绿肥高效、低耗机械化翻压,基于前端埋切、后端翻压的结构配置思路,设计了一种无动力输入的紫云英绿肥盛花期埋切翻压组合作业机。对盛花期紫云英生物学特征及压切特性开展研究,进而设计了辊筒组件、前悬挂连接组件、栅条式翻转犁等主要工作部件;通过理论计算和力学分析,得到实现紫云英茎秆顺畅埋切的压切辊半径为305 mm、压切刀滑切角范围为34.3°~55.7°;采用水平直元线法设计了栅条式犁体曲面,推导得到导曲线抛物线方程,并绘制了犁体直元线角变化规律图。紫云英绿肥盛花期田间翻压试验结果表明:在机具作业速度为5.8~6.0 km/h条件下,茎秆切断长度合格率92%,耕宽稳定性变异系数3.7%,耕深稳定性变异系数5.6%,土垡破碎率85.6%,植被翻压覆盖率98.3%,试验指标均符合国家和行业标准要求。设计的埋切翻压组合作业机工作效率可达0.67~1.20 hm^2/h,在翻压质量和组配方式上明显优于目前我国常用的畜力犁、铧式犁、旋耕机等翻压方式,具有很好的推广应用价值。

摘要：为解决现有绿肥播种方式作业时存在的排种器适用性不强、撒播作业质量不高、生产效率低等问题,设计了一种槽穴组合式多品种绿肥定量电动匀播装置,设计了棱锥型种箱、槽穴组合式排种器、定量电动匀播组件等关键部件。试验测量了8种主要绿肥品种滑动摩擦角,设计棱锥型种箱最小倾面角为35.5°;根据所播绿肥种子大小、千粒质量和单位面积用种量等因素选择槽穴组合式排种器的排种通道并设定了通道有效开度;应用EDEM软件构建匀播机构排种仿真模型,验证了匀种圆柱直径在3.2~6.8 mm时,种子经匀种圆柱碰撞落地后的概率分布规律较好。以青弋江1号为试验材料,通过多因素试验和回归分析,得出影响出苗率和撒播均匀性变异系数的主次因素均为:排种轮转速、匀种圆柱直径、机具前进速度;影响各行排量一致性变异系数的主次因素依次为:匀种圆柱直径、机具前进速度、排种轮转速;最终确定影响槽穴组合式多品种绿肥定量电动匀播装置播种质量最佳因素参数组合为:机具前进速度3.36 km/h,排种轮转速44 r/min,匀种圆柱直径6.14 mm。通过田间试验验证,最优参数组合条件下紫云英绿肥出苗率为96.49%,各行排量一致性变异系数11.73%,播种均匀性变异系数8.67%,与模型预测优化结果的相对误差均小于6%,验证了所建模型与优化参数的合理性,与已有的绿肥播种方式相比,槽穴组合式多品种绿肥定量电动匀播装置作业效率为0.8~1.0 hm^2/h,优于人工撒播作业效率0.1~0.125 hm^2/h、手摇撒播作业效率0.2~0.3 hm^2/h和电动喷播作业效率0.5~0.8 hm^2/h,低于无人机飞播作业效率3~4 hm^2/h。

摘要：针对紫云英联合收获物料组分构成复杂及其小差异混杂特性,使其在分离清选作业过程中存在高含杂、多损失等问题,提出“先筛分、再气流清”的作业模式,设计了紫云英联合收获物料分离清选机,并对喂料斗出口处料层厚度调节机构、筛分装置、集杂除尘装置等关键部件进行了设计选型与参数计算。基于DEM-CFD耦合数值模拟方法,确定了物料层调节厚度、筛分装置驱振振幅和吸杂管道风量调节手柄挡位等主要影响因素合理的取值范围,运用Minitab进行正交试验设计,以籽粒清洁率和夹带总损失率为响应值,得到影响紫云英联合收获物料分离清选机作业质量的最优因素参数组合:物料层调节厚度为16.8 mm、筛分装置驱振振幅为35 mm、吸杂管道风量调节手柄在挡位5,此时,籽粒清洁率均值为98.07%,夹带总损失率均值为2.96%,试验结果满足设计要求。

摘要：【目的】资源性缺水严重制约河西绿洲灌区小麦生长,针对小麦种植模式单一,水资源投入量大、利用效率不高等问题,研究限量供水条件下不同处理对小麦光合源及产量的补偿效应,对该区小麦节水种植模式的构建具有重要意义。【方法】河西绿洲灌区麦后复种箭筈豌豆(Vicia sativa L.)的田间定位试验始于2017年,供试小麦品种为‘宁春4号’,箭筈豌豆品种为‘兰箭2号’。试验采用裂区设计,设置传统灌水(540 mm,I_(3))、减量50 mm灌水(490 mm,I_(2))、减量100 mm灌水(440 mm,I_(1)) 3个灌水水平和小麦收获后复种并翻压绿肥(WG)、复种但不翻压绿肥(WGr)、休闲(WF) 3种绿肥处理方式。2020―2021年,调查了绿肥小麦光合源(叶面积指数、光合势)和产量补偿效应。【结果】从全生育期平均值来看,与2020和2021年I_(3)处理的小麦叶面积指数(LAI)、光合势(LAD)相比,I_(1)处理小麦LAI分别显著降低了6.26%和5.84%,LAD分别下降了6.21%和5.87%;I_(2)处理小麦LAI分别降低3.55%和2.85%,LAD分别下降3.17%和3.13%(P<0.05);与传统灌水休闲对照(WFI_(3))相比,WGI2的LAI提高了2.31%和3.69%,LAD分别提高了3.07%和4.03%,WGrI_(2)无显著差异,绿肥翻压显示出对I_(2)处理下小麦LAI、LAD的补偿效果。与2020和2021年I_(3)相比,I_(1)处理小麦干物质累积量分别平均显著降低了16.31%和15.19%,籽粒产量分别平均降低了14.00%和12.98%;I_(2)处理小麦干物质累积量分别平均降低6.20%和6.58%,籽粒产量分别平均降低1.78%和4.05%;WGI_(2)小麦干物质累积量较WFI_(3)分别提高了4.84%和5.30%,籽粒产量分别提高了5.89%和6.01%,显示出绿肥翻压对I_(2)下小麦干物质累积和产量的显著补偿效应;而WGrI2产量的补偿效应不明显,且2021年绿肥翻压对I_(2)下光合源、干物质累积量的补偿效应优于2020年。WG对产量的补偿主要归因于对小麦LAI、LAD的同步补偿。【结论】在河西绿洲灌区,复种并翻压绿肥能够获得与常规灌溉量相近的小麦叶面积和光合势以及产量,即可以补偿减少50 mm灌水量对次年小麦造成的负效应,因此,可作为该区实现小麦节水生产的生态技术模式。

摘要：为实现经济绿肥高效、低能耗以及高掩埋率翻压作业需求。设计了一款GFY-200型经济绿肥粉碎翻压复式作业机,确定了粉碎翻压组件、罩壳拖板组件、动力镇压辊组件等关键部件的结构和技术参数,并利用该机对黑豆、印度豇豆、决明子、紫云英等4种夏、冬经济绿肥开展翻压试验。田间试验表明:在机具作业速度为2.5~3.0 km/h,刀辊转速为387 r/min条件下,经济绿肥平均翻压深度为16.9 cm,经济绿肥茎秆平均粉碎长度合格率为82.35%,经济绿肥平均掩埋率为93.28%,工作效率可达0.67~1.0 hm 2/h。经济绿肥粉碎翻压复式机试验指标均符合国家和行业标准要求,翻压质量和功耗消耗上也明显优于畜力犁、铧式犁、旋耕机等现有绿肥翻压方式,增加土壤保墒效果的同时,提高了绿肥翻压的肥效,具有很好的推广应用价值。

摘要：【目的】河西绿洲灌区玉米连作普遍存在过量施氮等问题,我们探讨了间作绿肥来减少玉米氮肥投入的可行性及机理,以减少玉米生产带来的环境风险。【方法】于2019—2020年,在甘肃武威开展玉米间作绿肥田间试验,供试绿肥作物为箭筈豌豆(Vicia sativa L.)和油菜(Brassica campestris L.)。试验采用裂区设计,主区设玉米间作箭筈豌豆(M/V)、玉米间作油菜(M/R)和单作玉米(M)3种种植模式,副区为常规施氮量(360 kg/hm^(2),N2)和减氮25%(270 kg/hm^(2),N1)两个施氮水平。绿肥作物在盛花期(玉米出苗50天左右)刈割并覆盖于玉米行间。从玉米出苗后开始,每15天取样分析玉米的干物质积累量,收获期调查籽粒产量及产量构成。【结果】在单作玉米(M)条件下,N1较N2处理玉米籽粒产量和生物量分别降低了15.7%和12.9%(P<0.05),而在M/R、M/V种植模式下,N1与N2水平间两指标无显著差异。玉米出苗后0~60天的干物质积累量,N1水平较N2水平在3个种植模式下平均降低了15.8%;M/R和M/V模式较M模式分别平均降低了8.8%和31.5%;玉米生长60~105天的干物质积累量,N1水平较N2水平在3个种植模式下平均降低了7.2%,而M/R和M/V种植模式分别较M种植模式分别提高了10.2%和8.8%;玉米生长105~150天(灌浆初期至成熟期)的干物质积累量,N1水平比N2水平降低了4.2%,而M/R和M/V种植模式分别较M模式提高5.8%和8.2%。在玉米生长60~105天及105~150天,N1水平下M/R、M/V种植模式与N2水平下M种植模式的干物质积累量均无显著差异。间作绿肥显著提高了减氮条件下(N1)玉米的最大增长速率(V_(max)),M/R和M/V种植模式较M种植模式分别提高16.1%和27.3%,其中,以N1水平M/V种植模式的V_(max)提高幅度较大,比N2水平M种植模式高16.6%。间作绿肥可提高减氮条件下玉米穗粒数和千粒重;与单作玉米相比,玉米穗粒数和千粒重M/R种植模式分别提高11.9%和19.6%,M/V种植模式分别提高13.9%和22.3%。通过灰色关联分析进一步表明,千粒重是影响玉米籽粒产量的主导因素,其次为穗粒数,最后为单位面积穗数。【结论】间作绿肥可提高减氮条件下玉米大喇叭口期到成熟期的干物质积累量和向籽粒的输出量,提高粒重,因而抵消减施氮肥25%带来的玉米产量损失,最终保证减氮条件下玉米产量的稳定,是河西绿洲灌区实现玉米减氮增产的一种高效管理措施。

摘要：为解决现有稻田绿肥紫云英种子收获时存在的割台适用性差、脱粒分离能力弱以及清选除杂能力不强等问题,设计了稻田绿肥紫云英种子联合收获机。对防落荚柔性扶禾割台、纵向杆齿式脱粒装置、风筛式分层控杂清选装置等关键部件进行了参数设计,设计了紫云英机收专用扶禾器和割刀组件;确定纵向杆齿式脱粒装置结构参数(喂入段、脱粒段、排草段长度),对脱粒元件结构参数、数量及周向分布进行了计算;利用ICEM-CFD网格划分软件和Fluent流体动力学分析软件等对三风道清选装置离心风机转速1080 r/min、叶轮直径385 mm工作参数下的内部气流场开展数值模拟,并进行试验验证。以降低紫云英籽粒机收损失率、破碎率、含杂率为目标,选择对收获质量影响较大的机具前进速度、脱粒滚筒转速、清选风机转速、鱼鳞筛开度共4个因素,利用Box-Behnken中心组合试验方法,进行四因素三水平响应面试验,使用Design-Expert对试验结果进行响应面分析,通过多目标参数优化,确定最佳工作参数组合为:机具前进速度3 km/h,脱粒滚筒转速550 r/min,清选风机转速990 r/min,鱼鳞筛开度35 mm。在此参数条件下进行了田间试验,实测紫云英籽粒损失率为2.35%,破损率为0.22%,含杂率为0.51%,均满足相关标准技术要求。