摘要：针对苹果采收运输过程中果农搬运装卸果筐费时费力、劳动强度大等问题,设计一种果筐搬运夹持装置,利用双气缸驱动两侧夹持板实现果筐的夹持、搬运装卸作业。利用SolidWorks 2021设计果筐夹持装置模型,对夹持装置受力过程进行理论计算分析,确定影响夹持装置性能的关键因素:夹持板与果筐接触面积、夹持板与果筐夹持位置、夹持板内表面形态;以夹持装置能稳定夹住果筐的最小夹持力为评价指标,通过单因素仿真试验确定夹持板与果筐接触面积、夹持板与果筐夹持位置、夹持板内表面形态等因素对评价指标的影响规律;通过三因素三水平正交试验和响应面优化分析得到果筐搬运夹持装置最优参数组合,当夹持板与果筐侧面接触面积为24/25、夹持装置从果筐中间往两侧夹、夹持板内表面形态为折线纹时,果筐的最小夹持力为2.24 kPa。验证试验的最小夹持力为2.30 kPa,夹持力误差在5%以内,该研究结果可为果筐夹持装置的研发与设计提供理论参考。

摘要：为在实际果园中实现果树的在线识别检测,设计一种基于机器视觉的果树靶标识别装置。首先提出一种应用在DSP端的在线果树靶标识别算法,用HSV色度分割法对图像背景进行分割,然后对分割后的树冠信息(白色像素占有率的数值变化规律)进行研判,设计横框和竖框两种识别算法,并设计一台搭载识别装置的移动小车进行田间试验。预试验发现光照度变化对识别效果的影响较小;选光照度为650 Lux开展进一步试验。结果表明,在车载速度分别为0.2 m/s、0.4 m/s和0.8 m/s时,横框识别算法的识别准确率分别为88%、84%、34%,识别准确率随小车速度的增大呈现递减规律,从摄像头对准靶标植株中心的时刻起,到系统判断出存在有效靶标植株时,产生0.4~0.8 s的检测延时。而相同条件下,竖框识别算法的识别准确率分别为88%、86%、84%,且识别延时较小(0.2~0.3 s)。竖框识别算法的优点是识别速度快、反馈的位置信息丰富,横框识别算法则能同步分析果树树冠轮廓的大小,根据两种算法得到的位置信息有利于进一步优化控制单棵植株的喷雾时间。

摘要：分蘖角度是青稞株型的主要构成因素,在提高青稞产量与抗倒伏性中发挥着极为重要的作用。为解析青稞分蘖角度的遗传机制,本研究以青稞品种‘达章紫’(株型松散)和‘昆仑10号’(株型紧凑)为亲本构建的RIL群体为材料,基于高密度遗传图谱,在多环境中进行青稞分蘖角度的QTL定位,并利用RIL群体衍生的剩余杂合系,对鉴定到的主效QTLqTA7H-1进行精细定位。在青稞7条染色体上共检测到9个控制分蘖角度的QTL,解释表型变异为6.41%~33.57%,其中,qTA3H-1和qTA7H-1为多环境共检测的主效QTL,平均加性效应分别为5.42°(增效)和-3.87°(减效);在减效QTL qTA7H-1初定位区间筛选到4个剩余杂合体,自交衍生F8:9近等基因系,在置信区间内加密设计14对分子标记对RHL群体极端单株进行检测,利用获得的5种交换类型单株,将qTA7H-1进一步界定在PC08(32,252,397)与PA10(41,790,765)约9.54Mb的物理区间内。本研究初步揭示调控青稞分蘖角度的遗传因子,为开展分蘖角度性状的遗传改良与分子设计育种奠定了基础。

摘要：针对河西绿洲灌区小麦生产中氮肥投入高、产量不稳定等问题,通过研究不同施氮水平下土壤调理剂配施缓释氮肥对小麦地上干物质积累动态与产量的影响,为构建河西绿洲灌区减氮小麦的高产高效栽培技术提供实践依据。本研究于2022—2023年在河西绿洲灌区进行,采用裂区设计,主区为:凹凸棒(A)、生物炭(B)和无调理剂(C);裂区为2种氮肥类型:传统化学氮肥(T)和缓释氮肥(S);裂裂区为2个施氮水平:常规施氮量(N2:180 kg hm^(-2))和减量施氮30%(N1:126 kg hm^(-2)),通过测定小麦不同生育阶段的干物质积累量、开花前后干物质转运量、籽粒产量和生物产量,量化最大增长速率及其出现时间,明确不同土壤调理剂配施缓释氮肥对小麦干物质积累特性及产量的影响。结果表明,N1较N2降低小麦地上部干物质积累量10.4%,缓释氮肥较传统化学氮肥提高小麦地上部干物质积累量7.0%,与无调理剂相比,凹凸棒和生物炭提高小麦地上部干物质积累量为7.8%与10.9%。结合土壤调理剂、氮肥类型与施氮量三因素,凹凸棒配施缓释氮肥结合常规施氮减量30%(ASN1)与生物炭配施缓释氮肥结合常规施氮减量30%(BSN1),分别较无调理剂配施传统化学氮肥结合常规施氮量(CTN2)提高出苗后45~95 d小麦干物质积累量9.0%与10.7%,提高出苗后45~90 d小麦干物质积累速率9.7%与12.6%。拟合结果表明,ASN1、BSN1较CTN2推迟小麦干物质最大增长速率出现时间为3.1 d与4.2 d,提高小麦干物质最大增长速率为6.3%与8.1%。ASN1与BSN1提高了小麦开花前后干物质对籽粒的贡献率,ASN1、BSN1较CTN2增产6.8%与8.5%,其增产主要源于穗粒数和千粒重的提高。BSN1较ASN1提高小麦穗粒数、千粒重为7.8%与8.1%,从各方面来看,BSN1的增产优势更为突出。因此,生物炭配施缓释氮肥可作为西北灌区节氮30%时小麦产量提升的有效措施。

摘要：单倍体育种技术在玉米商业化育种中得到广泛应用,对亲本自交系的单倍体育种性能评价是提升单倍体育种效率的重要手段之一。本研究对来源于不同杂种优势群的17个自交系的单倍体诱导、鉴别与加倍性能进行系统评价。结果表明,瑞德种质在单倍体诱导和鉴别方面均具有明显优势,其平均单倍体诱导率和鉴别准确率分别可达12.23%~15.31%和95.27%~96.37%。不同自交系间平均单倍体诱导率与平均单穗单倍体数差异显著,平均单倍体诱导率变异范围为9.68%~17.51%,平均单穗单倍体数变异范围为8.44~23.66粒。郑58和B73的单倍体化学加倍性能较高,郑58的DH生产效率高达74.36%,而B73的单倍体平均结实数最高,为53.80粒。综合单倍体诱导、鉴别和加倍性能进行聚类分析发现,郑58、京1110、京724和JG296在单倍体育种性能方面均处于较高水平, Mo17、4F1和齐319则均处于较低水平。相关结果有助于单倍体育种流程设计,并为提升单倍体育种效率奠定基础。

摘要：针对我国马铃薯育种试验播种作业效率低,以及株距均匀性差导致的育种试验播种精确性无法满足育种要求等问题,设计了一种采用圆台格盘式排种装置的马铃薯育种试验播种机,使种薯从同一位置进行排种,从而提高株距均匀性。并以株距合格率和株距均匀性变异系数为评价指标,对种薯在排种、导种和落地后的运动状态进行了分析,得出影响上述指标的因素为拖拉机前进速度、格盘投种高度、落种口初始位置与机器前进速度方向夹角;并基于旋转回归正交试验,建立了评价指标与影响因素间的回归模型,得出试验指标最佳时的因素范围;通过田间验证试验得出当拖拉机前进速度为0.14 m/s、格盘投种高度为0.64 m、落种口初始位置与机器前进速度方向夹角为18.24°时,株距合格率为87.1%,株距均匀性变异系数为13.4%,各项性能指标均满足国家标准要求。

摘要：针对酸枣收获过程中人工采收效率低、大型机械采收困难等问题,设计了手持摇枝式酸枣振动采摘装置。通过建立酸枣“果实-枝条”单摆动力学模型,分析受迫振动下果实脱落条件,求解动力学模型,确定影响酸枣采摘效果的主要影响因素为振动频率、振幅、夹持位置;利用ANSYS仿真软件对酸枣植株模型进行自由模态响应与谐响应分析,结果表明:当振动频率为4~12 Hz、振幅为10~20 mm、夹持位置为0.3~0.7时,主枝、挂果枝位移明显且对树体损伤较小。为确定采摘装置最佳工作参数,以酸枣摘净率为评价指标,进行三因素三水平振动采摘试验,得到酸枣摘净率和各影响因素的数学回归模型,利用Design-Expert软件对试验数据和响应曲面进行分析优化,确定最佳工作参数组合为:振动频率5.91 Hz、振幅15.30 mm、夹持位置0.45,此时酸枣摘净率为93.33%,验证试验表明,酸枣摘净率为94.18%,与优化值接近,模型优化可靠。

摘要：为探究不同振动参数组合对苹果采摘效果的影响,建立苹果树二级树枝振动力学模型,解析分析得到影响苹果脱落的主要因素为振动频率、振幅及夹持位置。测量苹果树形态特征并基于矮砧密植整形原理建立纺锤形苹果树三维模型,利用ANSYS软件对苹果树模型进行有限元仿真分析,仿真结果表明,振动频率4~8 Hz、振幅20~30 mm、夹持位置0.35l~0.65l(l为二级树枝长度)时,对果树损伤较小且苹果易脱落。设计四因素三水平振动采摘试验,以确定苹果树不同位置树枝最佳的振动参数组合,利用Design-Expert软件对试验数据进行分析和响应面优化,参数优化结果为:采摘苹果树上层苹果时,振动频率为5 Hz,振幅为28 mm,夹持位置为0.40l;采摘苹果树中层苹果时,振动频率为4 Hz,振幅为30 mm,夹持位置为0.43l;采摘苹果树下层苹果时,振动频率为8 Hz,振幅为20 mm,夹持位置为0.65l;通过验证试验得到苹果树上层、中层、下层摘净率为96.4%、94.8%、93.2%,与优化值相近,表明优化模型可靠。

摘要：为提升秸秆深埋质量,针对秸秆深埋过程中秸秆捡拾效果差、输送方式单一、输送效率低、深埋率低等问题,提出一种直注式秸秆深埋还田方法,设计了直注式秸秆捡拾粉碎深埋机,阐述了整机结构和工作原理。对关键部件进行了设计分析,设计了无护圈式捡拾装置,分析了捡拾装置各个运动阶段与弹齿的运动轨迹,确定了4个运动阶段所对应的相位角;设计了以运秸螺旋输送器和运秸叶片为主的机械输送装置、以抛秸风叶和运秸导管为主的气力输送装置。对秸秆输送量进行分析,明确了运秸螺旋输送器结构参数,得出了运秸螺旋输送器最低转速;对运秸叶片和抛秸风叶进行了动力学分析,确定了运秸叶片和抛秸风叶结构,明晰了影响秸秆输送效果的关键因素为机具前进速度、运秸螺旋输送器转速、抛秸风叶转速、运秸叶片倾角和抛秸风叶倾角,并确定了影响因素范围。仿真试验结果表明,机具前进速度和运秸螺旋输送器转速存在交互作用,最佳作业参数:机具前进速度为3 km/h、运秸螺旋输送器转速为1200 r/min和抛秸风叶转速为1600 r/min。田间试验结果表明,平均秸秆捡拾率和平均深埋率分别为91.02%,90.03%;运秸导管出口处风速和作业扭矩分别为1.78~26.83 m/s、61.55~214.78 N·m,各工作部件运行稳定,满足秸秆深埋还田作业要求,为秸秆深埋还田机研发和改进提供了依据。

摘要：针对现有油菜机械离心式集排器分种机构种子流分配不均导致各行排量一致性较低的问题,设计了一种基于Bezier曲线模型的旋转盘式精量集排器。阐述了集排器的工作原理,利用Bezier曲线切矢性及无曲率突变特性构建了其分种装置导叶曲线参数方程,建立种子在旋转盘上的力学模型,确定了影响分种性能的关键结构参数及范围。运用EDEM离散元仿真软件开展了导叶各结构参数对各行排量一致性变异系数影响的二次正交组合试验,结果表明:影响各行排量一致性变异系数的因素主次顺序为导叶入口角、导叶出口角、导叶叶片数及导叶包角,且较优参数组合为导叶入口角36°、出口角26°、包角55°、叶片数8。基于较优参数组合开展集排器在不同转速下的排种性能台架验证试验,结果表明:集排器可根据播量需求适应不同转速范围,当转速为60~100 r/min时,油菜各行排量一致性变异系数低于3.9%、单行排量稳定性变异系数低于4.6%、破损率低于0.5%。田间试验表明,机组作业速度为4.15 km/h时,油菜各行植株分布一致性变异系数低于14%,满足油菜播种要求。