摘要：农业机械作业造成的土壤压实已成为制约农业可持续发展的重要因素,过度机械压实使土壤理化性质恶化,甚至成为降低作物产量的主要原因。已有的土壤机械压实研究多是基于简单的数学统计分析,且研究重点为试验方案的设计,无法挖掘数据内部关系,也无法进行土壤机械压实程度的预测。近几年,随着机器学习的不断发展,越来越多的学者开始将其引入农业领域及土壤机械压实的研究。为此,分析了机械压实对土壤理化性质及作物生长的影响,总结了土壤机械压实的表征属性和常用机器学习算法及评价标准,并归纳了近几年基于机器学习的土壤压实的研究成果,给出了相关应用研究的建议。

摘要：针对目前播种行表层土壤坚实度的获取需人工二次进地测量、实时性差等问题,设计了基于Zig Bee技术的播种行表层土壤坚实度采集系统。该系统利用传感器测量镇压轮轮辐伸缩量,建立了镇压轮轮辐伸缩量与土壤坚实度之间的数学模型;选用CC2530主控芯片实现模块控制、数据无线传输的功能。子节点主控芯片CC2530与传感器相连,将传感器的测量数据发送给主节点;主节点接收子节点和车速传感器数据;根据数学模型实现土壤坚实度的测量。为评估系统性能,进行田间试验,结果表明:通过对比系统得到的土壤坚实度与人工测量坚实度,发现二者之间的相对误差平均值为6.3%,相对误差最大值为13.3%。该系统能够实现播种行表层土壤坚实度信息的实时采集和无线传输,可为镇压力的实时调整提供技术支撑。

摘要：针对油菜直播地表农田土壤物理机械特性参数室内测量费时费力、田间测量仪器功能单一等问题,设计了一种油菜直播地表土壤物理机械特性参数测量装置,实现集成测量土壤含水率、坚实度、粘聚力和内摩擦角4种土壤物理机械特性参数且测量结果可以通过手机APP实时储存显示。装置基于自走式移动平台实现行走控制,以STM32单片机为核心控制器,利用FDR传感器获取土壤含水率,通过圆锥贯入部件测量土壤坚实度和抗剪切强度参数(包括粘聚力和内摩擦角)。分析了装置的圆锥贯入部件和土壤含水率检测部件测量原理,设计了装置测量控制系统硬件电路及软件,开展了传感器标定试验,确定了柱式压力传感器、薄膜压力传感器和土壤水分传感器的输入输出响应关系。选取71个土壤样本,融合土壤含水率和基于圆锥受力平衡关系获取的摩擦因数,运用最小二乘法建立了土壤粘聚力和内摩擦角数学测量模型,模型决定系数R2分别为0.932和0.956。开展了装置田间测量试验,对土壤含水率、坚实度、粘聚力和内摩擦角进行集成测量,结果表明:相较于AYD-2型土壤坚实度仪、干燥箱干燥法和ZJ-D型直剪仪测量结果,油菜直播地表土壤物理机械特性参数测量装置测量土壤坚实度、含水率、粘聚力和内摩擦角结果的平均相对误差分别为3.34%、5.06%、10.40%和8.20%。研究结果可为油菜直播地表土壤多个物理机械特性参数的快速、集成测量提供技术参考。

摘要：手提式挖坑装置钻头旋转动力源于汽油机,而钻头升降则需要人工手动完成。该文基于三星齿轮换向原理设计了齿轮换向机构,通过调整换向手柄的位置,即可将汽油机单一动力方向转换为正反2个方向,实现了丝杠螺母机构中螺母轴的正反转。挖坑装置工作时汽油机一部分动力带动螺旋钻头旋转,一部分动力经带传动机构、齿轮换向机构带动丝杠螺母升降机构进行往复运动,从而实现了钻头主动、匀速进行挖坑作业,提高了挖坑作业质量,挖坑作业完成后,回程能够自动复位。自动升降挖坑装置在挖坑作业过程中,仅在换向时需要人工操作,手动换向操作时间仅为2 s,占单坑作业总时间的3.5%,在挖坑作业进给行程和复位行程中,均无需人工操作,大大降低了劳动强度。基于三星齿轮换向原理的自动升降挖坑装置田间单次作业平均挖坑时间为57 s,平均坑深237 mm,平均坑口直径300 mm,挖坑质量满足后续施肥作业要求。此外,增设换向手柄中间限位孔,防止在挖坑作业进给过程中,钻头遇到较大石块或树根,丝杠螺母升降机构突然卡死,暂时切断汽油机向丝杠螺母升降机构的动力传递路径,起到对系统的保护作用。

摘要：叙述了用瞬态冲击法快速、无损测量路基压实度 (土壤坚实度 )的方法及技术关键。对不同压实度、含水量的土壤进行了测定 ,提出了在瞬态冲击下 ,存在新的 S X水滞规律。 S X水滞频率范围为 0～ FSX,在该频段内压实度响应的功率谱图接近于水平线 ,且几乎与含水量和频率无关 ;用冲击响应的功率谱值作为测量指标具有较高的分辨力 ,能区分不同压实度时的响应值。不同的土壤 ,响应谱值与压实度之间具有不同的回归方程。本文对于深入研究瞬态冲击法测定路基压实度 (土壤坚实度 )的机理及其进行测量装置的设计具有重要的指导作用 ,为解决国内外利用激振法无需测含水量就能得到现场压实度数值奠定了基础。

摘要：本文对雷州林业局所管辖的１０林场中位于廉江、遂溪、雷州三个县（市）境内的６个林场，分别砂页岩发育而成的砖红壤、浅海沉积物发育成的砖红壤、玄武岩发育而成的砖红壤三个主要土壤类型，就物理性质中的坚实度、通气性、自然含水量、容重对柠檬桉人工实生林的生长影响作研究探讨。结果表明，影响柠檬桉林分生长的主要因素是土壤的自然含水量，其次依顺序是土壤的容重、通气性、坚实度，且各因子是相互作用、影响和相互制约的。

摘要：为了改变现阶段贵州山地田间土壤水分、坚实度的检测主要以人工携带简单采集工具进行土壤相关数据采集,效率低,检测范围小的状态。设计了一种适用于丘陵山地田间采样系统,利用台达AH500 PLC与台达DIAView图控软件系统配套使用,通过运行在拖拉机上的计算机设定采集方式、采集时间,控制相应的采集动作机构,实现不同位置、不同时间的山地田间土壤水分、坚实度等进行实时检测。

摘要：介绍了所设计的小型自行式沙生灌木收割机的总体结构,用以解决科尔沁沙地灌木收割问题。在科尔沁沙地进行了该机器的通过性能研究,将机器反复通过前后对沙土坚实度的影响作为割灌机在沙地通过性能的评价指标,得出该割灌机的牵引力系数与滑转率的关系曲线。试验表明,该割灌机在沙地有较好的通过性能,能满足灌木收割的需要;反复通过同一车辙后,沙土坚实度基本不发生变化,即不对地表植被造成破坏。

摘要：棉秆起拔力是设计棉秆拔秆收获机械的一个重要指标参数。为了研究收获期的棉秆高度、棉秆直径、土壤含水率、土壤坚实度等因素对棉秆起拔力的影响,在新疆农垦科学院的试验田进行了棉秆起拔力的测试试验,采集了其中5块试验田棉秆起拔力、棉秆直径、土壤坚实度、土壤含水率和棉秆高度的数据。试验结果表明:在已测得5块试验田的数据中,第3组棉秆起拔力最大,单株棉秆最大起拔力为821.1 N,平均起拔力为534.49N;第2块试验田的棉秆起拔力最小,单株棉秆最大起拔力为7 2 6.1 N,棉秆平均起拔力为473.62 N。对已获取的5块试验田数据做的回归分析表明:同一块试验田的棉秆起拔力与棉秆直径成正相关关系;土壤含水率越高,起拔力越小;土壤紧实度越大,起拔力越大;棉秆高度与棉秆直径成正比。

摘要：为解决中国北方沙区灌木的平茬问题,设计了一种自行手扶式灌木平茬机。介绍了沙生灌木平茬机的设计要求、工作原理和结构特点及样机的性能试验。使用该灌木平茬机进行灌木平茬作业,留茬高度在8 cm以下,平茬效率为0.1 hm2/h;次年萌发枝条数量平均为平茬前的2倍以上。平茬机底盘的牵引性能试验表明最大牵引力为290 N;连续作业发现机器对沙土表层植被无破坏作用。