秸秆还田方式对土壤理化性质和玉米产量的影响

高强度集约化农业生产导致耕地质量下降、农田土壤退化,而秸秆还田是改善土壤环境、提高土壤有机质的重要途径。目前的秸秆还田方式主要针对表层土壤,忽略了对底土质量的改善效果。本研究设置了秸秆富集深层还田、秸秆覆盖还田、秸秆浅旋还田、秸秆深翻还田、秸秆不还田5种秸秆还田方式,以探究不同秸秆还田方式对不同土层土壤理化性质和玉米产量的影响,为高效利用秸秆资源、提高土壤质量和作物产量提供科学依据。本研究结果表明:秸秆覆盖还田提高了0~20 cm土层土壤含水量、有机碳含量、氮循环酶活性;深翻还田提高了表层土壤水分含量与磷循环酶活性;秸秆富集深层还田显著降低了20~40 cm土层土壤容重、增加了土壤含水量、有机碳含量、全氮含量、矿质氮含量以及胞外酶活性。与不还田相比,秸秆还田处理下玉米产量显著提高13.4%~21.0%。因此,秸秆还田是秸秆资源有效利用的重要方式,有利于改善农田土壤环境,提高土壤养分含量,减少化肥使用,促进作物增产,对农业可持续发展具有重要意义。秸秆富集深层还田对于改善底土质量,扩大土壤碳库,提高耕地质量和土地生产力具有重要作用,可以作为构建深厚肥沃耕层的有效措施。

2FY-6型液态有机粪肥施肥机研制与试验

目前,养殖过程中产生的废水是一种高浓度液态有机粪肥,由于施用机械短缺、智能化程度低造成了液态有机粪肥回用率低的问题。为此,研制了一种智能化液态有机粪肥施用机械,由动力行走系统、贮肥装置、粪水均分装置、粪水开沟注射装置和流量智能调控系统等组成,通过对粪水管路的设计排布,使机具具有多通道抽污功能,可实现不同方位及不同方式的抽污作业;通过对流量智能调控系统、粪水均分装置的设计,使得各行注射肥量均匀一致,且定量可控。

秸秆粉碎集中全量深埋还田机设计与试验

针对我国玉米秸秆量大,生产应用的还田机具还田深度浅,存在影响后续播种、出苗质量、病虫害发生率高和深层土壤“碳饥饿”等问题,设计了一种秸秆粉碎集中全量深埋还田机,可一次完成秸秆捡拾、粉碎、输送、深松开沟、集中遁注掩埋和碎土镇压等作业,在有效减少土壤扰动下能够将多行站立或粉碎后秸秆集中埋入地表下一条深380~400 mm的沟内。阐述了秸秆粉碎集中全量深埋还田机整机结构及工作原理,对秸秆螺旋输送装置、抛压风机、深松开沟遁注装置和传动系统等关键部件进行了设计与计算,初步确定了螺旋输送装置与抛压风机转速、风机出料口尺寸和遁注体截面形状参数,并对抛压风机与遁注体腔体内部进行了流场模拟分析与验证。按照设计要求对秸秆粉碎集中全量深埋还田机进行了试制,并进行了机具性能与大田定位试验,结果表明:在作业速度3 km/h时,秸秆捡拾率为90.8%,开沟深度与秸秆掩埋深度均值分别为394 mm与200 mm,开沟深度与秸秆掩埋深度稳定性系数分别为97.4%和92.5%,各项指标与设计值相符,且满足农艺要求。同时大田定位试验结果表明,秸秆集中深还田与传统还田相比,0~200 cm土壤贮水量提高29 mm,20~40 cm土层有机碳、全氮和速效磷养分含量分别增加7.14 g/kg、0.59 g/kg、1.53 mg/kg,有效增加了土壤养分含量,提高了深层土壤肥力与贮水能力。

畜禽粪便高温快速发酵装备设计与试验

针对传统有机肥发酵方式设施设备简陋、效率低、能耗高、发酵不彻底且容易造成固液气环境二次污染的问题,设计了一种畜禽粪便高温快速发酵装备。简述了畜禽粪便全封闭快速自动化腐熟工艺流程及工作原理,对发酵装备的整机结构、发酵罐主体结构、搅拌系统等关键部件进行了设计、计算及有限元分析。结合发酵工艺要求,以含水率为55%的牛粪为原料,对罐体内物料温度分布及均匀性进行了试验分析,并对发酵产物进行了测试。试验与测试结果表明:在设备入料后第4天,罐体内物料平均温度为64. 81℃,温度均匀性变异系数为1%;经发酵装备生产出的有机肥有机质质量分数为53. 5%、总养分质量分数为5. 36%、蛔虫卵死亡率为100%、粪大肠菌群数在2个/g以内,均达到国家有机肥料行业标准。

冀西北坝上地区8种马铃薯的营养及质构品质评价

为了解冀西北坝上地区主栽8种马铃薯的营养、质构品质及加工适宜性,本文对8种马铃薯的营养指标(淀粉、粗蛋白、维生素C、干物质、还原糖)和质构指标(外皮层硬度、内皮层硬度、纤维含量、紧实度面积)进行了测定和相关性分析,并利用隶属函数法对各品种进行了综合评价。结果表明,营养及质构品质在不同马铃薯品种间均存在显著差异(p<0.05)。5项营养指标中还原糖含量的变异系数最大为49.23%,淀粉含量的变异系数最小为17.09%;4项质构指标中紧实度面积的变异系数最大为28.55%,肉层脆性的变异系数最小为19.56%。由隶属函数分析得到8个品种的主要营养品质从优到劣依次为:大西洋>布尔班克>夏波蒂>冀张薯8号>黑金刚>冀张薯12号>冀张薯5号>红美人;主要质构品质从优到劣依次为:大西洋>冀张薯12号>布尔班克>黑金刚>夏波蒂>冀张薯8号>红美人>冀张薯5号,并由此获得了8种马铃薯的加工适宜性状况。本研究不仅为合理利用冀西北坝上主栽马铃薯品种提供科学依据,也为后期开展马铃薯精深加工提供一定理论参考。

对虾剥壳设备的设计与研究

对虾营养价值很高,深受广大消费者喜爱。剥壳是对虾深加工所面临的一个主要技术难题。为此,针对对虾的生理结构特点,设计了一种应用于对虾剥壳的设备。该设备采用夹持机构、压紧机构、切割装置及虾仁分离等机构实现了对虾高效率、完整脱壳,设计结构合理,满足实际生产需求。

规模化猪场固粪好氧快速发酵工艺与设备研究

针对中小规模养猪场粪污收集与利用处理效率低、利用技术不配套等问题,以存栏量2000头的养猪场为例,计算了粪污的产生和收集量,结合养猪现有设施基础,设计了“日产日清、原位处理”的猪粪好氧快速发酵高温无害化处理工艺,设计了一种智能好氧高温发酵罐,并按照工艺设计要求,在养猪场进行了试验。结果表明:养殖规模为2000头的养猪场,每天产生含水率60%的固粪1.2 t,主要构筑物占地面积485.5 m^(2),其中设备占地13.2 m^(2);猪粪发酵前后全氮损失率为8.3%,全磷损失率为1.7%,全钾损失率为0;发酵产物含水率为43%、蛔虫卵死亡率100%、粪大肠菌群数小于3个/g,均达到相关行业无害化卫生要求标准;当环境温度为10~25℃时,发酵罐平均能耗为63.5 kW·h/d。

Geomesh在Solidworks与ProCAST接口间的应用

对Solidworks生成的装配体(一般由铸件、浇注系统、砂芯和砂箱组成)与ProCAST间的接口方式进行了探讨。在Solidworks能输出的4种通用标准文件格式(IGES、STEP、Parasolid及STL)中,只有IGES、STEP及Parasolid 3种格式的接口是可行的,但直接导入Meshcast后出现装配位置的改变,致使后续工作无法进行。经过Geomesh处理后再导入MeshCAST,不仅可以保证铸件与铸型的装配位置,还优化了模型。通过一个砂型铸造实例验证了这一模式的可行性。

机械打梱包膜青贮技术

玉米秸秆机械打捆包膜技术可实现青饲料收获(切碎)、打捆以及对成型的饲料进行拉膜包膜,整个工作流程可在田间一次完成。该技术为玉米青饲料提供了一种先进的储藏技术,适合我国大部分畜牧场和奶牛场使用,具有良好的社会效益和经济效益,推广应用前景广阔。

自走式养殖粪水注射施肥机设计与试验

针对目前养殖场养殖粪水产量大、配套耕地面积小且分散,小型粪水注射施肥机缺乏及利用率低问题,设计了主要由底盘、罐体、吸排肥系统及开沟施肥注射器等部件组成、容量为6 m^(3)的自走式养殖粪水注射施肥机。阐述了施肥机整机结构及工作原理,对施肥机罐体结构、吸排肥管路系统、控制监控系统、粪水均分器及取力器等关键部件进行了设计与计算,对核心部件粪水均分器进行了流场模拟分析与优化改进,确定了粪水均分器结构形式及各分水管出口开口角度。按照设计要求对施肥机进行了试制,并以猪场养殖粪水为原料进行了田间试验,结果表明:该机可实现粪水多通道多方位自动吸排、循环流动、注射断流及防堵监测报警等功能,施肥机行进速度为4 km/h时,注射深度为92.8 mm,注射深度稳定系数为94.6%,各行施肥量一致性变异系数为5.3%,各项指标与设计值相符,且满足农艺要求。

薯类创新团队农机配套与产后加工岗新型甘薯起垄机研发成功

农机配套与产后加工岗位团队针对目前市场上存在的甘薯起垄施肥覆膜联合作业机存在的问题及弊端,设计研发了一款新型膜上覆土多功能甘薯起垄机,该机可一次性完成旋耕、施肥、起垄、滴灌带铺设、覆膜及膜上覆土等多种工序。

基于Fluent流场模拟的立式好氧堆肥反应器设计及试验验证

针对好氧堆肥反应器搅拌不均造成的堆肥过程中堆体空间腐熟度进程不一致等问题,设计了有效容积为1 m^(3)、内设3层桨式搅拌装置的立式好氧堆肥反应器,以香菇菌渣与鲜鸡粪湿重比4∶1混合为堆肥物料,利用Fluent对搅拌装置进行流场模拟分析和试验验证。结果表明,堆肥物料在流场中做上下循环运动,物料混合均匀;中层堆体温度最先达到高温期55℃以上,其次为上层堆体、下层堆体,高温期持续时间满足GB7959—2012;O_(2)含量介于13.1%~20.02%,堆体处于好氧状态;上、下层堆体生菜种子发芽指数较中层堆体先达到80%,堆肥结束时上、中、下层堆体的种子发芽指数分别为112.03%、112.03%和109.46%,完全腐熟;3层堆体的温度、O_(2)含量和种子发芽指数均无显著差异(P>0.05),与数值模拟结果一致。

联合整地小麦智能施肥播种机研制与试验

针对小麦播种智能化程度低,种植时播种量调节费工、费力,以及精确度差等问题,研制了一种联合整地小麦智能施肥播种机。以电子控制单元(ECU)控制技术为核心,采用电动智能播种作业,以串口屏作为人机交互界面,在线设置作业参数,实现小麦播种、施肥的数字化调节。机具一次作业可实现旋耕、深松、分层施肥、电动施肥、播种,以及漏播/堵塞监测等多道工序,提高了播种种植的作业效率与质量。

复合酒曲发酵马铃薯酒的工艺优化

以马铃薯为主要原料,添加复合酒曲制备马铃薯酒,对发酵时间、发酵温度、复合酒曲接种量及复合酒曲比例进行单因素试验优化,在此基础上进行马铃薯酒的发酵工艺响应面优化设计。结果表明,马铃薯酒的最佳工艺条件为复合酒曲比例白酒曲∶黄酒曲∶米酒曲=1∶2∶2,复合酒曲添加量为0.5%,发酵时间为49 h,发酵温度为31℃。在此优化条件下,马铃薯酒的感官评分最高为94分。

河北省农业机械化研究所新型农机装备亮相“2020年智能农机装备田间日”活动展示会

2020年6月11日,由农业农村部农机鉴定总站、农机推广总站举办的“2020年智能农机装备田间日活动暨农机化新技术培训班”在石家庄市赵县举办。活动期间农业农村部农业机械化管理司王甲云副司长、刘小伟处长及河北省农业机械化管理局、河北省农机化技术推广总站等相关部门领导莅临我所新研发系列农机装备展示区参观指导。

河北省首届畜牧业新产品、新技术博览会胜利召开

2013年10月28日，河北省首届畜牧业新产品新技术博览会在沧州市国际会展中心胜利召开。河北省奶牛产业技术体系全体成员参加了此次博览会。会后，河北省奶牛产业技术体系举办了奶牛养殖技术培训会。

卷盘式喷灌机排管装置的研究

排管装置作为喷灌机的重要组成部分,其设计的优略直接影响着喷灌机的喷灌效率及制造成本。本文对喷灌机排管装置进行了研究与分析,排管装置采用正反向"8"字螺旋轴排管装置,能够更好更精确地完成喷灌机PE管的回收及排列。

河北省甘薯种植及其生产机械现状与发展建议

甘薯是重要的经济作物和优质能源作物,对促进工农业生产和社会发展起着重要作用。依据河北省现代农业产业技术体系薯类产业创新团队的调研资料,概述了河北甘薯种植的基本情况以及主要种植模式和现状,对甘薯生产中育苗、剪苗、耕整起垄、移栽、杀秧、收获等主要环节机械的应用现状和存在问题进行了分析与总结,并对河北甘薯种植及生产机械化发展提出了相关建议。

平菇馒头制作工艺研究

为了丰富平菇精深加工产品种类,提高其利用价值。以平菇为研究对象,在单因素实验基础上,采用正交优化实验,研究平菇馒头的最佳制作工艺。结果表明,在小麦粉为100g的情况下,平菇浆添加量为36 mL、酵母添加量为0.85 g以及发酵时间为55 min时,制成的平菇馒头质地均匀,形态完整,口感好,有适宜的平菇风味,馒头感官评分达到92分。

雨养旱作区春玉米机艺一体化播种机械研究

针对雨养旱作地区年降雨量少、淡水资源匮乏等情况研发的"春玉米种植技术",研发与此技术相融合的具有旋耕、起垄、一穴两株侧播、覆膜、镇压功能的玉米播种机,对不同行走速度对作业质量的影响进行测试和分析。该机具的应用较好地解决春玉米"卡脖旱"的难题,实现旱作机具的农机农艺深度融合,达到机艺一体化。