正负压气吸式精量排种器设计与试验

为了更好地适配非圆小籽粒种子的播种,解决机械式排种器易伤种,对种子尺寸适应性差的问题,设计了1种正负压气吸式精量排种器。根据农艺要求对排种器整体进行了设计;同时以小麦为研究对象,通过单因素试验,分析了吸种负压、排种器转速以及投种高度3个因素对排种器性能的影响;通过响应面试验,得到了较优的参数组合:吸种负压为-3.5 kPa,排种器转速为19 r/min,投种高度为180 mm;对最优参数下精量排种器进行台架试验,结果表明,合格率为80.62%,重播率为9.22%,漏播率为10.16%。符合JB/T—10293—2013《单粒(精密)播种机技术条件》的要求。

4种机械式油莎豆排种器的对比试验与分析

针对油莎豆种皮凹凸不平导致摩擦力较大、充种效果较差,在充种过程中极易堵种等问题,基于油莎豆种子物理特性,对目前我国广泛应用的机械式排种器(内充种式、指夹式、勺轮式和窝眼轮式)对油莎豆的试播进行台架试验与分析。以合格指数、漏播指数、破碎指数为评价指标,进行了单因素试验,对油莎豆的充种、携种及排种等状态重点观测分析,探究油莎豆漏播、重播及碎种等情况发生的原因。研究结果表明:随前进速度的提高,内充式排种器在充种区极易造成卡种现象;指夹式排种器在充种过程中漏播的问题较为突出;勺轮式排种器种子破碎的问题较为严重,从而对后续播种的合格率构成较大影响;窝眼轮式排种器在实际试验中种子脱离排种口时速度较大,在传送带上造成碰撞,导致油莎豆的均匀性变异系数较大。

小麦气流辅助直线投种装置设计与试验

针对小麦精量匀播作业条件下气流辅助投种装置内部压力梯度变化方向与种子运动方向不一致、造成种子倒流或碰撞、降低粒距稳定性等问题,设计了一种小麦气流辅助直线投种装置。基于气-固两相流数学模型建立CFD-DEM单向耦合仿真模型模拟投种过程,仿真结果表明:入口气压与管道长度对总压损失及流场压力分布影响显著;投种装置内部流场压力分布均匀,压力梯度变化方向与种子运动方向一致;小麦种子运动轨迹为“直线-曲线-直线”,无倒流与碰撞现象。以入口气压、管道长度、作业速度为试验因素,以粒距变异系数为试验评价指标进行了响应曲面优化试验。试验结果表明:影响粒距变异系数因素的主次顺序为入口气压、作业速度、管道长度;入口气压与管道长度和作业速度均存在交互作用。通过参数优化得到较优参数组合为:入口气压5.1kPa、管道长度24.2cm、作业速度0.11m/s,经土槽试验验证,该条件下粒距变异系数为6.3%,平均粒距为5.3cm,满足小麦精量匀播农艺要求。采用气流辅助直线投种可解决小麦种子倒流与碰撞的问题,从而显著改善播种作业效果,为小麦精量匀播提供技术支撑。

抗病丰产柞蚕新品种墨玉的繁种生产试验

为明确柞蚕新品种墨玉的繁种性能,2020—2023年对辽宁、吉林两省部分蚕区的墨玉、9906与抗大进行了繁种生产试验。结果表明,墨玉在单蛾产茧量、抗病、抗逆性等产量与生命力性状方面的表现均优于对照种9906与抗大。

育种试验马铃薯播种机的设计与试验

目前,我国马铃薯育种试验播种工作缺少专用机具,存在人工播种劳动量大、效率低、播种质量参差不齐等问题,对育种试验的准确性产生了误差。为此,设计了一种育种试验马铃薯播种机,可用于马铃薯育种试验过程中的播种环节。工作时,采用圆盘式排种装置进行排种,可一次性完成开沟、施肥、播种及起垄作业,在此主要对圆盘式排种装置、导种装置以及种薯存放装置进行了研究分析。田间试验表明:育种试验马铃薯播种机可保证种薯的单株播种,无重种、漏种现象,种植深度合格率为92%,株距变异系数平均值为13.2%,各项性能指标均达到国家设计标准,填补了我国马铃薯育种试验播种缺少专用机具的空白。

异种器官移植试验性治疗的伦理研究

在对基因编辑猪器官移植试验性治疗伦理评估基础上,提出建构试验性治疗的伦理规范能保障患者利益、避免医患冲突、减少器官捐献的伦理问题和有利于医学科学知识的进步。但是,临床研究和临床治疗区分方式导致试验性治疗伦理规范的缺失,通过“同情使用”的简单条件规范并不能指导异种器官移植试验性治疗。因此,从临床研究和临床治疗整合基础上提出异种器官移植试验性治疗的伦理框架,希望为以后异种器官移植试验性治疗伦理规范的完善提供基础。

玉米试验品种的田间评价

随着人口老龄化和农村劳动力的减少,玉米种植的机械化趋势日益明显,这要求品种必须能够适应精量播种和籽粒收获等机械化作业。同时,土地流转和种植面积的扩大也要求品种在收获后能够快速脱水,以减少存储和运输过程中的损失。在此基础上,本文强调了品种的品质和环保性能的重要性。随着消费者对健康食品的关注增加,高品质的玉米品种更受欢迎。除此之外,可持续农业的发展要求品种在提高产量的同时,还要具有良好的环境适应性和资源利用效率。因此,育种家在选育新品种时,需要综合考虑这些因素,以满足现代农业的需求。通过田间评价结果的合理利用,可以有效指导品种的推广,提高农业生产效率,保障粮食安全,促进农业的可持续发展。

日喀则青稞品种(系)栽培试验研究

在日喀则市独特的生态环境下开展藏青13、藏青2000、13-6927春青稞新品(种)系栽培试验,全面系统分析了各品(种)系的千粒质量、穗粒数、成穗数等关键产量影响因子对青稞增产潜力的影响,以期为加快良种推广步伐和新品种区域试验和展示、示范工作,引导农民种植优质、高产、高效新品种提供科学依据。

气力窝眼轮组合式谷子穴播排种器性能试验

为改善谷子穴播排种器播种效果,使用JPS-12型排种器性能检测试验台,以真空度、吸孔直径、窝眼轮转速为试验因素,以合格率、重播率、漏播率为试验指标对气力窝眼轮组合式谷子穴播排种器的排种性能进行单因素和多因素试验研究。通过单因素试验明确了排种质量随试验因素的变化趋势,通过正交试验获得了气力窝眼轮组合式谷子穴播排种器的较优参数组合,即真空度为2.0kPa、吸孔直径为1.0mm,窝眼轮转速为20r/min。对较优参数组合进行试验验证,结果表明:合格率93.9%,重播率3.1%,漏播率3.0%,能够满足谷子穴播的要求。

蔬菜气吸轮式精量排种器设计与试验

蔬菜类型多,种子尺寸差异大,为扩大排种器的适用范围,该研究提出一种基于扰种条辅助充种的蔬菜气吸轮式精量排种器。通过理论分析确定了排种器的关键结构参数,设计了一种带有坡度的扰种条结构,最薄处厚度为0.5 mm、最厚处厚度为1.0mm,并对充种阶段种子在扰种条上和清种阶段的受力情况分别进行分析,确定了扰种条和清种装置结构。选取菜心、萝卜和辣椒种子为试验对象,利用台架试验获得扰种条倾角和厚度的较优值;开展较优结构参数下的排种器充种性能试验,以工作负压、排种转速和清种距离为试验因素,进行三因素三水平正交试验。试验结果表明,对于菜心种子,工作负压为0.92 kPa,排种转速为13.3 r/min,清种距离为0.70 mm时,充种合格率为99.20%,漏吸率为0.13%;对于萝卜种子,工作负压为4.47 kPa,排种转速为25.5r/min,清种距离为1.20mm时,充种合格率为97.34%,漏吸率0.53%;对于辣椒种子,工作负压为1.49 kPa,排种转速为16.9 r/min,清种距离为0.69 mm时,充种合格率为88.27%,漏吸率为2.67%,满足菜心、萝卜、辣椒的种植农艺要求,研究结果可为蔬菜气吸轮式精量排种器设计提供参考。

气力离心组合式小麦精量排种器设计与试验

针对传统小麦播种以无序种流、不定量排出的方式存在脉动性高、均匀性差的问题,设计了一种气力离心组合式小麦精量排种器,采用气力充种和离心清种的方式,种子有序均匀排出。对排种器的关键参数进行设计,建立充种和排种过程的动力学模型,确定充种角和落种角的初始范围。利用气固耦合仿真分析方法DEM-CFD进行排种器单因素试验,仿真结果表明,当充种角范围进一步缩小为36°~56°时,其携种性能较好;落种角范围进一步缩小为43°~63°时,其排种性能较好。在此基础上,以充种角、落种角、排种盘转速为试验因素,以漏播率、重播率、直线落种率为响应指标,进行正交旋转组合试验。试验结果表明,当充种角为47.75°、落种角为52.48°、转速为635.5 r/min时,排种器工作性能最优,此时,漏播率为2.78%、重播率为3.73%、直线落种率为93.46%,验证试验结果与优化结果基本一致。田间试验结果表明,当设置排种盘型孔内侧面充种角为47.8°、下侧面落种角为52.5°、排种盘转速在552~800 r/min范围内时,漏播率低于8.9%、重播率低于4.3%、排种合格率高于88.6%,符合小麦精量播种要求。

自扰动内充种式大豆精量排种器的设计与试验

为提高大豆种子在排种器的活跃度和充种性能,改善大豆播种过程中机械式排种器的工作性能,设计一种自扰动内充种式大豆精量排种器。阐述排种器的结构和工作原理,依据大豆种子的外形特征及主要物理参数,对单粒种子在型孔内的3种主要不同姿态进行分析,确定了排种盘直径为140 mm、宽度为23 mm,型孔长度为7~11 mm、宽度和深度均为8 mm;根据工作原理与结构,分析排种器在充种、清种过程中种子受到扰种片的主要作用以及对排种性能的影响,并与传统结构形式的排种盘进行对比分析。为确定排种器的最佳结构参数与转速,运用EDEM仿真软件,以排种器转速、型孔长度和扰种片长度为研究对象、以排种合格率为试验指标进行正交试验。试验结果表明,影响排种质量的因素大小依次为排种器转速、型孔长度、扰种片长度;排种器最佳结构与工作参数为转速33.8 r/min,型孔长度7.3 mm,扰种片长度7.7 mm,排种合格率为95.3%。台架试验结果表明,最优参数组合下排种合格率为94.8%,与预测值基本一致,相对误差较小仅为0.5百分点,能够满足大豆单粒播种农艺需求。

导向充填式水稻精量穴播排种器孔-槽组合型孔设计与试验

针对水稻轻简型机械式排种器因稻种无序充填型孔,导致种群精量分离效果不佳,播量精确调节困难等问题,该研究基于稻种在齿盘疏导下的分布姿态规律,设计了一种具有导向充填效果的孔-槽组合型孔。构建了衡量型孔充种区域稻种分布姿态的评价方法,明确了该区域稻种姿态随时间的变化规律,分别确定了适宜于常规稻和杂交稻排种的大、小组合型孔的结构参数。以常规稻黄华占与杂交稻丰两优3948稻种为排种对象,以大、小进种孔宽度和振动频率为试验因素,依次开展了单因素、二因素全因子和品种适应性试验。单因素试验表明,当大进种孔宽度为6.8~7.6 mm、小进种孔宽度为4.6~5.2 mm时,排种器排种常规稻和杂交稻的合格率均大于85%;低频振动是影响排种器排种性能的主要振动工况。全因子试验表明,当大进种孔宽度为7.0 mm、小进种孔宽度为5.0 mm时,排种器的合格率基本不低于90%,并能适应不同的振动工况;品种适应性试验表明,在适宜的进种孔有效长度下,不同尺寸稻种的排种合格率不低于88.80%、漏播率不高于3.60%、破损率不高于0.16%。田间播种试验表明,大组合型孔播种黄华占时,各行合格率不低于89.33%、漏播率不高于1.60%、重播率不高于9.60%、穴径平均值44.64~54.83 mm、穴距平均值133.21~144.67 mm;小组合型孔播种丰两优3948时,合格率不低于85.73%、重播率不高于8.27%、漏播率不高于6.53%、空穴率不高于1.73%,穴径平均值39.88~45.59 mm、穴距平均值200.79~205.56 mm,均满足常规稻和杂交稻大田精量旱穴直播的种植要求。该研究通过组合型孔不同大小进种孔的切换及进种孔有效长度的调整兼用于不同水稻品种不同穴播量的低损精量排种,为水稻可调播量排种器设计提供理论参考依据。

稻麦兼用排种器检测与吹种装置性能模拟与试验

针对稻麦兼用排种器充种环节无法实现精确囊种的问题,设计了一种基于精确计数的吹种装置。根据平抛运动轨迹和文丘里原理分别设计稻麦检测装置和吹种装置,通过理论分析确定影响稻麦充种性能的关键因素,基于CFD(computational fluid dynamics)气固耦合方法仿真分析喷嘴结构形式、工作转速、气流入口压力对种子运动状态特性的影响,仿真试验验证检测与吹种装置的可行性,并开展台架试验确定粒间延时时间。结果表明,Type 3方形喷嘴管在喷嘴口处的速度分布较广且X方向速度分布更均匀,确定喷嘴管截面长度为18 mm,宽度为7 mm,高度为3 mm。气流入口压力和工作转速对种子运动特性有显著影响,合力和合速度均随气流入口压力和工作转速的增加而增加,确定水稻和小麦排种时较优的气流入口压力为300 Pa、工作转速为20 r·min^(-1),在此作业条件下,种子间隔的仿真时间远小于理论时间,验证了检测与吹种装置的可行性。台架试验结果表明,在粒间延时时间为12 ms、入口压力为300 Pa、工作转速为20 r·min^(-1)时,水稻和小麦排种的合格率分别为90.7%和93.2%,满足稻麦兼用播种要求。研究结果可为机械式稻麦精量排种器结构优化设计提供参考。

大豆垄三栽培配套播种机种床整理装置设计与试验

针对大豆垄三栽培模式下播种机施肥开沟器土壤扰动影响种-肥、种-种的空间配置关系问题,设计了一种双锥环型种床整理装置。通过理论分析确定在典型东北黑壤土、含水率20%和仿形机构下拉弹簧刚度4.48 N/mm条件下,双锥环型种床整理装置关键结构参数取值范围;应用三因素三水平正交试验方法,以作业速度、收土整形环母线长度和仿形下拉弹簧预伸长量为试验因素,选择种床平整度、垄顶5 cm深度土壤坚实度变异系数、播种深度变异系数、种子横向偏移离散度和种肥间距合格率为评价指标,实施关键结构和运用参数组合优化试验及田间对比试验,结果表明:当作业速度小于等于14.4 km/h、弹簧预伸长量为90 mm、收土整形环母线长度为42 mm时,增设该种床整理装置的播种单体可以实现种床平整度达6.22 mm、垄顶5 cm深度土壤坚实度变异系数达17.39%、播种深度变异系数达13.74%、种子横向偏移离散度7.65%、种肥间距合格率达87.86%,较未设置种床整理装置播种单体的播种深度一致性和种肥间距合格率分别提高19.71%和24.26%,种子横向偏移离散度降低44.02%。研究结果为大豆垄三栽培配套高速精量播种机的研究提供了参考。

竹类植物种源试验与优良种质资源选择研究进展

加强竹类植物种质资源收集保存,将常规育种与分子育种相融合,构建竹种现代育种体系,更有利于推进竹类良种化研究进程。通过分析相关文献和已有科研成果,综述了竹类植物种内性状遗传变异研究现状,概述了种源试验、优良种源与种质资源选择研究进展。竹类植物种内性状在形态特征、生理生态、分子水平等方面均存在遗传变异,是开展种源试验与种源选择的重要物质基础。建议今后在分类制定竹类长期育种规划、种质资源保存利用、全分布区种源试验,以及多手段定向选育等方面深入研究与应用。

搅种托种型小麦气吸式精量排种器参数化设计与试验

针对气吸式小麦排种器因充种效果不佳导致排种性能下降的问题,设计一种辅助托种、搅种种盘的小麦气吸式精量排种器。该型排种器能够利用型孔凸台在充种过程扰动种群,同时利用搅种板增加种群的离散度并提高充种性能;在携种区种子更易在型孔凸台的托持作用下稳定吸附,减小种子所需吸附的负压。运用EDEM对4种不同设计的排种盘进行种群离散元仿真,分析各排种盘的种群平均速度和种群法向应力跳动量的变化规律。以转速、气室压强和搅种板倾斜角为因素,对所设计的最佳排种盘进行正交台架试验,通过试验结果的方差分析,确定各试验因素对排种性能指标的拟合优度及回归方程。最后,采用试验因素的多目标寻优,以合格指数最大,重播、漏播指数最小为寻优条件,得出所设计排种器的最佳性能参数:排种盘转速为36.7 r/min,气室压强为-3.6 kPa,搅种板倾斜角为26.2°。对优化后的结果进行试验验证,台架试验结果与理论计算结果误差小于5%。该研究可为小麦气吸式精量排种器优化改进提供参考。

蔬菜气吸式排种器四级清种机构设计与试验

为解决蔬菜气吸式排种器吸种时出现一孔多粒现象导致播种质量下降的问题,提出4级锯齿清种作业的方法,并设计了四级清种机构。阐述排种器出现重吸现象的原因,对清种过程中种子的受力建立数学模型,从而确定清种机构安装位置、齿形角度等关键参数。选取清种齿顶与型孔距离、排种器工作转速和气室负压为主要因素进行二次回归正交旋转组合试验并对试验结果进行显著性和回归分析,获得最优参数组合为第4级清种齿顶与型孔距离0.41 mm、负压1.22 kPa、排种器工作转速5.85 r/min,并对最优工作参数进行验证试验和对比试验。验证试验表明,在工作转速为4.5~9.5 r/min时,漏清率不大于1.50%,过清率不大于1.88%,与回归方程计算值基本一致。对比试验表明,在转速分别为4.5、7.0、9.5 r/min时,采用四级清种机构漏清率分别降低3.2、4.0、5.0个百分点,过清率分别降低0.19、0.83、1.45个百分点,排种合格率分别提升3.42、4.83、6.45个百分点。采用四级清种机构有效降低了清种环节的漏清率,提升了排种器的工作质量。

气吸双滚筒式棉花精量排种器的设计与试验

【目的】为提高气吸滚筒式排种器充种性能,降低负压风机能耗,设计了一种气吸双滚筒式排种器。【方法】理论分析排种过程中棉花种子的受力状态,利用Solidworks对排种器进行三维建模,运用流体仿真软件对3.8 mm孔径的滚筒进行内流场模拟,掌握内流场速度及压力变化的规律,对比有无内置滚筒结构对型孔处气体流速的影响。利用Design-expert 13.0软件设计了两因素五水平二次旋转正交组合试验方案,以负压和前进速度为试验因素,建立了漏播率、合格率和重播率等评价指标的响应曲面,进而对工作性能进行评价。【结果】通过优化回归方程得到最佳参数组合,并经台架试验验证。在负压为2.39 kPa、前进速度为4.55 km/h的条件下,排种器播种棉花种子的合格率为91.8%,漏播率为3.3%,重播率为4.9%。【结论】自行设计的排种器可满足棉花种子精量播种的农艺要求,显著降低风机能耗,为机械化播种提供技术性参考。

小麦分引组合式双行宽条带导种装置设计与试验

针对稻茬田小麦机械化带状播种时受黏重土壤与秸秆还田耦合作用制约存在导种装置壅堵导致断条的问题,该研究设计了一种分引组合式双行宽条带导种装置,导种过程中利用球面弹籽部件对下落种群左右均匀分种、借助坡度斜面对分流种群宽带引种。运用质点运动学理论建立了小麦分种、引种过程的力学模型,明确了球面弹籽部件直径和斜面坡度对导种均匀性有影响。运用EDEM软件对小麦导种装置关键结构参数进行优化设计,以球面弹籽部件直径和斜面坡度为试验因素,以各行排量一致性变异系数和行内横向均匀度变异系数为评价指标,通过单因素和二次正交旋转组合试验获取相关试验数据,应用Design-Expert软件对试验数据进行回归分析,建立了试验因素与试验指标之间的回归方程。结果表明,球面弹籽部件直径对各行排量一致性影响显著(P<0.05),斜面坡度对行内横向均匀度有极显著影响(P<0.01),斜面底板导种装置最优结构参数为球面弹籽部件直径40 mm、斜面坡度10°。并与市场上已有的波浪底板、弧面底板、平面底板3种型式导种装置进行3种播量下的仿真对比试验。仿真试验结果表明,各播量下的各行排量一致性变异系数和行内横向均匀度变异系数由大到小均为平面底板、弧面底板、波浪底板和斜面底板型导种装置,在播量450 kg/hm^(2)下,斜面底板型导种装置播种效果最佳,各行排量一致性变异系数为2.92%,行内横向均匀度变异系数为14.19%。台架与田间对比试验表明,斜面底板型导种装置的各行排量一致性变异系数和行内横向均匀度变异系数均最小,此时各行排量一致性变异系数均不大于4.0%,行内横向均匀度变异系数均不大于16%;田间对比试验中,在播量450 kg/hm^(2)下,斜面底板型导种装置较其他3种导种装置各行排量一致性变异系数最低下降了2.73个百分比,行内横向均匀度变异系数最低下降了10.61个百分点。试验结果与仿真结果误差不超过5%,表明装置结构参数优化结果可靠,满足国家播种机质量评价技术规范及大田播种农艺要求。研究结果可为稻茬黏壤土环境下小麦宽条带导种装置优化设计提供参考。