基于混合粒子群算法的水稻穴直播机路径规划研究

介绍了粒子群算法和混合粒子群算法原理,并对水稻穴直播机全覆盖路径规划进行了分析,基于混合粒子群算法实现了水稻穴直播机路径规划算法。实际测试试验表明:水稻穴直播机在经过直线和转向路径规划后,对整个作业可以进行全覆盖路径规划,并对障碍物进行了避障规划处理,证实了系统算法的可靠性和可行性。

螺旋槽式水稻穴直播排种器设计与性能试验

为满足水稻田间精量成行成穴机械直播要求,设计了一种螺旋槽式水稻田间精量穴直播排种器。应用Matlab软件对排种过程中螺旋槽内水稻芽种的运动轨迹进行了研究。采用二次回归正交旋转组合设计,以排种轮工作转速、螺旋槽长度、螺旋槽升角为试验因素,穴径合格率、穴粒数合格率和漏播率为指标,利用JPS-12型排种器检测试验台对排种性能进行试验,并运用Design-Expert 6.0.10软件对试验数据进行分析,得到因素与指标之间的数学模型。试验结果表明:当螺旋槽升角为71.0°、螺旋槽长度为10.8 mm、排种轮工作转速为23.2 r/min时,穴径合格率、穴粒数合格率和漏播率分别为91.06%、94.64%和3.64%,排种性能满足水稻田间播种的农艺要求。

基于压电冲击法的水稻穴直播监测系统设计与试验

为精准实时监测水稻穴直播机播种状态,提高监测稳定性,以弹射式耳勺型水稻穴直播排种器为研究载体,采用PVDF压电薄膜为传感元件,以ATmega328PMCU控制器为核心,基于压电冲击法设计了水稻穴直播监测系统。通过分析种群投种轨迹,设计了可辅助监测且导种成穴的导种管,确定了PVDF压电薄膜传感器的安装部位。结合排种器多粒穴播作业特点,确定了4种作业故障监测算法。设计了系统硬件电路,开发了蓝牙无线串口传输APP,实现了上、下位机无线通信。台架测试表明:在不同工况下系统灵敏度均在90.83%及以上,可实现对信号的有效采集。由田间试验得到系统的重播监测精度、漏播监测精度及有效监测精度的平均值的最小值分别为81.79%、80.42%和97.67%,且系统在机具发生重播或漏播时可进行声光报警。该监测系统满足水稻穴直播监测要求,有助于提高水稻穴直播作业质量。

水稻穴直播机自主驾驶控制系统设计

为满足水稻穴直播机自主作业的高性能需求,对穴直播机的自主驾驶系统进行了自主化设计与验证。根据洋马VP6型穴直播机的结构特点,对穴直播机自主驾驶进行机电改造,设计了自主驾驶总控制器和CAN总线化电动转向、油门及挡位的分控制系统,满足了自动驾驶的功能要求。经过分析穴直播机的运动学模型及控制模型,分别建立了外环轨迹跟踪和内环转向角度跟踪的双闭环控制算法策略。经过反复试验,确定合适的控制器参数为k_p=1、k_d=3.5。水田环境的试验结果表明:自动驾驶控制系统达到了横向偏差的绝对值不大于8 cm的跟踪效果。

上海市推广水稻穴直播机械化技术的探索与思考

从水稻机械化技术背景回顾,主要是水稻直播机械化技术发展过程中遇到的问题、水稻机械育插秧发展遇到的瓶颈与水稻穴直播机械化技术探索,引出为什么走上推广水稻穴直播机械化技术的道路。推广水稻穴直播机械化技术,在工作机制的创新,在补短板、破瓶颈,通过产学研推用一体化形成了合力,取得了一定的成绩。对近年在水稻穴直播机械化技术推广工作中,聚焦问题导向、目标导向和效果导向所带来做法、经验作了阐述、分析与总结,对存在的问题、瓶颈,以及坚持创新发展,走绿色发展道路的农机技术推广工作做了一些个人思考。

播期和密度对精量穴直播水稻产量和抗倒伏性的影响

为探究渝西地区播期与密度互作对精量穴直播水稻产量和抗倒伏的影响,以渝香优8133和泰优粤禾丝苗为试验材料,设置2个播期(B1:3月29日、B2:5月25日)和5个播种密度(D1:每1 hm^(2)1.50×10^(5)穴、D2:每1 hm^(2)1.95×10^(5)穴、D3:每1 hm^(2)2.40×10^(5)穴、D4:每1 hm^(2)2.85×10^(5)穴、D5:每1 hm^(2)3.30×10^(5)穴),分析茎秆力学、茎秆形态及器官干物质积累与茎秆抗倒伏性和产量的关系。结果表明,与早播处理(B1)相比,迟播处理(B2)可显著提高精量穴直播水稻产量水平;同时,B2播期处理较高的叶面积指数(LAI)和有效穗数导致茎秆倒伏指数显著提高。随着播种密度增加,2个水稻品种的产量均呈先增加后降低趋势,B1播期下D3处理产量最高,B2播期下D4处理产量最高,但与D3处理差异不显著;而倒伏指数呈持续增加趋势,2个水稻品种趋势一致。与D1处理相比,B1和B2播期的D2、D3处理倒伏指数增幅较小,D4、D5处理显著升高,以渝香优8133表现明显。在B1和B2播期下,D2、D3处理的单株茎鞘干重、基部节间茎粗、壁厚及茎鞘充实度与D1处理相当,而D4、D5处理大幅降低。综合分析认为,在B1和B2播期下,D3处理是精量穴直播水稻产量、抗倒伏协同较好的适宜播种密度。

稗草对机械穴直播水稻产量的影响及其生理机制

为了给机械穴直播水稻高产栽培和杂草综合治理提供科学依据,以苏粳4699为试验材料,自水稻播种后7 d至成熟分别与光头稗和无芒稗共生,以无杂草的水稻处理为对照,研究机械穴直播条件下稗草对水稻产量的影响及其生理机制。结果表明,与对照相比,水稻与稗草共生后产量显著降低,但处理间存在较大差异。光头稗处理显著降低了水稻的每穗粒数、结实率和千粒重,造成水稻减产13.0%,而无芒稗处理的水稻减产55.2%,这主要是由水稻单位面积穗数、每穗粒数、结实率和千粒重的显著降低所致。光头稗和无芒稗处理还显著降低了机械穴直播水稻灌浆期的根系氧化力、剑叶净光合速率、籽粒中玉米素+玉米素核苷含量、灌浆早期的脱落酸含量,籽粒中蔗糖合酶、ADP葡萄糖焦磷酸化酶、淀粉合酶和淀粉分支酶的活性以及成熟期的地上部干物质积累量,上述生理指标的降低可能是机械穴直播水稻在与稗草共生过程中产量降低的重要原因。

稻鸭共育下硅肥对精量穴直播水稻茎秆抗倒伏性和产量的影响

【目的】探讨稻鸭共育下硅肥调控精量穴直播水稻茎秆力学、形态结构和物质积累分配机理及其与茎秆抗倒伏性和产量的关系,为稻鸭共育应用于水稻轻简化栽培提供理论基础和实践依据。【方法】以渝香优8133、渝香203、渝两优86、C两优华占和黄华占为试验材料,设不施硅肥+养鸭(D)、施硅肥+养鸭(DS)、施硅肥+不养鸭(S)和不施硅肥+不养鸭(CK)4个处理,测定产量及产量构成要素、力学指标、节间长度、茎粗、壁厚、叶面积指数、茎和鞘充实度及单株茎、叶、穗干质量,分析水稻茎秆力学特征、形态结构、物质积累与茎秆抗倒伏性和产量的关系。【结果】与CK相比,D、S和DS处理产量分别增加3.7%~25.8%、4.9%~17.3%和0~23.4%,其中DS处理下渝香203、渝香优8133和C两优华占分别增加17.3%、23.4%和9.5%,差异达显著水平(P<0.05,下同)。D、S和DS处理的倒伏指数分别较CK降低8.8%~12.4%、8.0%~13.6%和12.2%~30.2%,其中以DS处理降幅达显著水平,品种间趋势一致。DS处理下,茎秆折断弯矩较CK提高13.4%~44.7%,是倒伏指数显著降低的主要原因,品种间渝香优8133、渝香203和渝两优86归因于断面模数增大,C两优华占和黄华占归因于弯曲应力增强。与CK相比,DS处理提高了精量穴直播水稻基节茎、鞘充实度、茎粗和壁厚,增加了抽穗期和成熟期单茎和鞘干质量,提高了茎秆折断弯矩。相关分析结果表明,穗长、下部节间、中部节间和上部节间均与倒伏指数呈极显著正相关(P<0.01,下同),基部节间茎和鞘充实度、茎粗、壁厚及抽穗期和成熟期单株茎干质量与折断弯矩呈显著或极显著正相关。【结论】稻鸭共育下施用硅肥可增强基节粗度和壁厚,提高节间茎鞘充实度和茎秆质量,进而增强精量穴直播水稻茎秆机械强度和抗倒伏性。

基于农机与农艺相结合的水稻精量穴直播技术及机具

对水稻直播存在的农艺技术难点,基于农机与农艺相结合的理念,提出了同步开沟起垄水稻精量穴直播技术、同步开沟起垄施肥水稻精量穴直播技术和同步开沟起垄喷施水稻精量穴直播技术,研制成功2BD系列水稻精量穴直播机.生产试验结果表明,采用精量穴直播技术的水稻群体结构合理,减少了直播稻的倒伏现象,实现了水稻节水灌溉种植,产量可比人工撒播、人工抛秧和人工插秧分别增加10%、8%和6%以上;采用同步开沟起垄施肥水稻精量穴直播技术可节肥30%以上,产量提高10%以上;采用同步开沟起垄喷施水稻精量穴直播技术在直播时同步喷施液体地膜成苗率可提高18%以上,产量提高5%以上.

水稻精量穴直播机电驱式侧深穴施肥系统设计与试验（英文）

针对水稻直播施肥过程中存在肥料用量大、化肥利用率低等问题,根据水稻精量穴直播与侧深穴施肥的农艺要求,开发了一套水稻精量穴直播机电驱式侧深穴施肥系统。采用液压自平衡方式设计全方位仿形系统,对机具在作业环境中实时自动调节,保证播种、施肥作业质量;采用圆弧函数曲线优化设计施肥沟开沟器,在距垄台上芽种行水平距离30 mm处开出宽50 mm、沟型平整的施肥沟;采用电力驱动方式设计电动式外槽轮排肥器,根据需要对每个排肥器独立调节,与配套的电动部件相连,将肥料成穴施入施肥沟底。田间试验表明,在机具前进速度为2.48 km/h,排种器、排肥器工作转速均为29 r/min,施肥深度为50 mm的最优工作条件下,穴播种量、穴施肥量合格率分别为86.73%、87.49%,施肥与播种穴距匹配,各行播种、施肥穴距合格率均为100%,播种、施肥穴距变异系数分别为17.2%、16.5%,芽种破损率为0.31%;并对排种器、排肥器在14~36 r/min工作转速范围内进行可行性验证试验,施肥系统可与水稻精量穴直播机配套,同步完成开沟、侧深穴施肥、覆泥、起垄和精量穴直播多项作业工序,各项性能指标均满足水稻直播、施肥的农艺要求。该研究可为水稻精量穴直播机及其施肥关键部件的设计和评价提供参考。

节水灌溉对精量穴直播水稻产量形成的影响

采用田间对比试验、植株分析方法,研究了不同灌水量对精量穴直播水稻培杂泰丰(超级杂交稻)和玉香油占(超级常规稻)二个水稻品种各个生育期干物质重和产量构成因素的影响,并与移栽常规灌溉进行了比较。结果表明,精量穴直播湿润灌溉在相对于精量穴直播常规灌溉节水34.77%的情况下,各产量构成因素没有明显差异;在相对于移栽常规灌溉节水39.16%的情况下,产量构成因素也没有明显差异,达到节水的效果。

水稻精量旱穴直播电驱排种设计与试验

针对地轮滑移造成播种机播种不均、漏播及株距调节精度不高的问题,以水稻精量旱穴直播机为对象设计了一种电驱控制系统代替传统的地轮驱动排种。该控制系统以GPS模块(伪距单点定位)和霍尔元件两种传感器进行速度检测,分别测试了3~4km/h、4~5km/h、5~6km/h和6~7 km/h等4种作业速度下的速度值,并检测了株距为20cm时两种测速装置的播种情况。试验结果表明:霍尔传感器在低速作业下速度值更稳定;速度越高,标准差越大;作业速度在3~5km/h时两种传感器的电驱控制系统播种合格率均大于80%,符合播种作业要求。本研究为单点定位GPS模块和霍尔传感器应用于旱田农机具测速系统提供了参考。

水稻机械穴直播高产优质栽培技术的研究与应用

阐述了水稻机械穴直播高产优质栽培技术研究立项依据和目的意义,介绍了研究内容和技术关键,对产生的效益进行了分析。

穴直播水稻不同机型不同播量对比试验研究

宁夏水稻生产机械化穴直播技术发展势头喜人,为实现良种、良法机具配套选择,试验旨在探讨穴直播水稻在不同播量条件下产量表现及其构成因素,研究机械化穴直播水稻在兴庆区适宜的播量范围,为大面积生产提供理论和实践依据。

湄潭县水稻机械化直播试验分析

为推进农机与农艺相结合,探索水稻轻型栽培技术,提高水稻生产效益,解决当前农村劳动力短缺,贵州山地农机所引进华南农业大学先进的水稻精量水穴直播机在湄潭县兴隆镇大庙场村东方红组进行0.19 hm2水稻精量穴直播技术试验,田块选择水源较好、排灌方便的山间坝地,选择的水稻品种为香早优2017,试验取得了较好的效果。

机穴播稻田杂草化除方案试验研究

水稻机械穴直播是一种新型的水稻机械化种植模式,与机械插秧相比,具有省工、节本、高效的优势。但在具体操作中需要严把"种子关"、"整地关"和"除草关"3关,其中:"除草关"是最为重要的环节,一旦草害得不到有效控制,需要花费大量的人工进行拔草,原有与机械插秧相比省工的优势则荡然无存。为此,区农机与农艺部门共同开展了机械穴直播稻田杂草化除的试验与研究。

崇明区水稻机穴直播田除草技术研究

水稻种植采用机穴播种植模式的都是规模化种植户,因此除草技术是制约机穴播发展的关键因素,通过除草剂田间用量、安全性评价及相关试验,播前采用噁草酮封闭处理,播后3~5天喷施苄嘧·丙草胺,隔15~18天用苄嘧·苯噻酰拌入肥料中撒施处理,防效达95.6%。

浅谈水稻精量穴直播栽培技术的发展

通过对水稻精量穴直播栽培技术进行试验研究,对精量穴直播机做出评价,得出结论。提出今后的发展方向。

稻麦兼用螺旋槽式排种器的设计与试验

为满足苏北稻麦轮作区小麦条播、水稻旱穴直播的种植需求,解决外槽轮排种器播种不均匀、稻麦兼用性不良的问题,设计了一种稻麦兼用螺旋槽式排种器。该排种器主要工作部件为手轮、播量调节装置和排种轮,通过旋转手轮推动播量调节装置改变排种轮工作长度,进而控制排种轮槽大小,实现不同播量条件下的稻麦兼用。设计确定了排种器的螺旋角范围、排种轮槽的直径和高度、排种轮直径等关键结构参数,根据苏北地区稻麦种植的播量要求,划分了排种器的工作区段。为获得最佳螺旋角度,选取小麦开展试验,得到排种器最佳螺旋角为30°;最佳螺旋角条件下,以转速和工作长度为变量,开展水稻和小麦排种性能试验。结果表明:排种器播种小麦的最佳转速为34.93 r/min,最佳工作长度为1.28 cm;播种水稻的最佳转速为35 r/min,最佳工作长度为0.6 cm;构建了小麦排量预测模型,该模型决定系数R2为0.987。对排种器播种宁麦13、苏麦11和水稻南粳46、苏秀867适用性进行验证,结果播种小麦的破碎率分别为0.24%和0.27%,变异系数分别为1.71%和1.66%,排种量与预测值间的偏差分别为7.14%和7.78%;播种水稻的合格指数分别为92.40%和91.73%,漏播指数分别为3.73%和4.26%,重播指数分别为3.87%和4.01%,变异系数分别为3.11%和3.84%。排种器对稻麦品种的适用性良好。