油菜直播地表土壤物理机械特性参数测量装置研究

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。

基于RTK测速的油菜直播机随速可控可调排种控制系统研究

针对油菜精量直播机连续作业过程中设定作业速度条件下,作业速度波动导致排种量与目标播量不一致的问题,设计了一种基于“RTK测速+落种检测+电机实时调控”的油菜精量直播机随速可控可调排种控制系统,确定了影响调速性能的关键参数,构建了步进电机调速模型;运用GNSSToolKitLite上位机开展ZED-F9P GNSS模块静态速度漂移试验,得到该模块静态速度漂移量服从均值为0.054 m/s、方差为0.029 m^(2)/s^(2)的正态分布。利用自动数粒仪与JPZS-16型排种性能试验台进行试验,得到正负气压组合式排种器转速为5~60 r/min时,落料计数器播种量检测值与实际值平均绝对误差小于10%;通过台架试验确定了不同排种器调速模型,得到不同排种器最佳工作转速、电机转速与目标播量的函数关系。不同排种器随速控制适应性台架试验结果表明:当作业速度为3~12 km/h时,系统搭载高速机械离心式与油麦兼用气送式排种器总排量稳定性变异系数小于1.21%。田间试验结果表明:当作业速度为5~12 km/h时,本系统搭载高速机械离心式与窝眼轮式排种器总排量稳定性变异系数小于9.7%,满足随速播种要求,可为油菜精量播种控制系统结构改进提供参考。

优化肥药模式对贵州喀斯特山区直播冬油菜产量及经济效益的影响

为优化贵州喀斯特山区直播冬油菜肥药模式,于2018—2019年和2019—2020年在贵州省11个冬油菜主产县(市、区)连续2 a开展田间试验,研究不同肥药模式(T1:传统肥药模式、T2:优化肥药模式、T3:优化肥药模式下不施用化肥和T4:优化肥药模式下不喷施农药)对直播冬油菜产量及经济效益的影响,探讨适合贵州喀斯特山区直播冬油菜生产的高产高效肥药技术。结果显示,与T1相比,T2总养分投入量减少19.9%,农药投入量减少69.5%。T2模式(直播冬油菜)株高、茎粗、一次有效分枝数、角果长度、角果密度、单株角果数、每角粒数和千粒重均低于T1处理,2018—2019年T2处理的株高、茎粗、一次有效分枝数、角果长度和角果密度分别比T1处理低9.8%、26.4%、10.9%、10.2%和24.2%,2019—2020年分别低9.5%、28.3%、12.8%、10.9%、23.9%;但T2处理有群体优势,2 a收获密度较T1处理分别显著增加199.0%、194.2%。2 a T2冬油菜产量分别为2224.4和2103.3 kg/hm^(2),较T1分别增加10.1%和3.7%。T2化肥利用效率和农药防治效率2 a分别为2.20、2.14和141.82、106.23 kg/kg,显著高于T1。T2冬油菜2 a产值和净收益分别为11121.8、10516.4和5286.8、4681.4元/hm^(2),较T1分别增加1020.0、371.6和2625.0、1976.6元/hm^(2),实现节本增收。结果表明,当前优化肥药模式(T2)能够满足贵州喀斯特山区直播冬油菜生长,能有效提高冬油菜产量、肥料和农药利用效率及经济效益,此优化肥药模式可作为贵州喀斯特山区直播冬油菜生产的主推模式进行推广应用。

联合收获机与油菜直播机连接导轨式悬挂装置研究

针对长江中下游地区联合收获机保有量大、利用率低,拖拉机常规三点悬挂装置纵向尺寸大、结构复杂导致机组转弯半径大、重心不稳等问题,基于模块化设计方法设计了一种用于连接联合收获机与油菜直播机的导轨式悬挂装置。在对常规三点悬挂装置运动学分析基础上,从结构紧凑、重心稳定等方面分析确定了悬挂装置的整体结构及工作原理。基于导轨式悬挂装置与联合收获机和油菜直播机的适配关系,从幅宽、重心以及耕深匹配性对其进行理论分析,确定了悬挂装置作业参数和结构参数。利用ANSYS Workbench仿真软件对悬挂装置进行了自由状态下的模态分析,通过分析机架外部激振频率特点和仿真结果,提出悬挂装置结构改进方案,优化后装置前6阶频率分别为54.09、66.35、83.16、130.01、143.52、174.88 Hz,均不在外部激振频率范围内;对优化后的悬挂装置进行静力学分析,结果表明,悬挂装置在提升最高点和作业状态下的应力分别为50.531、140.56 MPa,小于许用应力156.67 MPa。田间试验结果表明,整机运行稳定,当机具以前进速度3.6 km/h进行田间试验时,其耕深稳定性系数为87.42%,碎土率为84.41%,秸秆埋覆率为76.32%,厢面平整度为22.93 mm,各项试验指标均满足油菜播种质量要求。

不同播种量对直播山地油菜农艺性状和产量的影响

为在低纬度高原山区综合评价并推广直播油菜最适宜的播种量和种植密度,研究不同播种量对早熟杂交油菜品种‘黔油早2号’产量及经济性状等的影响。结果表明:(1)‘黔油早2号’油菜生育期、成株率、株高、一次分枝数、主花序荚数、主花序长、单株有效荚数、每角粒数等性状均随着播种量的增加呈下降趋势,油菜倒伏率、分枝高随着播种量的增加呈增加趋势;(2)不同播种量的油菜产量构成因子有较大差异,单位面积有效荚数、千粒重、产量随着播量增加呈现先增后减的趋势;(3)‘黔油早2号’在10月中上旬播种,播种量为200 g/667m^(2)时,油菜生长势较强,单位面积有效角果数最高,产量也最高,可达220.99 kg/667m^(2)。本研究通过对早熟油菜品种生育期、倒伏性、冻害、一致性、株高、主花序长、产量构成因子、产量等全性状对比分析,进一步明确了不同种植密度下直播油菜主要性状的变化趋势,明确了低纬度高海拔山区‘黔油早2号’直播的最佳种植密度,该研究结果对于山地生产条件下科学评价和推荐直播油菜最佳种植密度具有现实意义。

昆山市直播油菜的适宜播种量及播种期筛选试验初报

为探明不同播种期、播种量对江苏省昆山市直播油菜生长发育、油菜籽产量的影响,从而为直播油菜的大面积推广应用提供参考依据,特进行了相关试验。结果表明,在前茬水稻秸秆全量还田条件下,昆山市直播油菜的适宜播种期为10月中下旬,每667 m^(2)播种量宜为250~300 g。

汉寿县山丘区稻田直播油菜生产现状、问题分析及发展对策研究

本文针对汉寿县山丘区的气候特点和种植习惯,从油菜种植从业人员结构、栽培管理、产量分析情况等方面介绍了山丘区稻田直播油菜发展的现状,从稻田直播油菜栽培、成本、农田建设等方面分析问题,提出了要落实关键技术、提高种植水平、规范技术流程、培育主体、加大农田基础设施建设等方面的建议,为山丘区推广稻田直播油菜提供了参考意见。

直播油菜密植丰产全程机械化生产技术

为解决前茬作物收获期整体后移,油菜茬口和用工矛盾突出、播种质量下降、苗不齐不匀、冬前生长量小、安全越冬难、油菜产量和比较效益低等问题,我们以品种为核心,以机械化为载体,创新集成优选品种、种子处理、优化施肥、密度控制、促弱转壮、防冻保苗、适期收获等关键技术,形成适宜直播油菜密植丰产“种-管-收”全程机械化、一体化技术体系,适合油菜种植区推广应用。

高茬黏重稻茬田油菜直播埋茬防堵深施肥复合装置研究

针对长江中下游稻油轮作区油菜直播作业时,因土壤黏重板结,地表前茬水稻留茬高、留存秸秆量大,导致旋耕部件易缠绕,秸秆埋覆率低,致使深施肥铲易挂草壅堵,作业厢面拖堆不平,难以实现深施肥作业。本文设计一种适应高茬黏重稻茬田的油菜直播埋茬防堵深施肥复合作业装置,确定埋茬防堵部件深旋弯刀、浅旋弯刀、防堵直刀和深施肥铲的结构参数及刀片和深施肥铲排列安装方式。利用EDEM仿真分析了机具作业后的秸秆埋覆、空间分布及颗粒肥料深施后的分布深度,结果表明:作业速度为2.5 km/h、耕作深度为150 mm、埋茬防堵部件刀辊转速为345 r/min时,秸秆埋覆率为86.53%、施肥深度为83~106 mm。开展了油菜直播机4种田间作业工况验证试验,结果表明:埋茬防堵深施肥复合作业装置田间作业性能良好,实现了肥料深施,秸秆埋覆率为86.69%~90.35%、厢面平整度为16.48~22.65 mm、施肥深度为87.4~109.5 mm、碎土率为81.24%~92.13%。

油菜机械直播机开沟浅旋装置设计与试验

针对长江中下游稻油轮作区油菜轻简高效生产需求及目前机具作业易出现厢面不平、碎土质量不高及“晾种”,导致油菜出苗率低的问题,设计了一种油菜机械直播机开沟浅旋装置,实现中间开畦沟,畦沟土壤抛送覆盖两侧厢面,浅旋匀土部件匀土、细碎厢面土壤及埋覆土壤和秸秆功能;基于滑切减阻原理及挤压力学理论,确定了中间开畦沟部件、清沟整形部件及浅旋匀土部件结构参数,得出中间开畦沟刀盘安装弯刀数量为4,切土节距为60 mm,清沟整形部件整形面侧面倾角为67°,前面倾角为3°,浅旋弯刀侧切刃偏心圆半径为182 mm,滑切角为42.4°;运用EDEM软件开展正交旋转组合试验,确定了螺旋匀土叶片的最佳结构参数:螺旋半径为100 mm、螺距为350 mm、螺旋头数为1,并确定了浅旋弯刀及螺旋匀土叶片结构布局;田间试验表明,当机组前进速度为7 km/h时,安装有开沟浅旋装置的油菜直播机作业后厢面平整,畦沟沟型完好,秸秆埋覆率为84.38%,碎土率为86.41%,厢面平整度为30.18 mm,畦沟沟深及沟宽稳定性均大于85%,出苗率为75.47%,油菜生长状态良好,装置作业效果满足油菜直播作业要求。

安徽沿江地区油菜机械直播及机收高产高效栽培技术研究

近年来,在安徽沿江地区旱茬、稻茬油菜机械直播及机收面积逐年递增,产量逐年得到了稳步提升。为探索和掌握油菜机械直播及机收高产高效栽培技术,笔者对油菜机械直播及机收高产高效栽培技术中的油菜目标产量指标、栽培技术指标、生产技术集成、田间管理技术、病虫草害防治技术和机械收获进行详细阐述,以期为本地区及其他地区提供复制和借鉴。

安徽沿江地区油菜机械直播及机收高产高效栽培技术

我国目前大面积生产的油菜机械化移栽技术尚未突破,结合油菜自身特点,油菜机械直播及机收现代农艺技术解决了传统油菜移栽生产上费工、费时、劳动强度大的问题。机械直播油菜根系发达,主根粗长入土深,有利吸收土壤中的水分和养分,因而抗旱、耐瘠、抗倒伏能力强。只要结合相应栽培技术,机械直播油菜同样能达到稳产高产,为此,合理应用高产优质杂交油菜机械直播及机收高产高效栽培技术,可减少劳动用工,降低生产成本,增加收入。

油菜宽幅折叠式浅旋精量联合直播机设计与试验

针对长江中下游稻油轮作区油菜播种作业工序复杂、效率低的问题,设计了一种油菜宽幅折叠式浅旋精量联合直播机,可实现开畦沟、浅旋灭茬、油菜精量播种、种床覆土等功能。分析确定了整机基本结构和工作过程,对液压折叠机构进行了运动学和动力学分析,利用Matlab软件确定了液压缸结构参数以及承受的最大负载,基于拖拉机液压油路设计了液压折叠控制系统;根据开畦沟深度、宽度、耕深、覆土均匀性等作业要求,确定了刀轴转速为360~480 r/min,开沟刀、浅旋刀辊旋转半径分别为320、175 mm,开沟刀盘开沟刀数量为8;分析了分土导流板结构参数的取值范围,应用EDEM软件开展了分土导流板不同结构参数组合下的覆土均匀性正交试验,建立了覆土均匀性与分土导流板安装距离、导流板长度和分土板角度的回归数学模型,试验结果表明,当分土导流板安装距离为200 mm、导向板长度为600 mm、分土板角度为60°时,覆土均匀性可达93.33%。田间试验结果表明,当机组前进速度为3.6 km/h、畦沟深度为150 mm、刀轴转速为480 r/min时,油菜宽幅折叠式浅旋精量联合直播机作业后种床碎土率为91.62%,秸秆埋覆率为90.72%,厢面平整度为13.17 mm,成苗率为73.89%,整机作业效果满足油菜直播作业要求。该研究为设计油菜宽幅高效播种机提供新途径。

直播油菜全程机械化生产技术研究进展

全程机械化是油菜生产的必然趋势,鉴于目前中国油菜机械化生产水平仍然较低,本研究通过对直播油菜机械化生产现状进行分析,从品种选择、耕地整地、播种、施肥、病虫草害防治和收获6个方面详细阐述了适宜中国直播油菜全程机械化生产的高产高效农艺措施。针对直播油菜推广过程中存在的问题,本研究提出了相应的改进措施及未来可能的研究重点,以期提高直播油菜机械化生产水平,促进农机农艺融合,推动油菜产业高质量发展。

油菜直播机组无人播种作业远程监测系统设计

为解决油菜直播机组无人播种作业过程中田间播种质量信息难以实时直观展示的问题,本研究以雷沃804拖拉机及其搭载的2BYQ-8型气送式油菜直播机为试验平台,设计一套油菜直播机组无人播种作业远程监测系统。该系统由油菜直播机组无人播种作业平台、无人播种作业数据采集系统和播种质量监测云平台三部分构成,通过对雷沃804拖拉机档位、离合、动力输出装置(power take off,PTO)、悬挂机构进行电控液压改装,设计相应控制策略实现直播机组的无人播种作业;利用车载路由器组建播种监测终端和车载计算机之间的局域网,实现对播种数据与导航数据的融合同步,并通过网络连接传输给云平台进行数据存储与实时展示;云平台计算播种质量数据及其对应的田间位置数据,基于网页端高精度地图生成田间作业区域的播种状态图。结果显示,直播机组无人播种作业段横向平均偏差0.037 m,最大偏差0.125 m,电控液压改装系统运行稳定、可靠,满足直播机组无人作业要求,4G网络条件下,云平台通信最大数据传输时延不超过100 ms,云存储数据完整无遗漏,各播种通道田间播量检测准确率不低于96.16%,满足远程监测系统实时性和准确性要求。研究表明,该系统可实现油菜直播机组的田间无人播种作业和对作业区域播种信息的精确采集与直观展示。

镁肥用量对直播冬油菜产量和镁肥利用率的影响

设置5个镁肥用量处理,研究施镁对直播油菜(Brassica campestris L.)产量和镁肥利用效率的影响。结果表明,施镁可以显著提高直播油菜产量(P<0.05),MgO用量为45 kg/hm^(2)时产量达最高,比不施镁对照增加387 kg/hm^(2),增长了18.0%。同时,施镁可以提高油菜子粒和角壳占比,降低茎秆占比。施镁明显增加了油菜的单株角果数和每角粒数,2个指标分别在施镁45 kg/hm^(2)和施镁30 kg/hm^(2)达最大,比不施镁对照增加了17.8%和12.1%。施镁增加了油菜各部位镁含量和累积量,角壳和子粒的增加幅度均明显大于茎秆。镁肥表观利用率呈先增加后降低的趋势,MgO用量为30 kg/hm^(2)时达最大,为21.4%,农学效率在MgO用量为15 kg/hm^(2)时最大,为11.7 kg/kg。综合增产效果、养分吸收利用率等因素,该区域应注重镁肥的施用,合适的MgO用量在40~45 kg/hm^(2)。

安徽沿江地区油菜机械直播及机收高产高效栽培技术

目前我国大面积生产中油菜机械化移栽尚未解决,结合油菜自身特点,油菜机械直播及机收现代农艺技术解决了传统油菜移栽生产上费工、费时、劳动强度大的问题。机械直播油菜根系发达,主根粗长入土深,有利吸收土壤中的水分和养分,因而抗旱、耐瘠、抗倒伏能力强,只要结合相应栽培技术,机械直播油菜同样能达到稳产高产。为此,合理应用高产优质杂交油菜机械直播及机收高产高效栽培技术,可减少劳动用工,降低生产成本,增加收入^([1])。

除草与磷肥用量对油菜和杂草生长及磷肥利用率的影响

油菜产量潜力受草害、肥料等影响,优化杂草管理和磷肥用量在直播油菜种植中发挥着关键作用。在湖北省武汉市开展田间试验,设置2种杂草管理措施(不除草、除草)和4个施磷水平(P_(2)O_(5)0、45、90、135 kg·hm^(-2),分别用P_(0)、P_(45)、P_(90)、P_(135)表示),测定油菜籽产量、产量构成因子、油菜和杂草的生物量及磷积累量,并分析磷肥利用率。结果表明,不论除草与否,P_(90)处理油菜籽产量最高,且与不除草相比,除草后P_(90)油菜籽产量提高了66.3%,施磷和除草均主要通过增加收获密度和单株角果数来促进增产。不论除草与否,在施磷90 kg·hm^(-2)范围内,油菜和杂草的生物量及磷积累量均随施磷量的增加显著增加,除草后更有利于提高油菜相对于杂草的生物量和磷素竞争力;与不除草相比,除草后3个时期的杂草生物量在总生物量中的占比分别平均降低了58.8%、67.1%和60.4%;此外,不除草时杂草磷积累量占总磷积累量的42.0%~62.0%,而除草后这种比值随着生育期进程的推进不断缩小。除草和施磷对油菜磷肥利用率存在显著的交互效应,与不除草相比,除草后油菜的磷肥利用率平均增加了18.2%。在油菜-杂草农田体系中,直播油菜田中杂草养分吸收的情况需要引起重视,除草和施磷可以显著提高油菜的生物量和磷积累量,增加油菜在总体系中的磷肥利用率占比,从空间和养分上削弱杂草的竞争优势,有效地提高油菜产量和磷肥利用率。

山区稻田油菜免耕直播轻简高效栽培技术

目前山区水田多数采取稻油轮作,春季育秧栽插水稻,秋季育苗移栽油菜。由于油菜育苗移栽较为费工,近年来山区劳力日趋减少、工价不断抬高,因此越来越多的农户趋向于应用更加简单、省工的免耕直播栽培技术,直播油菜面积越来越大。从大面积调查情况看,山区免耕直播油菜虽然可行,但受积温、降水等诸多因素限制,也存在需要克服的不利因素,要真正实现省工省时、高产高效,在具体操作中还须把握好以下几个关键技术环节。

鄂中地区油菜专用肥施用效果

为明确油菜(Brassica napus L.)专用肥对鄂中地区直播油菜产量的提升效果,于2019—2021年在湖北省沙洋县开展了连续2年的田间试验,设置了不施肥、常规施肥、宜施壮专用肥和洋丰专用肥4个施肥处理,考察各处理下成熟期油菜产量、地上部生物量、地上部养分含量、地上部养分积累量以及肥料偏生产力等的差异。结果表明,与不施肥对照相比,常规施肥和专用肥处理均能显著提高油菜子产量;与常规施肥相比,专用肥处理总养分投入减少了41.3%,而两者油菜子产量无明显差异。施肥显著增加了油菜地上部生物量,促进了油菜地上部对养分的吸收。油菜专用肥处理显著提高了肥料偏生产力,与常规施肥处理相比,宜施壮专用肥和洋丰专用肥处理平均肥料偏生产力在2019—2020年、2020—2021年分别提高了80.6%和68.2%。综上所述,油菜专用肥在保障油菜高产稳产的同时,提高了肥料利用率。