我国设施生态农业主要模式及配套技术的研究与实践

设施生态农业是指在设施种植和设施养殖中采用清洁、绿色、健康生产方式,以提高资源利用效率、农产品产量与质量、环境效益为目标的生态农业模式。2002年农业部重点推广的设施生态农业模式主要有两大类:一类是种养沼三结合的“四位一体”生态模式,从最初以农户为单位的单体日光温室到以村庄为单位的种养结合生态温室群模式,拓展到在一个大区域内将大型猪场的粪污进行工业化沼气并网发电,沼液通过管道输送到农田来减少化肥施用和改良土壤的宏观生态农业模式,相关的结构配置、配套的种养殖技术和装备也在不断研发和提升中。另一类是采用综合性生态农业技术的设施生态农业模式,包括:采用各类立体/垂直栽培技术提高土地资源利用率;通过各种轮作栽培技术减少设施蔬菜土壤连作障碍和降低农药使用量;采用土壤健康栽培技术,通过有机肥的合理施用改善土壤性状;采用有机基质栽培技术,用农林废弃物发酵后的物料作为栽培基质为作物提供养分;采用覆盖防虫网、色板诱杀、灯光诱杀、高温封棚、蒸气消毒、有色膜覆盖土壤、天敌昆虫生物防治等病虫草害生态防治技术来减少有害生物发生。期望通过相关配套装备技术的进一步研发提高设施生态农业的信息化、自动化水平,实现设施农业的可持续发展。

油料作物联合外源添加物强化重金属污染农田修复效果的研究进展

本文综述了螯合剂、氯化物、微生物与油料作物联合的相关研究进展。发现不同联合应用的修复效果和修复机理有所差异,同一油料作物联合三种修复手段产生的修复效果不同,从而修复不同污染类型和污染程度土壤时有更适宜的搭配,为提高油料作物修复效率提供更多新的思路和参考。

农林复合经营土壤养分的变化

通过对土壤养分变化的研究。结果表明、幼林期农林养分的竞争较小．选择适宜的间作品种有利于改善土壤的养分状况。豆科作物以改善土壤速效性氮、降低磷的含量为特征；谷类作物能较全面地改善土壤的养分含量；西瓜种植因施肥．可改善土壤的有机质、速效性氮和速效性磷。但肥效持续时间较短。

4LZG-3.0型谷子联合收获机的设计与试验

针对谷子机械化收获难、损失大的问题,研究设计了4LZG-3.0型谷子联合收获机。该文描述了机器的总体设计方案,并对割台、输送装置、脱粒装置、清选装置等进行了设计,确定了其关键参数。该机配套动力55 k W,工作幅宽为2 000 mm,生产率为0.23~0.45 hm2/h;可一次完成谷子切割、输送、脱粒、清选、集粮、碎谷码回收等作业,具有喂入量大、割台损失少、脱净率高、夹带损失率小、脱出物中含杂率少等特点。田间性能检测和试验考核表明：机器性能稳定,作业顺畅,主要指标为喂入量3~3.3 kg/s;总损失率6.86%~6.89%;含杂率1.6%~1.8%;破碎率1.3%~1.4%;可靠性系数≥95%,均达到或超过设计技术指标。该研究有效降低了割台损失,大幅减少了脱粒、清选损失,为提高谷子机械化收获水平提供了参考。

风筛选式油菜联合收割机清选机构参数优化与试验

为分析油菜田间实际收获作业状态时风筛选式油菜联合收割机清选机构参数对清选损失率和籽粒含杂率的影响,基于双滚筒风筛选式可移动田间联合收获试验平台,对振动筛振幅、曲柄转速、风机转速和风机倾角4个参数进行了Plackett-Burman试验和响应面回归试验,试验分析表明振动筛振幅和曲柄转速是影响清选损失率的主要因素,风机转速是影响籽粒含杂率的主要因素。采用响应面试验方法分析了单因素和双因素对清选效果的影响,建立了清选损失率和籽粒含杂率的回归数学模型并优化求解了一组最优参数组合,以一组接近最优参数组合:振动筛振幅35 mm,曲柄转速392 r/min,风机转速1 750 r/min,风机倾角29°进行了试验验证,清选损失率和籽粒含杂率分别为0.90%和0.45%。理论求解的清选损失率和籽粒含杂率分别为0.38%和0.48%,与试验值的绝对误差分别为0.52%和-0.03%,籽粒含杂率误差较小,清选损失率误差较大。与该清选机构常用工作参数时的清选损失率和籽粒含杂率对比,清选损失率降低了61%,籽粒含杂率降低了58%。该研究结果和优化方法可为风筛选式油菜联合收割机清选机构的参数选择和优化提供参考。

油菜联合收获机旋风分离清选系统设计与试验

针对传统油菜联合收获机多采用风筛式清选装置,其整机结构复杂、尺寸庞大,研制了一种适于油菜联合收获的旋风分离清选系统,分析确定了旋风分离筒、输送带式强制喂料装置的结构及其相关参数,采用单因素与二次旋转正交组合试验研究了旋风分离筒吸杂口风速、风量以及强制输送带线速度对油菜籽粒清洁率和损失率的影响,构建了籽粒清洁率、损失率与吸杂口风速、强制输送带线速度之间的回归方程,优化得出了最佳运行参数组合.试验结果表明：吸杂口风速为12~16 m/s,风量为0.375~0.501 m3/s,强制输送带线速度为1.570~1.884 m/s时,清选性能较好.选择吸杂口风速15.3 m/s、风量0.479 m3/s、强制输送带线速度1.570 m/s优化组合时,分析计算得出籽粒清洁率为96.98%.田间试验表明：采用取消链耙输送设计的油菜联合收获机能够保证物料喂入顺畅,旋风分离清选系统清洁率为90.21%,损失率为6.54%.该研究结果为旋风分离清选系统的结构优化和油菜联合收获机整机结构的改进提供了参考.

4LZ-0.8型水稻联合收割机清选装置气固两相分离作业机理

为解决小型水稻联合收割机脱净率和损失率问题,提高脱粒清选质量,利用两相流动力学理论,分析了4LZ-0.8型水稻联合收割机脱粒清选分流筒中气流和杂物颗粒两相流动的规律。建立了杂物颗粒流的运动微分方程,导出了分离筒中杂物漂浮速度计算的一种方法,通过比较不同粒径、密度的物料的悬浮速度,得到了杂物颗粒最高速度与气流速度之比随气流速度变化的关系曲线,气流和杂物在分流筒及吸风管中运动时的压力损失随气流速度变化呈现先降后升的规律,压力损失中以加速损失和摩擦损失为主,各约占30%和26%。压力损失曲线存在最小值,此时的气流速度定义为经济气流速度。在喂入量为0.8 kg/s,谷草比为3:1脱粒条件下的经济的清选气流速度9.2 m/s,压力损失为630 Pa。该研究为4LZ-0.8型水稻联合收割机脱粒清选部件的参数优化设计及风机的选择提供了理论依据。

4LZZ-1.0型小区稻麦联合收割机的研制及试验

针对中国田间育种机械化程度低、缺乏小区育种作业装备的现状,结合国内小区稻麦种植模式和农艺要求,研制出了4LZZ-1.0型小区稻麦联合收割机。对机器整体设计方案进行了描述,并对气力辅助割台装置、脱粒装置、清选装置、气力输送装置等进行了设计,确定其关键参数。该装备采用静液压轮行走装置和全喂入收获方式,可一次完成育种小区稻麦的分禾、扶禾、切割、喂入、脱粒、清选、清种、份量装袋等工序。样机田间小区收获试验表明,该样机作业性能稳定,生产率39.4小区(4.7 m×2.7 m)/h、脱净率99.97%、含杂率1.46%、破碎率0.04%、损失率1%、小区时隔50.94s、混种率0,各项性能指标均达到或超过了设计指标和相关标准。

大蒜联合收获切根试验台设计与试验

为了提高大蒜联合收获切根作业性能,解决大蒜切根过程中根系一次清除率低、蒜头损伤率高等问题,该文设计了一种大蒜联合收获切根试验台,该试验台主要由毛刷辊、前旋转切刀、夹持输送机构、排序-对齐机构、浮动切根机构等组成,可一次性完成蒜株的根系清理和预切、蒜株排序和对齐、根系浮动切割等作业工序。该文确定了切根装置关键结构参数和作业参数,并对影响切根作业质量的主要因素开展了试验研究。试验结果表明,影响切根作业质量的主次作用因素为夹持输送速度、夹持角度、浮动切刀转速,较优参数组合方案为夹持输送速度1.05 m/s、夹持角度79°、浮动切刀转速2 200 r/min(切割线速度为17.3 m/s),此时根系去净率为96.1%,蒜头伤损率为2.39%,满足大蒜切根作业质量要求。该文研究结果可为大蒜联合收获切根装置的设计提供参考。

油菜多滚筒脱粒分离装置的性能试验与分析

为了获取适合联合收获机多滚筒油菜脱粒分离装置的结构方式和工作参数,该文在自行研制的多滚筒脱粒分离装置试验台上进行不同喂入量、不同滚筒转速、不同脱粒凹板间隙和不同脱粒齿杆时的切轴流滚筒与横轴流滚筒组合式双滚筒脱粒分离装置(简称切轴双滚筒脱粒分离装置)与切轴流滚筒与双横轴流滚筒组合式3滚筒脱粒分离装置(简称切轴轴3滚筒脱粒分离装置)的脱粒分离性能对比试验。试验结果表明:采用切轴轴3滚筒脱粒分离装置,在喂入量为1.8kg/s,切轴流滚筒、第Ⅰ横轴流滚筒、第Ⅱ横轴流滚筒的转速依次为800、850和900r/min、凹板间隙依次为20、25和30mm、脱粒齿杆均为3排钉齿的组合方案为脱粒分离装置的脱粒损失率最小的最优组合;通过正交试验分析,得出喂入量和滚筒转速是影响脱粒分离装置脱粒损失率的主要因素。研究结果可为研制多滚筒油菜联合收获机提供参考。

半喂入四行花生联合收获机弹指筛结构运行参数优化

针对4HLB-4型半喂入四行高效花生联合收获清选环节含杂率高、损失率大、杂物堵塞等难题,创新设计了1种搭接式弹指振动筛,并开展3种传统筛体冲孔筛、编织筛、栅条筛和弹指筛的对比试验,试验结果表明弹指筛在大喂入量高效收获工况下清选效果较好。在单因素试验基础上,运用Box-Benhnken的中心组合试验方法,以弹指筛振动频率、弹指直径、弹指筛振幅和安装倾角作为影响因素,开展四因素三水平二次回归正交试验,运用响应曲面法来分析各因素对含杂率和损失率的影响效应,并对影响因素进行了优化。试验结果表明:含杂率影响显著性顺序为弹指筛振动频率(29)弹指直径(29)弹指筛振幅(29)安装倾角;损失率影响显著性顺序为弹指筛振幅(29)安装倾角(29)弹指筛振动频率(29)弹指直径;最优工作参数组合为弹指筛振动频率6 Hz、弹指直径3 mm、弹指筛振幅7 mm、安装倾角2.8?,对应的含杂率和损失率分别为2.41%、0.711%,且各评价指标与其理论优化值的相对误差均小于5%。研究结果可为4HLB-4型半喂入四行高效花生联合收获清选机构的完善设计和作业参数优化提供参考。

关于宁、蒙、陕农牧交错带重点地区退耕还林(草)工程实施情况与建议

阐述了农牧交错带生态环境退化和恶化的原因 ,除了气候条件等自然因素外 ,主要是由于人类过度开垦、放牧、采挖等一系列不合理经济活动破坏生态环境引起的。目前正在实施的退耕还林 (草 )工程正是针对这一地区生态退化和恶化而采取的加强生态保护和建设的重大举措。工程实施两年多以来 ,进展顺利 ,已取得了重要成就 ,局部地区生态有了明显改善。并且 ,根据该区自然特点 ,灾害状况 ,以及恢复这一地区生态屏障的作用 ,提出有关该区的经营方向 ,扩大退耕还林 (草 ) 。

林果大数据分析应用平台设计研究——以新疆生产建设兵团为例

【目的】林果业是新疆经济发展和农民脱贫致富的支柱产业之一。在新疆林果业快速发展过程中,传统管理方式表现的林果资源不清、数据分散、分析技术匮乏等诸多问题是造成新疆林果业整体质量效益不高、市场需求度低的重要原因,迫切需要实现生产方式的“提质增效”和管理方式的“换挡升级”。【方法】在系统梳理新疆生产建设兵团现有林果产业管理体系主要问题的基础上,以大数据技术在数据规范采集、数据挖掘分析、信息资源共享等方面突出优势为依托,对基于大数据的林果业管理平台体系结构、系统功能、网络拓扑结构和系统业务流程进行了详细分析和设计,建立了服务于新疆兵团林果全产业链的大数据分析应用平台。【结果】林果大数据分析应用平台支持定制化集成展示、业务数据管理、用户权限管理、可视化组件管理、多屏联合展示等相关内容的开发与应用,通过将兵团林果相关产业信息集中传输到系统平台中,以模块化图形界面将林果业的多类型繁杂数据进行集中直观展现,挖掘多源数据之间的关联,揭示数据中隐含的规律和发展趋势,帮助决策者和用户能够更快捷和准确地实现信息的接收、分析和决策。【结论】林果大数据分析应用平台为兵团林果业现代化发展提供基础数据和技术支撑,是兵团农业管理机构行使职能的必要举措,对提高林果业生产效益、优化产业结构具有重要的指导意义。

宁夏粮食主产区农牧结合种植模式的研究

根据畜牧业大发展的需要,从改进传统种植模式和组装新的种植模式入手,共组合了11种农牧结合的种植模式,经过2a大田对比试验,运用"层次分析法"共3个一级指标和12个二级指标进行综合评价,筛选出了6种综合效益比传统的小麦/玉米套作提高50%以上的"理想模式",供本地区种植业生产选择运用。

四种参考作物蒸散量综合法的比较

参考作物蒸散量(ET0)的估算是作物需水量计算的关键,诸多估算方法在不同地区具有不同的适应性。本文利用中国农业主产区6个代表站点的气象数据,以FAO 56 Penman-Monteith(PM)为标准,对常用的1963 Penman(Pen63)、FAO 1979 Penman(FAO 79)、FAO 24 Penman(FAO 24)及1996Kimberly Penman(Kpen)共4种参考作物蒸散量综合方法进行比较评价。结果表明:(1)Pen63、FAO 79及Kpen的日估算值均比PM估算值偏高,FAO 24偏低,其平均偏差分别为0.28、0.52、0和-0.17mm?d-1,相对偏差为16.0%、25.2%、2.4%、-5.3%,相对均方根误差为12.1%、22.4%、14.2%和13.5%。(2)Pen63、FAO79的月估算值显著高于PM值,在高估最大的5月份平均偏高12.5mm(10.8%)和28.2mm(22.6%)。FAO24表现为低估,低估最大的月份平均偏低11.4mm(8.1%),但在南方站点多数月份的估算值与PM估算值无显著差异。Kpen月估算值与PM估算值相比,既有高估(5-10月),也有低估,高估最大的月份平均偏高19.7mm(14.5%),且在南方站点的秋冬季有近6个月与PM无显著差异。(3)Pen63和FAO79的年值均显著大于PM年值,平均偏高103.8mm(11.8%)和191.5mm(21.3%)。FAO24年平均低估PM值60.9mm(6.3%),Kpen则平均高估50.5mm(5.8%)。(4)时间尺度对评价结果具有一定影响,4种综合法依据日、年值的评价效果排序分别为Pen63>FAO24>Kpen>FAO79和Kpen>FAO24>Pen63>FAO79。在日尺度下4种方法更适于湿润气候,但年尺度下仅FAO79和FAO24较适于湿润气候。可见,4种综合法以Pen63普适性最好,FAO79最低,因此使用FAO79前对其进行适应性评价尤为重要。

林带两侧附近作物生产效能的研究

文中探讨了农林复合系统中林带两侧附近作物的生产效能。结果表明：其附近农田CO2浓度水平和垂直分布不均匀，光合强度于近林带的0．5H（距林带0．5倍树高）处数值明显低于2H（距林带2倍树高），尤以NO5H（指林带北侧0．5倍树高）处最低。光能利用率的分布也表现出类似的特点。水分利用效率分布与上述参数不同之处在于其最低值出现在SO5H（指林带南侧0．5倍树高处），而NO5H，由于林带遮荫，蒸腾量减少，仍表现出较高的水分利用效率。

基于熵值法的玉米产量组合预测模型

为了提高玉米产量预测的精度。利用熵值法为每种单一预测模型分配加权系数;将各单一预测模型的预测结果加权求和得到了组合预测模型的预测结果,建立了玉米产量组合预测模型。利用2000～2006年玉米产量资料进行模型精度检验,结果表明,组合预测模型的精度有明显提高,说明应用组合预测方法进行玉米产量预测是可行的。

中国生物炭研究及其产业发展趋势

以生物炭为核心的秸秆炭化还田技术不但为秸秆等农林业废弃物提供了一条变废为宝的出路,更为提高耕地生产能力、促进农业固碳减排提供了有效手段。生物炭技术的产业化发展对治理农村面源污染、改善农村生态环境、促进耕地可持续发展和保障国家粮食、环境和能源安全都具有重要意义。因此,国家应加大生物炭技术的政策扶持力度,尽快制定生物炭行业技术标准和生物炭减排计量方法;立项支持生物炭产业研发项目,为低碳农业发展提供科技支撑;尽快成立国家生物炭工程技术研究中心,逐步促进农林废弃物的炭化综合利用;广泛开展生物炭技术研发合作,成立生物炭产业技术创新联盟。

纵轴流脱粒装置水稻最佳脱粒分离参数预测与控制（英文）

在水稻脱粒过程中,脱粒滚筒的转速、凹板间隙、齿间距等是脱粒籽粒损失率和脱粒功耗的重要影响因素。为获得水稻联合收割机上纵轴流脱粒滚筒的最佳脱粒参数组合及可控范围,在自行研制的切纵流脱粒分离试验台上开展了水稻脱粒分离性能试验研究。对纵轴流滚筒在不同脱粒滚筒转速、凹板间隙、齿间距参数组合下进行水稻脱粒性能台架试验研究,并对试验结果进行回归分析和置信度分析。将获得的最佳操作参数置信区间用于控制纵轴流滚筒的水稻脱粒性能并预测其最优参数组合,同时进行了验证。结果表明,为将纵轴流脱粒滚筒的总损失率控制在0.33%以内且将脱粒功耗控制在46.36 k W以内,则具有95%置信度的纵轴流滚筒转速为772.61～905.74 r/min、脱粒间隙为22.18～37.93mm、齿间距为104.96～170.17 mm,其相应的纵轴流滚筒最佳转速为839r/min、凹板间隙为30 mm、齿间距为138 mm。该研究对于降低纵轴流滚筒的脱粒功耗和籽粒损失具有重要意义,同时可为水稻联合收割机纵轴流脱粒滚筒最佳结构及参数设计提供参考。

我国水稻主产区农机农艺融合现状研究

农机农艺融合问题是我国农业机械化发展过程中遇到的重要问题之一。为此,以农机与农艺相互适应协调发展为理念,实地调研了我国5大稻区水稻生产农艺流程,简要概括了农业机械化现状和不同地区对农机性能的要求,以期为农机农艺融合提供理论依据。结果表明,水稻生产农机农艺的融合主要发生在耕整地、栽植和收获环节,不同区域在这些环节的生产方式上存在一定的差异。