Optimized design and experiment of a fully automated potted cotton seedling transplanting mechanism

In order to improve the accuracy and stability of transplanting machine seedling picking,a seedling pick-up mechanism was designed,which was controlled by a controller and driven by brushless DC servo motor.At the same time,the parameters of the seedling manipulator were optimized:the mathematical model for the seedling pick-up mechanism was established.According to the predetermined trajectory requirements,the objective function and constraint conditions were proposed,and then the optimal size was obtained by a multi-objective genetic algorithm.At last,Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems(ADAMS)software was used to simulate and analyze the kinematics and trajectory of the seedling pick-up mechanism,and the mechanism was tested to verify the effectiveness of the mechanism prototype.The experiments showed that the success rate of seedling picking was 94.32%,the rate of acceptably planted seedlings was 96.67%,and the rate of excellently planted seedlings was 63.48%.

棉花苗期生长发育对土壤速效钾水平的响应

【目的】研究棉花苗期主要生长发育性状对土壤速效钾水平的响应,为筛选棉田土壤速效钾评价指标提供依据。【方法】以中棉所100为供试品种,采用长0.8 m、宽0.58 m、深0.44 m的塑料箱,每箱装土240 kg,通过添加钾肥设置68.1、77.4、93.3、104.2、122.9、130.9、142.4和171.1 mg/kg 8个速效钾水平土壤处理(分别以K_(1)、K_(2)、K_(3)、K_(4)、K_(5)、K_(6)、K_(7)和K_(8)表示)。在棉花一叶期、三叶期、五叶期、七叶期和现蕾期5个时期取样,测定棉株农艺性状、干物重、全钾含量、光合指标等。【结果】棉花一叶期,不同土壤速效钾水平间棉花株高、茎粗无显著差异;三叶期、五叶期、七叶期和现蕾期,棉花株高和茎粗均呈随土壤速效钾水平提高而增加的趋势;土壤速效钾分别达到K_(4)和K_(5)处理水平时,棉花株高和茎粗基本趋于稳定。K_(5)处理及以上处理的叶面积、干物重显著高于其他处理,但这些处理之间无显著差异。蕾期各处理棉株功能叶片的E、Ci、Gs、SPAD等值对土壤钾水平无显著响应。K_(7)处理Pn显著优于K_(2)与K_(3)处理。【结论】当土壤速效钾水平高于123 mg/kg时,可促进棉株苗期养分吸收和干物质积累,促进棉株茎秆生长,叶面积增大,使棉花苗期的生长发育进程加快,有利于棉花从营养生长向生殖生长转化。

油菜钵苗移栽机成穴器参数优化与试验

为了降低成穴作业过程中的功耗和减少孔穴成型过程中的穴内回土量,开展了油菜钵苗移栽机成穴器的参数优化研究。对成穴器的运动轨迹及受力进行分析,确定影响成型孔穴外形尺寸及成穴作业功耗的因素,选取成穴器底端尺寸、入土角度和入土深度为影响因素,通过单因素试验及多因素试验进行参数范围选取及多目标优化仿真试验,建立成穴器入土阻力和穴内截面回土率的数学模型,得到成穴器各参数对成穴作业质量的影响规律及最优参数组合。仿真试验结果表明:影响入土阻力的因素主次顺序为入土深度、入土角度、底端尺寸,影响穴内截面回土率的因素主次顺序为入土角度、入土深度、底端尺寸;成穴器的最优参数组合为底端尺寸39 mm、入土角度20.5°、入土深度60mm。利用成穴装置试验台对成穴作业效果进行验证,结果显示孔穴穴口直径、有效深度、入土阻力、穴内截面回土率的土槽试验结果与仿真值的相对误差分别为7.7%、3.7%、4.5%、8.3%,所成孔穴满足钵苗移栽要求,验证了所建模型和优化参数的准确性。

菜籽饼肥对红瑞木移栽苗生长和苗圃土壤肥力的影响

以1年生红瑞木扦插苗为试验材料,在田间条件下,设置5个施肥处理,研究了不同比例的菜籽饼肥对红瑞木移栽苗生长和土壤养分的影响。结果表明,与仅施用化肥处理相比,施用35%化肥+65%菜籽饼肥显著提高了红瑞木移栽苗的株高、地径、根系干重、茎干重、叶干重及其苗圃土壤的有机质含量、碱解氮含量、有效磷含量、速效钾含量、脲酶活性、磷酸酶活性、蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性。综合分析来看,红瑞木移栽苗整地时施用35%化肥+65%菜籽饼肥较为适宜。

棉花种植机械化关键技术与装备研究进展

作为棉花产业发展的基础环节,棉花种植机械化是制约棉花产业发展的重要瓶颈。实现棉花种植机械化是棉花产业发展方式转变、提质增效、提升国际市场竞争力的重要途径之一,也是棉花产业全程机械化和规模化的研究重点。该文总结了中国棉花种植现状和特点,阐述了国内外典型棉花种植机械化关键技术与装备的研究现状,重点剖析了棉花育苗移栽和直播2种主要种植技术与装备发展动态。在此基础上,结合精准农业背景和棉花产业生产发展要求,归纳了现有棉花种植机械化技术与装备面临的机会和挑战,提出未来的研究方向和发展建议,以期为棉花种植机械化技术研究与装备创新设计提供参考。

水稻插秧试验装置设计

水稻插秧试验装置可以为水稻插秧机各主要部件技术参数优化设计、成熟产品的性能测试,给可靠性试验提供技术平台。该试验装置在久保田四行水稻插秧机的基础上,保留移箱机构、秧苗箱、秧苗箱滑道、分插机构等核心部件,做出相应改造实现分插机构转数、秧苗箱横向移箱次数、纵向送秧量、秧门宽度、相对秧门分插机构位置、秧苗箱倾斜角度和高度的调节。设计基于PLC可编程序的控制系统,按水稻插秧试验要求开发管理和控制软件,转速、扭矩、功率等数据可自动采集、显示存储,并按标准格式打印。

水盐耦合对滴灌棉花出苗率及苗期生长的影响

为探究不同初始土壤含盐量和灌水定额条件下,土壤水盐的变化特征、棉花出苗率及幼苗生长。通过桶栽试验,设置2个出苗水灌水定额168.8 m^(3)/(hm^(2)·次)(W1),225.0 m^(3)/(hm^(2)·次)(W2),5个初始土壤含盐量0.05%(T0,0.45 mS/cm)、0.2%(T1,1.79 mS/cm)、0.4%(T2,3.58 mS/cm)、0.6%(T3,5.37 mS/cm)、0.8%(T4,7.16 mS/cm),共10个处理,研究不同处理下滴灌棉田水盐分布对出苗率及幼苗时期株高、茎粗及叶面积的影响。结果表明:出苗水灌溉对棉花根区产生显著淋洗作用,高灌水定额处理淋洗的程度大于低灌水定额。W2T4处理相较于W1T4处理出苗时间提前4 d,出苗率增加13.33%,W2T0处理相较于W2T4处理出苗时间提前2 d,出苗率增加66.67%。W1T0处理株高、茎粗、叶面积相较于W1T1处理增加5.33%、35%、74.92%,W2T0处理株高、茎粗、叶面积相较于W1T0处理增加1.27%、14.81%、18.78%,W2T1处理株高、茎粗、叶面积相较于W2T0处理增加56.25%、6.45%、56.48%。针对电导率和棉花出苗率进行关系拟合,得出棉花出苗时期耐盐阈值为土壤含盐质量分数0.56%。在W1灌水定额下,随初始土壤含盐量增大幼苗生长呈现下降的趋势,在W2灌水定额下,随初始土壤含盐量增大幼苗生长呈现先增大后减小的规律。在盐渍土条件下,提高灌水定额,可以合理调控水盐分布,减轻盐分对棉花萌发及幼苗生长的影响。

林业苗木移栽机碎土机构的设计与试验

在林业发展过程中,苗木移栽是一个重要的环节。为解决现有移栽机无法直接进行碎土作业和实际作业过程繁琐等问题,设计了一种带有碎土机构的一体式移栽机。通过对碎土机构进行运动学分析,使用ADAMS仿真得出不同速度比下标记点处的轨迹和总位移曲线图,确定了当速度比λ=9时碎土机构的碎土率较高、碎土性能较好,更符合实际要求。采用ANSYS对碎土机构进行强度分析和疲劳寿命分析,得到了碎土机构的最大应力、最大位移变形、最大疲劳寿命和安全系数,经分析其各项参数均符合使用要求。试验测试表明:当移栽机前进速度v_(0)=1.5m/s、刀轴转速n=429.7r/min时,一体式移栽机的碎土率均值为88.46%,满足实际作业要求。

可降解地膜覆盖对膜下滴灌棉田土壤水分和温度及棉花产量的影响

为探究可降解地膜在哈密地区滴灌棉田的适用性,本文选择了黑色氧化-生物双降解膜(BM1)、白色氧化-生物双降解膜(BM2)、黑色全生物降解膜(BM3)、白色全生物降解膜(BM4)4种降解地膜,并以普通塑料地膜覆盖为对照(PE),在2019—2020年以棉花为试验对象研究分析了不同类型地膜的降解特性及对棉花生育期土壤温度、棉花出苗和产量的影响。结果表明:BM2处理最早开始降解(覆膜后80 d),白色降解地膜的降解速率高于黑色降解地膜,普通塑料地膜基本不产生降解。BM2在覆盖180 d其面积损失率和质量损失率平均达到67.42%和81.67%。降解地膜处理0~100 cm土层土壤平均质量含水率在花期、铃期、吐絮期显著低于PE处理。降解膜覆盖处理土壤温度与PE处理的温差均呈现先增大后减小的趋势,在花期达到最大值。BM2处理籽棉产量最高,2019年和2020年分别为7765和7901 kg/hm^(2),显著高于BM1与BM3处理(P<0.05)。综上,推广白色氧化-生物双降解膜(BM2)可作为解决哈密地区棉田残膜污染和保证棉花增产稳产的有效措施。

不同棚膜小拱棚地膜处理对苗期棉花的影响

南疆地区早春低温冷害、沙尘与冰雹等极端天气影响棉种萌发及幼苗发育,为解决极端天气影响棉花出苗及减产问题,在新疆阿克苏地区沙雅县海楼镇开展小拱棚大田试验。试验共设计3种不同材质棚膜,每种棚膜下设有无地膜两种处理方式,选取当地冬灌棉田(无小拱棚,有地膜)作为对照处理,共7组处理,每个处理设3个重复,分析不同处理对棉田耕作层(0~30 cm)土壤水热微环境、棉花株高茎粗、地上部干物质量及出苗率的影响。覆盖小拱棚有地膜处理苗期增温效果显著,有地膜处理5 cm土层日均土壤温度较无地膜处理增加2.9~4.2℃,较CK增加3.8~6.3℃;不同材质棚膜下棚内气温变化趋势相同,有地膜较无地膜处理棚内气温增加0.6~1.65℃,较CK增加1.2~3.8℃;覆盖小拱棚有地膜处理有很好的保水作用,0~30 cm有地膜较无地膜处理土壤含水率提高6.13%~6.70%,较CK提高1.17%~4.36%;不同材质棚膜下覆盖小拱棚有地膜处理对棉花株高、茎粗及地上部干物质量的积累影响显著,且能实现提早出苗。不同材质棚膜下覆盖小拱棚有地膜处理在棉花生产过程中均能提高地膜的增温保墒效果,M1(聚乙烯(PE)膜)轻薄且透光性好,综合分析可知,M1W处理能更好的发挥地膜的增温保墒效果,有效提高出苗率,延长棉花全生育期。

甘薯试管苗在土壤混合物为支撑物培养基上的培养与移栽技术研究

为了提高甘薯脱毒试管苗的移栽成活率及简化移栽方法,以土壤、细沙及泥炭土混合物取代琼脂为支撑物的甘薯脱毒试管苗培养基对试管苗进行培养测定其成苗率,以及对试管苗不同移栽方法的研究。结果表明:以土壤混合物为支撑物的培养基培养试管苗35 d后,均能较琼脂支撑培养基提高试管苗成苗率,明显提高了试管苗的茎粗、叶片数、株高等,形成壮苗;同时,脱毒试管苗带坨移栽大棚,空气相对湿度低至50%~60%的条件下,成活率均在92.8%以上,且较琼脂支撑物培养基培养试管苗移栽大棚降低环境条件,操作简便,减少移栽次数,缩短了从移栽至成活的生长周期,降低了生产成本。综上,本研究为脱毒甘薯产业化生产提供一种崭新方法。

机插稻育秧床土的培肥效应研究

床土培肥是培育水稻机插秧苗的首要措施。在不同类型床土条件下对培肥水平与床土速效氮磷钾增加的关系及育秧过程中的肥力消耗进行了分析。结果表明,通过添加速效肥料进行床土培肥,随培肥量增加床土速效氮磷钾含量迅速增加,速效氮的增加呈指数关系,高培肥处理的增幅大于低培肥处理,丘陵土的增加快于冲积土;速效磷含量随培肥水平的提高直线上升,床土类型间有显著差异,丘陵土快于冲积土;速效钾的增加趋势与速效磷相似,但增速在不同床土间几近相同。育秧过程中速效养分的消耗也各具特点,总的趋势是高培肥水平下高消耗,速效氮消耗快于速效磷和速效钾。一定肥力范围内,秧苗株高和地上部干物质随床土培肥水平的升高而增加,通过床土培肥措施可以有效地调控秧苗株高。但根/冠比随培肥水平增加而下降。只有在合适的肥力指标范围内,才能育成适宜形态和地上、地下部生长均衡的健壮机插秧苗。

不同密度对穴盘育苗移栽棉花生长发育及产量的影响

为研究穴盘育苗移栽棉花的关键栽培技术,在大田栽培条件下,以科棉6号为研究材料,分析不同密度条件下,穴盘育苗移栽棉花的生长发育特性。结果表明,在密度3万株/hm2条件下,穴盘育苗移栽棉花每公顷成铃最多,达90.3万个,产量最高,达4300.5kg/hm2。在营养生长方面,株高随密度的增加而增加,但3.6万株/hm2处理株高太高,需控制其株高生长。单株主茎叶数则表现为,在低密度条件下较多,高密度条件下较少,如8月15日,密度1.8万株/hm2处理主茎叶数26.2张,3.6万株/hm2处理仅为24.0张。但在3万株/hm2条件下,群体LAI较为适宜,叶角较高,叶片直立,如在8月15日,LAI为3.75,叶角62.3。在生殖生长方面,各密度处理间单株现蕾数无明显差异,单株成铃在低密度条件下成铃高。但密度3万株/hm2处理群体蕾量较高、成铃数最多。进一步分析各处理群体质量指标结果表明,密度3万株/hm2处理亩果节、成铃率、高效叶面积、铃叶比均最为适宜。

棉花育苗技术的研究现状及展望

概述了我国棉花育苗移栽的历史、各种育苗技术的最新研究进展,提出了当前棉花育苗技术中所存在的问题,配套技术的研究方向,育苗技术的发展趋势与应用前景,为我国棉花生产走工厂化育苗和机械化移栽提供依据。

棉花裸苗移栽机自动送苗机构的设计与仿真分析

为解决当前棉花裸苗移栽机缺少自动送苗机构和移栽漏苗问题,针对富来威2 ZQ4型半自动棉花裸苗移栽机,设计了一种能自动完成棉苗的横向输送和纵向输送的自动送苗机构,并在此基础上设计了空苗检测控制系统。当检测系统检测出苗盘空穴时,控制系统控制送苗机构加速运动,使取苗机构的机械手能够正常取苗,减少棉苗漏栽。通过运动仿真分析,所设计机构的运动轨迹为"弓"字型,送苗间隔时间为1.6 s,能够满足棉花裸苗移栽的要求。

湖北省棉花育苗移栽技术的应用研究进展

概述了湖北省棉花育苗移栽的历史和增产机理,分析了棉花生产发展过程中的几项育苗移栽技术,提出了目前棉花育苗移栽技术中存在的问题,探讨了棉花育苗移栽技术的发展方向。

裸苗移栽棉花缓苗期抗氧化酶活性和叶绿素含量的变化特点

2007年在一熟棉田设裸苗移栽、钵苗移栽和直播3个处理,在麦棉两熟裸苗移栽棉田设置地膜覆盖和不覆盖两个处理,在移栽后40d内分次取样测定棉花功能叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和叶绿素含量。结果表明,移栽棉花由于移栽时根系受损,存在明显的缓苗期,缓苗期内功能叶片三种酶活性和叶绿素含量变化规律均表现为先升高而后下降或趋于平稳变化;CAT、POD较SOD对逆境的反应敏感,其活性当处于逆境时快速升高,逆境解除时就迅速下降;地膜覆盖有利于缩短移栽缓苗期,促进棉苗早发。

干播湿出棉田土壤温度及水分对出苗率的影响

在新疆南疆灌区棉花干播湿出种植方式下,通过田间试验研究土壤温度、水分变化及其对出苗率的影响.研究表明：各处理不同深度土壤温度在一天中表现为低-高-低的变化规律;表层5cm内土壤温度变幅最大,平均增幅63.5％～70％;随着深度增加土壤温度变化逐渐趋于平缓.各处理不同深度处下层土壤温度达到峰值的时间滞后于上层土壤,上层土壤降温速度高于下层土壤;土壤含水率越大地温变幅越小;600 m3/hm2的干播湿出灌水定额可为棉花种子发育创造较好的湿热环境,利于棉花出苗.

棉花与不同作物同穴互作育苗对土壤微生物、酶活性和根系分泌物的影响

为了探明两苗互作育苗提高棉苗素质的机理,本试验在塑料温棚20～30℃、自然光照条件下,采用532×280mm2具有200方形孔的塑料育苗盘,用土壤作基质,以棉花单作育苗为对照,研究了棉花分别与小麦、玉米、谷子和高粱同穴互作育苗对土壤微生物、酶活性及根系分泌物的影响。结果表明,随互作苗的加入,育苗土壤中细菌和放线菌数量显著增加,真菌数显著降低;脱氢酶、中性磷酸酶、转化酶和脲酶活性显著提高;2,4-二叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基苯酚、邻苯二甲酸二丁酯和9-16碳烯酸甲酯根系分泌物的积累量显著减少,棉苗则表现为根系活力、叶片可溶性糖含量和ATP含量显著提高,增加了棉苗根重、苗重和侧根数,棉苗离床存活期延长,栽后缓苗期缩短。在四种互作处理中,以棉花+小麦、棉花+谷子处理中棉苗素质表现较好。综上,两苗同穴互作育苗改善了育苗土壤微生物数量和结构,这可能是提高土壤酶活性和降低土壤有害根系分泌物积累的主要原因,进而提高了棉苗素质。

适宜棉花成苗的咸水灌溉方式及矿化度指标确定

为大规模开发利用河北低平原浅层地下咸水，保障棉花生产，该文采用畦灌和沟灌2种造墒方式，设计5种灌溉水矿化度水平，开展了连续6a的大田咸水造墒植棉试验，分析了不同造墒方式下灌溉水矿化度对棉花出苗及幼苗生长的影响。结果表明，当灌溉水矿化度达到一定水平后棉花齐苗率显著降低（P＜0.05），由于棉花萌发和出苗阶段抗逆性差，棉花齐苗率显著降低时的灌溉水矿化度阈值年际间差异较大；2种造墒方式下棉花齐苗率与耕层土壤盐度显著相关（P＜0.01），且相关方程的斜率相近，但畦灌处理的耕层地温和其他土壤性状指标优于沟灌处理，导致土壤盐度相同时畦灌处理的棉花齐苗率高出5.5～7.7个百分点；4 g/L以上灌溉水矿化度处理的耕层土壤盐度呈现出随灌溉年份增加而累积的趋势，因此长期灌溉对棉花齐苗率的负面影响存在累积效应。在保证与淡水灌溉相比棉花齐苗率不降低的情况下，畦灌和沟灌处理的适宜造墒水矿化度应分别控制在6和4g/L以下，正常情况下畦灌较沟灌更有利于棉花齐苗和幼苗生长。该研究为指导当地咸水造墒植棉提供参考。