考虑多层作业工况预测的燃料电池拖拉机分层节能协同优化策略

燃料电池因其无污染、高效率的优势,被认为是实现绿色农机的发展方向。目前,制约燃料电池拖拉机发展的主要挑战是构建动力系统能量分配与不稳定作业工况间的紧密联系。因此,本文设计了一种燃料电池拖拉机分层节能优化策略,通过预测多层未来作业工况,降低拖拉机能量消耗和动力系统寿命损耗带来的成本。具体地,基于真实拖拉机作业工况,求解最优动力分配序列,建立基于深度学习的车辆状态和SOC参考轨迹映射模型,为下层的功率分配策略提供参考。结果表明,与没有工况预测的策略相比,所提出的策略节约了约56.8%的总等效氢气消耗、约8.8%的总成本。

不同降水年型旱地小麦休闲期耕作的蓄水增产效应

为明确旱地小麦通过休闲期耕作实现蓄水增产的技术途径,2009-2012年连续3个小麦生长季,在山西省闻喜县进行了休闲期深翻、深松或无耕作的田间试验,以明确不同耕作措施对土壤水分变化、小麦产量形成的影响。结果表明,深翻和深松处理播种期0～300 cm土壤蓄水量增加,枯水年增加63~91 mm,平水年增加41～70 mm,丰水年增加54～74 mm,尤其在枯水年和丰水年生育后期蓄水效果仍显著,休闲期土壤蓄水效率显著提高,枯水年提高147%~205%。深翻和深松处理在枯水年和丰水年可促进小麦生育后期吸收300 cm土层土壤水分,使产量和产量构成因素显著提高,尤其在枯水年产量提高34%～45%。在平水年,穗数、穗粒数和产量显著提高,且在平水年和丰水年深翻和深松处理对产量构成因素中的穗数影响最大。深翻和深松处理后降水生产效率和水分利用效率显著提高。不同降水年型休闲期耕作条件下,穗数与播种至拔节期120～180 cm、拔节至开花期60～120 cm土层土壤贮水减少量关系密切,穗粒数与播种至拔节期60～120 cm土层关系密切,产量与拔节至开花期60～120 cm、开花至成熟期120～180 cm土层关系密切。总之,在本研究条件下,旱地小麦休闲期深翻或深松耕作有利于蓄积休闲期降水,改善底墒,尤其枯水年的效果更为明显；有利于增加土壤水分,促进小麦向深层吸收土壤水分,优化产量构成,实现增产。在枯水年和平水年,以休闲期深翻效果较好,在丰水年以休闲期深松效果较好。

不同耕作深度对土壤物理性状及烤烟根系空间分布特征的影响

为探讨不同耕作深度对烤烟产量产值的影响,揭示烟田深耕增产增效机理,以烤烟‘K326’品种为材料,基于田间定位试验,设置对照翻耕20 cm（GS20）、翻耕30 cm（GS30）和翻耕40 cm（GS40）3个处理,研究不同耕作深度对烟叶产量产值、烟田土壤物理性状和烤烟根系空间分布特征的影响。结果表明：深耕措施对改良土体结构、促进土壤蓄水、优化烤烟根系构型和增加烟叶产量产值有较好效果。深耕处理显著降低亚表层20~40 cm土壤容重,同时显著增加该土层土壤总孔隙度和土壤毛管孔隙度。其中,与GS20处理相比,GS30和GS40处理土壤容重分别降低8.4%和9.4%,总孔隙度分别提高15.6%和13.1%,毛管孔隙度分别提高25.8%和24.8%。与对照GS20相比,GS30和GS40处理显著增加团棵期表层0~20 cm土壤含水量,显著增加旺长期、成熟期亚表层20~40 cm土壤含水量。深耕处理不仅显著增加烤烟根系绝对量,还促进根系向深层土壤生长,提高烤烟根系根深指数。其中,GS30和GS40处理根系生物量鲜重分别比GS20高31.2%和89.2%,根深指数分别提高7.6%和4.5%。与对照GS20相比,GS30和GS40处理烟叶产量分别提高7.0%和27.3%,均价分别提高1.8%和6.2%,上等烟比例分别提高10.4%和24.4%,产值分别提高9.0%和35.1%,其中GS40与GS20存在显著性差异。研究发现,深耕措施首先作用于土壤容重、空隙等物理结构,然后影响烟田土壤蓄水储熵,促进烤烟早生快发,优化烤烟根系空间分布构型,进而作用于地上部形态建成,最终影响烟叶产量产值。

深翻耕和连作对植烟土壤养分及其生物活性的影响

采用池栽试验对不同处理土壤的养分及其生物活性的动态变化进行研究。结果表明:(1)烟草长期连作使土壤养分不均衡,土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性下降,微生物量氮含量、细菌和真菌数量减少,而土壤微生物量碳含量逐渐变大。(2)深翻耕促进了土壤氮素转化,减缓了土壤酸化,提高了土壤有机质含量,这有利于烟草生长;深翻耕明显提高了土壤磷酸酶和蔗糖酶活性,但对过氧化氢酶活性影响较小,而对脲酶活性有负影响;深翻耕增加了土壤微生物数量和微生物量碳氮含量,这有利于促进土壤养分转化和土壤酶活性提高。

旱地小麦休闲期深翻覆盖对土壤水分及其利用效率的影响

为充分利用休闲期降水, 提高旱地麦田土壤蓄水保墒能力, 达到＂伏雨春用＂的目的, 本文将耕作蓄水技术与覆盖保水技术相结合, 采用大田试验研究了从前茬小麦收获后15 d或45 d进行深翻及深翻后采取渗水地膜、液态地膜覆盖对旱地小麦土壤水分及水分利用效率的影响。结果表明： 前茬小麦收获后45 d深翻较15 d深翻可显著提高小麦收获后65 d（休闲期）至316 d（孕穗期）土壤蓄水量、播前120~300 cm各土层土壤蓄水量和小麦水分利用效率。休闲期深翻覆盖可显著提高65 d（休闲期）至316 d（孕穗期）土壤蓄水量及播前0~ 300 cm各土层土壤蓄水量, 显著提高小麦水分利用效率, 且均以渗水地膜覆盖效果最好。此外, 前茬小麦收获后45 d深翻较15 d深翻可显著减小播种至拔节期60~300 cm, 拔节至开花期0~60 cm、120~240 cm, 开花至成熟期180~300 cm土壤水分减少率, 且深翻后采用渗水地膜覆盖对拔节至开花期土壤水分减少率调控效应较大。 总之, 旱地小麦休闲期等雨后深翻有利于提高土壤蓄水量与水分利用效率, 深翻后覆盖有较大的调控效应, 且采用渗水地膜覆盖效果更好。因此, 休闲期等雨后（约7月底或8月初）深翻并立即采用渗水地膜覆盖的技术是旱地麦田休闲期蓄水保墒的新途径, 且此技术可为旱地小麦高产、稳产、高效提供保障。

不同降水年型下旱地深翻时间和施肥方式对小麦产量及水肥利用率的影响

为提高旱地小麦自然降水和肥料利用效果以实现稳产高产栽培,通过3个不同降水年型田间试验,研究了晋南旱地麦田休闲期深翻时间和氮、磷施用方式对小麦群体、产量及水肥利用率的影响。结果表明,休闲期降水量及其分布、深翻时间和施肥方式共同影响旱地小麦播前0~200cm土壤蓄水量、产量、水肥利用效率。休闲期丰水年较平水年和枯水年分别增产75.29%和170.39%,播前0~200cm土壤贮水量分别多42.77mm和116.91mm,水分利用效率分别高2.94和8.77kg·mm-1·hm-2,氮、磷利用效率也较高。8月中上旬深翻蓄水效果较好,可促进小麦植株和籽粒对氮、磷的吸收,增加冬前茎数和穗数,8月中旬深翻较7月中旬深翻增产5.43%~18.15%,播前0~200cm土壤贮水量增加12.12~18.45mm,水分利用效率和磷素利用率也较高。与播种前配施氮、磷肥相比,8月中上旬深翻时配施磷肥,播种前施入氮肥,可提高冬前和拔节期茎数、穗数和穗粒数,促进氮、磷积累和转运,从而增产,同时提高收获期0~200cm土壤贮水量和水分利用率。在当前气候、栽培条件下,晋南丘陵旱地不同降水年型下均以8月中上旬深翻配施磷肥,播种前施入氮肥可提高土壤渗水特性,最大限度纳秋雨蓄墒,增加小麦冬前和拔节期茎数和穗数,提高产量和水肥利用效率。

休闲期深翻覆盖对旱地小麦土壤水分运行及产量与品质形成的影响

为充分利用休闲期自然降水，提高旱地麦田土壤的蓄水保墒能力，达到“伏雨春用”的目的，本研究在山西闻喜县旱地麦田将休闲期耕作与覆盖相结合，采用大田试验方法研究了前茬小麦收获后15d 或45d 进行深翻，而后立即采取渗水地膜或液态地膜覆盖对旱地小麦土壤水分、产量及其构成、品质形成的影响效果，试图探索旱地小麦蓄水保墒技术新途径。结果表明，前茬小麦收获后45 d 深翻较15 d 可显著提高麦收后65 d 至孕穗期100～300 cm 土壤蓄水量，可显著提高播前至孕穗期0～300 cm 总土壤蓄水量，且覆盖的蓄水效果可延续至开花期，以渗水地膜覆盖效果较好。前茬小麦收获后45 d 深翻覆盖较15 d 可显著提高穗数、产量、籽粒蛋白质及其组分含量、籽粒蛋白质产量，且以渗水地膜覆盖效果较好。此外，播前80～200 cm 土壤蓄水量与穗数、产量显著相关；播前和开花期120～300 cm 土壤蓄水量与籽粒蛋白质及其组分含量、籽粒蛋白质产量显著相关，播前80～280 cm 、开花期40～60 cm 、100 cm 、240～300 cm 土壤蓄水量与谷醇比显著相关。总之，休闲期等雨后深翻并采用渗水地膜覆盖有利于提高旱地小麦土壤蓄水量，达到伏雨春用的目的；有利于优化产量结构，提高产量；有利于提高籽粒蛋白质品质，实现优质。

耕层调控和有机物料还田对小麦产量及氮磷钾分配利用的影响

为了探究耕层调控和有机物料还田对小麦产量及养分分配和利用的影响,在长期定位试验的基础上,以半冬性小麦品种矮抗58为材料,分析了在深耕、有机肥和秸秆还田条件下,小麦产量性状及氮磷钾在地上部分各器官中的分配特点。结果表明,小麦地上部器官氮含量表现为:籽粒>叶片>茎鞘>颖壳+穗轴,秸秆还田有利于增加植株氮素积累;地上部器官磷含量表现为:籽粒>叶片>颖壳+穗轴>茎鞘,有机肥还田促进了磷素向地上部分配,秸秆还田影响不如有机肥明显;地上部器官钾含量表现为:茎鞘>叶片>颖壳+穗轴>籽粒,有机肥还田可显著促进植株对钾素的吸收。深耕处理提高了小麦产量,其中深耕+有机肥+秸秆还田处理增产效果最好,养分利用率最高。

渭北旱原夏闲期麦田不同耕作措施的土壤贮水效应

【目的】研究免耕、深松和翻耕麦田夏闲期土壤贮水能力,揭示3种耕作方式麦田土壤蓄水保墒能力产生差异的机理。【方法】选取渭北旱原中等产量水平的旱作麦田,于2007和2008年麦田夏闲期,研究免耕、深松和翻耕3种耕作方式下,麦田0~300 cm土层土壤贮水量和降雨后土壤水分的时空变化特征。【结果】2007和2008年夏闲前后,免耕、深松处理0~300 cm土层土壤含水量较翻耕处理分别提高47.2%,55.6%和38.9%,22.2%,均达到显著水平（＜0.05）,并且3种耕作方式土壤贮水量的差异主要体现在160或140 cm以上土层;免耕和深松土壤贮水效果总体优于翻耕处理,但免耕和深松处理在2007和2008年的土壤贮水效果有一定差异,前者深松优于免耕,差异不显著,而后者免耕显著优于深松;夏闲期＜10 mm降雨后3,7和13 d,免耕和深松土壤0~100 cm土层含水量均高于翻耕农田,而免耕和深松土壤水分的差异主要出现在降雨后7 d;10~30 mm降雨后7 d,免耕和深松土壤0~200 cm土层含水量明显高于翻耕土壤,但在降雨后1和3 d无显著差异。【结论】夏闲期免耕和深松耕作方式较翻耕方式显著提高了土壤的贮水能力，其机理主要在于免耕和深松耕作方式增强了降雨后土壤的蓄水保墒能力。

休闲期深翻覆盖对旱地小麦土壤水分、花后脯氨酸及籽粒蛋白质积累的影响

研究休闲期不同时间深翻覆盖对土壤水分、花后脯氨酸与籽粒蛋白质积累的影响。结果表明:(1)休闲期深翻覆盖可提高播前0-300cm各土层土壤蓄水量,有利于促进根系吸收深层土壤水分,增加作物耗水量,致使开花期土壤蓄水量降低,且等雨后深翻并采用渗水地膜覆盖效果较明显。休闲期深翻覆盖可提高花后旗叶脯氨酸含量、花后5～20d籽粒脯氨酸含量、旗叶谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH)活性,可提高籽粒蛋白质及其组分含量、谷/醇比、籽粒蛋白质产量,以等雨后深翻并采用渗水地膜覆盖最高。且等雨后深翻采用渗水地膜覆盖对灌浆前期旗叶和籽粒脯氨酸含量、旗叶GS和GDH活性均有较大调控性。(2)开花期深层土壤蓄水量与旗叶和籽粒脯氨酸含量关系密切,且与旗叶脯氨酸含量相关性较大。花后旗叶脯氨酸含量与旗叶GDH活性相关显著,而籽粒脯氨酸含量与旗叶GS活性相关显著。籽粒蛋白质及其组分含量、蛋白质产量均与旗叶GS和GDH活性相关显著,谷/醇比与旗叶GS活性相关显著。说明开花期土壤干旱可促进旗叶和籽粒脯氨酸积累,从而影响花后旗叶GS和GDH活性,有利于籽粒蛋白质积累,提高籽粒蛋白质品质。总之,旱地小麦休闲期等雨深翻后覆盖有利于提高底墒,促进根系生长,有利于提高籽粒蛋白质含量及其品质,以采用渗水地膜覆盖效果明显。

基于TRIZ理论的烟田小型深耕机研制

重庆丘陵山区烟叶生产已大量推广应用微耕机,而现有微耕机受到耕深的限制,长期使用会在耕作层下形成硬底层,对烟叶生产造成严重影响.同时现有微耕机振动大,操作困难.但是,已有的深耕机械由于体积和重量等因素不能适应丘陵山区使用.基于TRIZ创新理论,运用"物质-场模型"与"虚实并存耕作法"确定了小型深耕机的耕作模式,结合"矛盾矩阵",采用创新原理解决了相应的技术矛盾,优化了关键部件的结构,大大减小了深耕机的振动.最终研制出了一种适用于丘陵烟田的小型深耕机.经田间试验表明:该机能够满足耕深在30cm及以上的设计要求,且耕深稳定,操作容易.

不同深耕方式和秸秆还田对夏玉米植株性状及籽粒产量的影响

以深耕(常规耕作)、秸秆还(不还)田为要素组合5种不同处理,研究其对夏玉米的叶面积指数、灌浆速率(百粒重)、下部茎节、穗部性状及产量的影响。结果表明:各处理玉米籽粒在灌浆前期干重快速增长,而后平缓持续增长;秸秆还田对玉米叶面积指数影响较大,对下部茎节的节长和茎粗影响也较大;隔1年深耕+秸秆还田处理在夏玉米的各个测定指标上均优于其他处理。可见,深耕和秸秆还田可增加夏玉米籽粒干物质的积累,提高叶面积指数,从而达到增产的效果。

小四轮拖拉机附加驱动叶轮的研究

附加驱动叶轮是为提高 8.8～ 11k W小四轮拖拉机旱地犁耕作业时附着性能而研制的。对驱动叶轮的几个主要参数的确定进行了探讨 ,并在休闲地中进行了牵引性能对比试验。结果表明 ,附加驱动叶轮后拖拉机的牵引功率提高了 19.3% ,牵引效率提高了 19.4% ,滑转率在 2 0 %以下时 ,挂钩牵引力达 40 0 0 N,完全满足土壤比阻在5 6 k Pa以下的旱地深耕需要 ,为小型轮式拖拉机广泛用于农田作业提供了一条新的途径。

翻转双向超深耕犁的研究与设计

针对目前新疆兵团农业生产对超深耕深翻作业机具的急需,新疆农垦科学院机械装备研究所研究开发了一种耕作阻力较小、可一机多用的新型翻转双向超深耕犁作业机具。该机具采用层耕作业形式,能够有效地减轻工作阻力,降低能耗,节约作业成本。试验证明,此机具能够满足超深耕深翻作业的要求。

翻转双向超深耕犁的试验研究

新疆农垦科学院机械装备研究所对翻转双向超深耕犁进行了2年的试验研究,总结了翻转双向超深耕犁的试验结果,认为该试验方法能够准确地测定翻转双向超深耕犁的作业质量及评定机具性能,能为不断改进提高超深耕犁的性能提供了科学、先进的试验方法和测试手段。

深翻和秸秆基质调控对设施黄瓜根系生长相关因子的影响

以黄瓜为试材,研究了不同深翻深度并添加秸秆基质对黄瓜根系生长相关因子及产量的影响。结果表明：不同深翻深度并添加秸秆可以提高黄瓜根系数、根体积、光合速率、20-40cm土层根比例和产量,降低20-40cm土壤容重;土壤深翻80cm并添加1.20kg/m2秸秆效果最为显著,与对照相比,根系数提高69.46%,光合速率提高65.79%,单株产量提高26.70%。

深翻对设施黄瓜生长和产量的影响

以黄瓜为试材,研究不同深翻深度对设施黄瓜生长和产量的影响。以添加秸秆不深翻为对照,进行深翻30、50、80 cm的3种处理方式,在初花期、结果前期、中期和后期测定生长指标及产量指标。结果表明,深翻可以提高黄瓜叶片数、叶面积指数、结果中后期的植株高度和茎粗度、结果前中后期的光合速率、结果中后期的根系数和根体积、20-40 cm土层中根的比例及产量。在结果中期和后期,尤以深翻50 cm对植株生长的提高效果最为显著,可显著提高叶片数12.20%和38.82%、叶面积指数16.67%和30.65%、植株高度22.98%和19.63%、茎粗度10.00%和6.52%、净光合速率50.33%和55.03%、胞间二氧化碳浓度30.47%和29.88%、蒸腾速率25.97%和31.35%、根系数48.01%和35.30%。50 cm深翻可显著增加20-40 cm土层中根的分部35.29%,黄瓜单株产量提高23.05%,总产量提高17.63%。因此,设施黄瓜栽培中50 cm深翻在生产实践中推广价值较大。

超深耕犁的性能试验与研究分析

【目的】系统阐述新疆农垦科学院机械装备研究所研制的翻转超深耕犁的结构特点和作业机理.【方法】用数据采集器收集了悬挂点所受拉力,经过软件处理显示了实时曲线,了解深耕作业时各悬挂点的受力变化情况.【结果】通过田间试验表明,翻转超深耕犁犁耕深度可达85cm以上,耕深稳定变异系数小于10%,土垡破碎率大于75%,植被覆盖率大于85%,工作可靠性均可达80%以上,各项指标均达到设计要求.【结论】试验证明该型犁具有作业效率高、稳定性好、结构坚固等优点,是一种性能优良的超深耕作业机具.

粮棉轮作模式下深翻对冬小麦灌浆期旗叶衰老、灌浆特性和产量的影响

为了解深翻与小麦灌浆的关系,以冀麦585为材料,采用大田试验研究了不同的深翻深度对冬小麦灌浆期旗叶衰老和灌浆特性及产量的影响。结果表明,深翻70 cm处理可以提高冬小麦灌浆后期旗叶SPAD值,提高叶绿素含量,延缓旗叶衰老;深翻50 cm和深翻70 cm提高灌浆期冬小麦的土壤含水量,旗叶的光合特性,延长叶片功能期;深翻处理提高灌浆后期小麦的籽粒干质量、最大灌浆速率、灌浆速率最大时的生长量和理论最大粒重,延后最大灌浆速率出现的时间;深翻30 cm和深翻50 cm处理通过提高千粒质量和收获指数来提高冬小麦的产量,其中深翻50 cm的保水效果好于深翻30 cm。因此,农业生产中合理深翻是提高冬小麦灌浆后期灌浆速率,延缓叶片衰老,从而提高产量的有效措施。

深翻晒垡防治根结线虫研究

[目的]探明深翻晒垡对防治根结线虫的影响。[方法]对烤烟移栽前2个月至移栽前7 d进行不同时间、不同深度的深翻晒垡7个处理,对其农艺性状、经济效益、根结线虫数量、根结线虫发病率、防效进行统计。[结果]移栽前2个月进行的20、40 cm的土壤深翻晒垡处理,从根结线虫发生程度、上等烟、均价、产量、产值综合考虑,表现较好;在防效方面,各处理间差异不大。[结论]深翻晒垡对防治根结线虫、增加经济效益有一定的促进作用。