Experimental Study of Drying Process of COLZA Seeds in Fluidized Bed Dryer by Statistical Methods

In this study the effect of initial parameters such as inlet gas temperature, initial particles temperature and gas velocity on temperature changes of solid particles and outlet gas temperature in a fluidized bed dryer was studied. For testing, an experimental setup was established. With combination of air and Colza seeds belonging to D groups of the Geldart classification (Geldart, 1986) fluidization regime was carried out. With five test series with maintaining the inlet gas temperature, solid particle temperature and outlet gas temperature during time were carefully measured. To analyze these data by using regression analysis to predict solid particle and outlet gas temperature, 2 correlations on initial pa-rameters were presented. The result has shown that temperature gradients in the beginning of fluidization, is very high and therefore the exponential functions in the regression model is used to predict the temperature changes.

平行犁组翻扣与旋耕组合式油菜种床制备装置研究

针对长江中下游稻-油轮作区土壤黏重板结、秸秆量大,油菜直播机采用普通旋耕时易导致种床耕层浅、秸秆埋覆率低,现有犁旋一体机作业时纵向尺寸大的问题,结合油菜直播农艺要求和合理耕层构建需求,设计了一种平行扣垡犁组,提出了一种“圆盘犁刀切茬-压茬,平行犁组翻扣埋茬,旋耕刀辊碎土-匀土”的组合式耕整作业方案。采用直纹面法对扣垡犁的犁体曲面进行设计,构建了犁体曲面解析参数方程,建立了基于离散元方法的耕作部件-土壤-秸秆互作仿真模型,应用EDEM软件开展了二次正交旋转试验,分析了扣垡犁扣垡性能。仿真结果表明:当偏转角θ取12°、元线角差值Δθ取11°时,犁体扣垡效果最优。田间试验结果表明:当耕深为230 mm、作业速度为5.15 km/h时,扣垡犁平均扣垡率为91.3%,有较好埋茬效果;平行扣垡犁组在高茬秸秆工况下有较好的通过性,秸秆平均埋覆率达到82.5%,平均耕深达到218.6 mm,耕深稳定性系数达到90.2%。田间对比试验结果表明:在水稻收获后平均留茬高度为513 mm的工况下,平行犁组翻扣与旋耕组合式油菜种床制备装置平均耕深达229.7 mm,秸秆埋覆率为87.5%,碎土率为89.7%,厢面平整度为31.8 mm,相比于普通旋耕机作业效果,平均耕深增大90.9 mm,秸秆埋覆率和碎土率分别提高7.2个百分点和6.5个百分点,作业质量满足油菜播种要求,符合油菜“深翻埋茬,上松下紧”的种床合理耕层构建要求。

麦-玉耕作秸秆混土还田模式下离散元参数标定

麦-玉一年两熟的江淮、黄淮地区秸秆混土还田保护性耕作模式,麦秸秆-土壤混合的种床缺乏准确的物料相互接触参数,阻碍了机械化玉米精密播种过程中关键部件、种粒、肥料与混合种床相互作用研究,进而制约了机具优化与改进。采用物理与EDEM离散元方法结合研究非连续体麦秸秆-土壤混合物之间相互作用,选用Bonding V2黏结模型搭建柔性麦秸秆段“元颗粒”,选取Hertz-Mindlin with JKR模型对一定湿度的土壤进行参数标定。首先,以圆桶提升麦秸秆和土壤种床混合物堆积角为响应值,采用Plackett-Burman筛选试验和最陡爬坡试验分别对显著影响因素从大到小排序和缩近最佳取值范围。利用Box-Behnken试验构建了显著影响因素与堆积角二阶回归模型,对显著因素交互项进行响应曲面分析,利用Design-Expert软件优化模型并以实测堆积角39.94°为目标响应值,计算得土壤JKR表面能0.500、土壤-秸秆动摩擦系数0.065 8、土壤-秸秆JKR表面能0.262及土壤-土壤动摩擦系数0.155,仿真验证误差1.08%,表明标定的接触模型参数可靠。该研究可为麦-玉保护性耕作模型下混合种床与机具精密播种相互作用研究提供参考和理论依据。

基于深度学习的“一膜两年用”玉米全膜双垄沟种床特征识别方法研究

为更加准确掌握“一膜两年用”玉米全膜双垄沟覆膜种床特征,提高其智能化生产水平,采用基于深度学习的目标检测网络模型开展“一膜两年用”玉米全膜双垄沟种床特征识别方法的研究,对种床结构中的残膜、根茬和覆土带进行检测识别。结果表明:优化后的YOLOx网络模型的效果相关值(mAP)为90.76%,检测结果优于其他网络模型。为探究无人机拍摄图像对目标检测结果的影响,采用三因素三水平BOX-Behnken试验设计方法,建立无人机飞行高度、无人机飞行角度和无人机飞行速度与评价网络模型mAP值的数学模型,寻求无人机拍摄的最优参数组合并进行试验验证,当无人机飞行高度为0.9 m、飞行角度100°、飞行速度2.2 m·s^(-1)时,评价网络模型效果相关的响应值达到最优。经验证,无人机拍摄参数优化后,网络模型的mAP值为92.67%,检测效果优于其他组模型。

玉米少耕播种机主动式种床整理装置设计与试验

东北黑土保护区在春季进行少耕播种时,存在秸秆覆盖量大,秸秆处理难、根茬粗大等情况,导致种床清理不干净,出现晾籽和机具堵塞等,为此设计一种主动式种床整理装置。通过对秸秆清理装置、种床少耕装置、传动系统等核心部件进行理论分析,得出相关结构及位置参数,以拨草轮转速n、作业速度v、回转半径r为试验影响因素,选取种床秸秆清理率为评价指标,设计三因素三水平正交试验,经软件优化可得:当拨草轮转速n为115r/min、作业速度v为3.5km/h、拨杆回转半径r为260mm时,种床秸秆清理率达到最优为65.5%;在最佳参数组合下进行田间验证,得出种床秸秆平均清理率为67.4%,与优化结果基本一致,一次完成种床秸秆清理、种带旋耕施肥、种床深松、播种镇压等多项作业,该研究可为在东北垄作地区大面积推广玉米少耕播种提供技术参考。

浸种时间及发芽床对油莎豆种子萌发的影响

为探讨浸种时间及发芽床对油莎豆种子萌发的影响,以黑油莎2号为试验材料,采用培养皿发芽的方法,设置浸种时间和发芽床处理,比较分析种子的发芽率、发芽势、发芽指数和简化活力指数的变化情况。结果表明:随浸种时间的增加,黑油莎2号种子发芽率、发芽势、发芽指数和简化活力指数均呈先升后降的变化;毛巾床的黑油莎2号种子发芽率、发芽势、发芽指数和简化活力指最高,显著高于脱脂棉床和滤纸床(P<0.05)。最后得出黑油莎2号种子萌发最佳浸种时间为24 h,确定毛巾床是油莎豆种子萌发的最适宜发芽床。

斜床式种子干燥机适用性分析与干燥工艺优化

种子烘干是种子处理的一项重要基础性工作,对于种子品质保持、优化提升贮存条件意义重大,在干燥机技术的普及应用下,现代农业生产过程大量应用了种子干燥机进行种子的处理加工。斜床式种子干燥机相对于传统的平床式干燥机具有多种技术优势。通过分析种子干燥基本原理,说明了斜床式种子干燥机的工作特征及适用性,并针对干燥工艺进行了优化分析。

双垄种床耕作施肥作业过程仿真分析与试验

为深入研究双垄种床耕作施肥作业过程中不同结构装置对作业性能和种床构建质量的影响,采用离散元方法分别对起垄开沟与施肥作业过程进行了单因素数值模拟。以两种类型起土铲、施肥铲的作业成型效果与挖掘阻力变化特性以及两种类型排肥器的排肥均匀度变异系数值与稳定性分别进行对比试验,经优化得出以双翼开沟铲、普通施肥铲以及直槽轮式排肥器进行组合并进行数值模拟,以种床耕作合格率、施肥合格率为指标评价该装置对种床构建性能的作用,结果表明:在联合机前进速度0.50 m·s^(-1)、旋耕刀组转速200 r·min^(-1)、排肥器转速40 r·min^(-1)的参数条件下,其种床耕作合格率为95.40%,施肥合格率为93.40%。田间验证试验表明:施肥合格率均值为90.30%,与仿真结果相差3.10%,种床耕作合格率均值为93.60%,与仿真结果相差1.80%。可见实际作业工况与仿真模拟结果相差不大,验证了仿真模拟研究模型的准确性。

板蓝根种子发芽试验标准化研究

本文针对目前我国大部分中药材种子无统一发芽测定方法及国家标准,种子质量控制无法可依的现状,借鉴国际种子质量检验规程,运用发芽势、发芽率和发芽指数等指标,对影响板蓝根种子发芽试验结果的影响因子:温度、发芽床及部分指标测定时间进行了研究。温度设20℃恒温和15～25℃变温两个处理,发芽床设纸上(TP)、纸间(BP)、褶裥纸(PP)和砂中(S)4个。试验确立了板蓝根种子发芽的标准条件:20℃恒温和15～25℃变温都适合板蓝根种子的萌发,以15～25℃变温为最适温度。发芽床以纸间最佳。根据种子萌发特性,确定了发芽势和发芽率的统计时间,4d为初次计数时间,14d为末次计数时间。

东北垄作区机械免耕播种工艺(英文)

为了建立东北地区垄作保护性耕作工艺模式,并为其配套机具的优化设计提供理论指导。该文针对东北垄作区的保护性耕作,论述了国内外垄作耕法的概况。该文论述了国内外垄作耕法的概况。在调查研究的基础上,结合课题科研实践提出了垄作耕法的垄形断面图,构建了机械免耕播种种床土壤耕作的几何模型与相关尺寸。从田间调查与测试结果,以几何模型为依据,对2种形式(滚动圆盘式,条带旋耕式)玉米垄作免耕播种机进行了研究、分析与评价。研究表明,滚动圆盘式破茬与清垄方案符合玉米垄作几何模型要求,但仍需研发新型破茬圆盘犁刀以减小工作阻力,研发新的加载技术,保持机器对下压力的需求。该研究可为垄作免耕播种机的创新设计、改进与评价提供科学依据与方法。

玉米垄作免耕播种机新型切拨防堵装置的设计与试验

免耕播种机田间作业时,根茬堵塞是影响垄作免耕播种机作业效率和播种质量的主要因素,国内外现有破茬防堵装置种类繁多,但适合我国东北玉米垄作区的较少。针对东北保护性耕作区玉米秸秆覆盖量大,根茬粗壮不易破切,致使下茬作物免耕播种时易出现秸秆缠绕和根茬堵塞严重现象,设计一种与中小型玉米垄作免耕播种机配套使用的新型切拨防堵装置,并确定新型切拨防堵装置的主要结构配置。通过对清垄刀的运动学分析,建立清垄刀侧推速度和后拨速度的数学方程,分析得出清垄刀配置偏角与机具前进方向为30°时,可以满足保护性耕作的清垄要求;通过对破茬犁刀工作状况分析,取配置偏角为6°时,不仅可将玉米根茬的根上节劈开,还可为后续的播种开沟器提供一个良好的工作环境,有利于保持播种深度的均匀性。为确定该装置合理的作业参数,采用二因素三水平正交试验方法,以机具作业速度及配重为影响因素,以切茬深度和牵引阻力为评价指标进行试验研究,并进行田间验证试验。试验结果表明:当机组作业速度5km·h-1,配重113kg时,切茬深度为84.4mm,牵引阻力为0.96k N,能够有效切断并清除玉米根茬,创造良好的种床,动力消耗小。该研究可为东北保护性耕作区玉米垄作免耕播种机的整机改进设计提供理论参考。

花生根瘤菌数量效应与种床接种效果

本文报告了土壤中花生根瘤菌的群体数量与适宜接种量及接种方法。指出,在土壤中土著根瘤菌数每克干土>1G^4的情况下,每粒种子接种量不少于10~6活菌数和采用种床接种法是花生增产的有效技术。

前置式大垄原茬地种床整备装置设计与试验

为解决东北寒区部分播种机在秸秆重度覆盖还田地区无法正常播种作业问题,基于2BMFJDL4型原茬地免耕精量播种机侧向清秸覆秸原理,结合玉米大豆1.1 m大垄轮作宽窄行种植模式,设计了一种前置式原茬地种床整备装置。通过理论分析和计算机仿真,设计了装置结构和液压系统,确定了其作业关键参数范围,液压系统分析结果表明,液压悬挂系统和液压驱动系统各执行元件的同步性能、转速和扭矩均满足作业技术要求。应用Design-Expert 8.0.6软件和三因素三水平正交试验方法,以作业速度、种床整备单元组刀轴转速和种床整备刀齿入土深度为试验因素,以清秸率、覆秸均匀度和每个种床整备单元组刀轴旋转功耗为评价指标,实施参数组合优化田间试验。结果表明,在参数组合为作业速度7.2 km/h、种床整备单元组刀轴转速600 r/min、种床整备刀齿入土深度30 mm时,清秸率为91.03%,覆秸均匀度为92.61%,每个种床整备单元组刀轴旋转功耗为7.96 kW,性能满足生产农艺技术要求;研究结果为提高播种机利用率和原茬地免耕覆秸播种机械化技术模式在玉米秸秆全量还田地区的推广应用提供了技术支持。

川党参种子发芽检验标准化研究

[目的]通过研究不同温度、不同发芽床等条件对川党参种子萌发的影响,找出川党参种子发芽的最佳基本条件,从而为川党参的规范化栽培提供一定的依据。[方法]采用常规的发芽试验方法进行试验,不同温度(15,20,25,30,15/25,20/30℃)和不同发芽床(纸间、纸上、砂间、砂上)等处理对川党参种子进行发芽试验,测定发芽率和发芽指数。[结果]在25℃下川党参种子发芽率在第8天达到高峰,在15℃下川党参种子发芽率最低。发芽床以砂上为最佳,砂中为最差。[结论]在25℃进行砂上培养是川党参种子萌发检验的最适条件。

温度与沙床对棉花种子发芽的影响

为解决棉花种子发芽试验中氧气和水分的矛盾 ,本研究对两个棉花品种运用不同类型的沙床和不同温度进行发芽试验。结果表明 ,30℃恒温下采用细沙发芽床发芽率显著下降 ;采用粗砂和混沙在 30℃恒温、2 5℃恒温和 2 0～ 30℃变温下发芽 ,发芽率无显著差异 ,其平均发芽天数显著短于细沙 ;30℃恒温下使用粗砂和混沙 ,平均发芽天数最短。

不同发芽床对火龙果种子萌发的影响

采用不同发芽床对火龙果种子进行发芽试验,结果表明,沙床为较理想的火龙果种子发芽床,其发芽势、发芽率、幼苗鲜重均高于纸床和纱布床,其次为双层纱布发芽床,发芽效果最差的为双层滤纸发芽床。白肉火龙果种子的发芽率高于红肉种子,但幼苗质量低于红肉种子。

红花种子发芽检验标准化研究

[目的]通过对不同温度、不同发芽床等条件对红花种子萌发影响的研究,找出红花种子发芽的最佳基本条件,从而为红花的规范化栽培提供一定的依据。[方法]采用常规的发芽试验方法进行试验,设置不同温度(10、15、20、25、30℃恒温和15/25、20/30℃变温)、不同发芽床(纸间、纸上、砂间、砂上)等处理对红花种子进行发芽试验,测定其发芽率和发芽指数。[结果]在25℃恒温和15/25℃变温条件下,红花种子发芽率为79.5%和80.0%;在10℃恒温条件下,红花种子发芽率最低,只有26.5%。发芽床以砂上和纸上为佳,发芽率分别达到79.5%和67.5%;砂中为最差,发芽率只有29.5%。[结论]在25℃恒温和15/25℃变温条件下进行砂上和纸上培养是红花种子萌发检验的最适条件。

棉花生理时间估测及其与害虫防治决策关系的研究

对育苗移栽棉苗期的生理时间研究结果表明：育苗移栽棉由于播种提前和苗床覆膜合计增温约１１．５个ＰＤ。苗床日增温效应受苗床人为管理与天气情况的双重影响，平均苗床期较气温日增温８．５９℃，较床外土表日增温４．８℃，其增温主要是通过提高苗床日最高温度。根据苗床内外温度的相关性与函数关系，建立了利用日气温、日有效积温估计苗床温度与生理时间的公共回归方程。并探讨了棉花生理时间与害虫防治决策的关系。

排种器试验台检测系统的设计与试验

基于计算机视觉和自动控制技术,设计了排种器试验台检测系统。该系统适用于各种排种器的精播、穴播及条播性能的试验和检定,并可生成丰富翔实的试验数据报表。为此,论述了检测系统的设计与构成,对排种图像采集处理的总体流程、图像的拼接、阈值分割和种子边缘提取等内容一一做了叙述,并讨论了数据的综合处理、各种统计和评价的依据等。同时,为了检验该系统的可靠性和准确性,在JPS-12排种器试验台上进行了多种速度下的玉米精播性能检测试验。

利用微生物发酵床养猪垫料制备蔬菜育苗基质的研究

为将农业副产物——微生物发酵床养猪垫料废弃物(简称垫料)替代草炭应用于新型育苗基质,拟建一套通过垫料浸提液快速筛选基质配方的方法。将2种不同使用年限的垫料分别提取浸提液并梯度稀释后检测其对甜瓜、黄瓜、白菜、甘蓝、番茄和辣椒6类种子的发芽影响;同时参照浸提液稀释浓度,用垫料与椰壳粉按比例配制成基质,穴盘育苗检测基质对种苗生长的影响;分析2个试验之间的相关性。结果表明:供试基质各理化性质基本符合理想基质要求。最适宜种子发芽的浸提液质量分数均为30%,发芽率都在97%以上;同时最适宜种苗生长的基质中垫料含量为30%(体积比),出苗率均达85%以上。相关性分析表明:垫料浸提液对种子的发芽率、发芽指数、活力指数与基质对种苗的出苗率和成苗率具显著正相关性。由此推导筛选基质配方的快速方法:通过检测不同浓度的垫料浸提液对作物种子的发芽影响,筛选最适种子生长的浓度,依据该浓度推导最佳基质配方中垫料含量。