Hybrid rice yield response to potted-seedling machine transplanting and slow-release nitrogen fertilizer application combined with urea topdressing

Machine transplanting and the application of slow-release nitrogen(N) fertilizer(SRNF) have played vital roles in the modernization of rice production. We aimed to determine the effects of potted-seedling transplanting—a new machine-transplanting method—and SRNF on hybrid rice yields. A 2-year splitplot experiment(2016–2017) was conducted in Meishan, Sichuan province, China, using two machinetransplanting methods(potted-seedling and blanket-seedling) and three N treatments. Total green leaf area, high-effective leaf area and its rate at heading, net photosynthetic rate of flag leaves 7 days after heading, glutamate synthase(GOGAT) and glutamine synthase(GS) activity after heading, dry matter production, and N accumulation at heading and maturity increased under the potted-seedling method or 70% SRNF as a base + 30% urea application at the panicle initiation stage(SBUP). Stem diameter and number of small and of all vascular bundles at the neck–panicle node in potted-seedling plants increased as a result of increasing numbers of effective panicles, secondary branches, and spikelets. In pottedseedling plants, treatment with SBUP increased the number of large and total vascular bundles at the panicle–neck internode and the number of differentiated and surviving secondary branches and spikelets and decreased the number of ineffective tillers and degenerated secondary branches and spikelets. We conclude that the potted-seedling machine transplanting method and SRNF combined with urea topdressing can strengthen the source–sink relationship in rice, resulting in higher yields.

智慧农业下的水肥一体机精准化作业研究

针对我国农业水资源和化肥资源的利用率较低的问题,在智慧农业下对水肥一体机的精准化作业进行了研究。水肥一体机的主要组成包括控制系统、监测系统、灌溉施肥系统、网络传输系统和数据中心。将粒子群算法与PID控制算法结合,对粒子群-模糊PID控制器进行设计,并对水肥溶液的EC值和pH值进行控制,提高了水肥一体机的控制精度,减少了控制时间。为了验证水肥一体机的性能,进行了数据采集准确性分析试验和精准化作业控制试验,结果表明:数据采集较为准确,且可以精准地配比水肥溶液,满足作物的灌溉要求。

基于模糊策略的水肥一体机控制可行性分析

为进一步提高我国农业水肥一体机的综合作业效率,实现用水量与施肥量的混合浓度最优配置,以模糊策略为设计基点,针对整机控制展开可行性分析研究。以整机作业架构组成为基础,考虑灌溉施肥同步过程的水肥动态平衡,搭建正确的模糊策略模型,进行系统的软件设计与硬件匹配。通过升级型水肥一体机实施灌施作业的效果验证,结果表明:基于模糊策略的水肥一体机控制系统整体试验过程顺畅,灌施的肥液均匀度可相对提升8.77%,系统对于各监测参数的响应度与稳定性均保持在90%以上,验证了设计的可行性;试验中节水率和肥料利用率分别较模糊策略应用前提升至91.70%和93.15%,整体灌施效率良好,说明了此模糊策略应用设计的优越性。研究结果对于实现水肥一体装备的智能控制水平向纵深提升具有很好的参考价值。

水稻精量施肥喷药同步机插控制系统的设计与试验

研究了一种水稻精量侧深施肥、喷药除草同步机插控制系统,以单片机STM32为控制核心硬件,基于FreeRTOS多线程任务,获取插秧机的作业速度,根据插秧施肥、喷药除草的农艺措施要求,确定同步作业数据模型,控制螺旋施肥电机和喷药泵电机的转速,实现施肥量和喷药量与插秧的实时调控,同时开展了不同作业速度、施肥和喷药量条件下的控制系统静态试验。结果表明:各行排肥量稳定性变异系数为1.94%~6.46%,总排肥量稳定性变异系数为3.34%~5.27%,各行喷药量稳定性变异系数为5.21%~7.63%,控制系统性能稳定;田间试验结果表明,施肥准确率为97.61%,喷药准确率为94.47%,能够满足水稻精量侧深施肥和喷药除草同步机插的技术要求;与常规机插种植相比,作业35 d后的杂草防效均在98.00%以上;在减少20%氮肥量、50%除草剂的情况下,能确保水稻产量,提高水稻种植效益。

高精度视觉感应技术在水肥一体机中的应用

以农田水肥智能化管理为研究对象,构建了一种高精度视觉感应式水肥一体机。采用高精度视觉感应技术获取作物生长状态参数图像,基于超像素图像分割技术,对复杂的作物生长状态图像特征向量进行提取,采用模糊聚类算法对图像进行分割处理,根据目标图像的像素值统计结果进行生长状态预测,并结合环境参数信息,构建灌溉过程土壤电导率EC和pH预测模型。测试结果表明:水肥一体机控制系统能够有效预测作物对水肥需求,提高了灌溉过程混肥精度,可节约灌溉用水量、提升生产效率、降低人工成本。

基于物联网技术的水肥药一体机智能控制系统设计研究

农业生产中,传统的水肥药管理方法由于缺乏精准控制,常常导致资源浪费和环境污染,物联网技术的发展为解决这些问题提供了新的可能性,通过智能化的设备连接和数据分析,能够实现对农业资源的精准管理和优化利用。针对传统水肥药管理方法存在的不足,进行了基于物联网技术的水肥药一体机智能控制系统的设计研究,以实现对作物生长环境的实时监测和自适应控制,达到节水、节肥、合理用药,提升作物品质和产量的目的,为现代精准农业的发展提供强有力的技术支持。

油茶果园施肥一体机的设计与试验

针对丘陵山区油茶果园现有小型开沟施肥机具存在作业功能单一、运动不灵活、动力不足、耕作深度不稳定不合格等问题,开发研究出适合油茶果园挖穴施肥覆土的施肥一体机。介绍整机的参数和工作原理,对挖穴钻头进行设计,分析挖穴过程中杠杆式进给时机具运动状况,设计合理的机架和手扶架尺寸以便于人工操作;选择结构简单、排肥稳定的外槽轮式排肥并设计排肥器尺寸以满足农艺要求;设计可调高低和角度以更好贴合地面的覆土板,增加覆土率和覆土后的平整性。实验结果表明,施肥一体机整机作业性能良好,机具运动灵活、转弯性能良好,操作简单、劳动强度低;平均挖穴深度均值为203.1 mm,挖穴深度变异系数3.2%,外槽轮式排肥器排肥量理论与试验相对误差为1.7%,整体性能满足油茶果园追肥农艺要求。

水稻田间育秧水肥药变量喷灌装置设计与试验

为解决南方水稻工厂化田间育秧水肥药人工管理作业中存在的灌溉均匀性差、化肥和农药浪费以及劳动强度大等问题,该研究设计了一种水稻田间育秧水肥药变量喷灌装置,阐述了水肥药变量喷灌装置总体结构和工作原理,进行了关键部件设计与试验;以可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)为控制核心,构建了注肥量在线调控及整机变量喷灌控制系统。采用Box-Behnken试验设计方法,对装置喷灌均匀性与主要影响因素进行试验研究,应用单目标优化方法对喷灌关键参数进行优化,并通过验证试验,得到最优参数组合为:干管入口水压0.20 MPa、球阀开度90°、喷头喷角80°,此时装置的喷灌均匀性为92.69%;构建了氯化钾肥液质量浓度与电导率(electrical conductance,EC)值的线性模型,开展了装置变量灌溉施肥性能试验,3种喷灌等级下各作业区的肥液EC值分别为1.65、1.66和1.68 mS/cm,平均喷灌强度分别为900.85、1 092.04和1 263.67 mm/h,施肥均匀系数分别为85.21%、87.86%和91.62%。采用水肥药变量喷灌装置开展水稻育秧田间管理试验,华航51常规稻和广8优165杂交稻的秧苗长势均匀度均高于95%,成毯性良好,各项素质指标满足机插作业要求。所设计的水肥药变量喷灌装置能够满足水稻田间育秧水肥药变量喷灌作业要求,对提高水稻工厂化田间育秧机械化水平、保证秧苗质量具有实际应用价值。

不同水肥模式对机插稻产量形成和氮肥吸收利用的影响

为阐明机插稻返青活棵-分蘖期不同水肥管理方式对其产量形成和氮肥吸收利用的影响,并提出机插稻返青活棵-分蘖期适宜的水肥管理模式,于2022年以南粳9108和南粳5718为供试品种,在返青活棵-分蘖期设置不同水肥管理方式(水稻返青活棵期多次水分灌排与分蘖期增施氮肥(T1)、水稻返青活棵期多次水分灌排与分蘖期不增施氮肥(T2)、水稻返青活棵期减少灌水不排水且分蘖期不增施氮肥(T3)),对比分析不同水肥管理方式下水稻产量形成和氮肥吸收利用的差异。结果表明,返青活棵-分蘖期不同水肥管理方式对机插稻产量和氮肥吸收利用影响显著。相较于T2处理,T1和T3处理显著增加了水稻产量和氮素积累量,产量分别提高8.2%~9.5%和13.3%~13.7%,成熟期氮素积累量分别提高7.0%~8.8%和12.8%~15.2%(p<0.05)。相较于T1处理,T3处理水稻拔节期茎蘖数降低11.4%~11.9%,茎蘖成穗率显著提高11.3%~12.4%,拔节期叶面积指数和干生物量分别显著降低8.2%~9.3%和6.3%~8.6%,抽穗期-成熟期光合势和群体生长率无显著差异。在产量及其构成因素方面,T1和T3处理间无显著差异(p>0.05)。在氮素吸收利用方面,T1和T3处理在氮素积累量方面无显著差异,但T3处理氮肥农学利用率和氮肥回收利用率较T1分别显著增加20.1%~22.2%和22.7%~23.0%(p<0.05)。综上所述,在分蘖期不增施氮肥的基础上,通过返青活棵期减少灌水和不排水的方式可以实现机插稻产量和氮肥利用率的同步提升。

基于大数据的水肥一体机控制应用研究

针对传统灌溉方式水资源利用率低、农业用水浪费严重、肥料过度使用造成资源浪费和水污染等问题,基于大数据对水肥一体机的控制进行了设计。为了保证水肥一体机的灌溉精准性以及获取数据的精确性,采用自适用加权融合算法对获取的数据进行处理;为了对水肥浓度进行智能控制,采用PID控制器和自适应模糊控制器结合的方式对肥液浓度进行控制;为了验证该水肥一体机的性能,对其进行了浓度试验和肥料配比控制试验。结果表明:肥液浓度可以通过电导率仪进行测量,且设计控制器对肥液浓度的控制效果更优。

肥料装车机凸轮连杆式码包机构的优化设计

针对目前袋装肥料装车机中存在码包过程丢包倾斜、溜包等问题,提出了一种凸轮连杆组合式码包机构。首先建立运动数学模型,对其进行了运动学特性分析,并根据码包机构的运动数学模型建立相应的ADAMS参数化模型,通过改变优化模型中设计变量的参数,得到设计变量对码包机构工作效果的影响规律,最后利用MATLAB中的遗传算法对码包机构设计变量进行优化设计,求解得出一组最优尺寸参数。通过对比优化前后码包机构的仿真曲线以及制作样机试验,验证优化后的码包机构作业时同步性和平稳性均达到设计要求。

离心式变量撒肥颗粒肥料分布检测系统研究

在农业生产中,施肥是提高作物产量和质量的重要手段之一。然而过量的施肥会引发各种环境问题,如陆地和水体污染,影响人们的健康和生态系统的平衡。因此,研究变量式施肥机的作业施肥精度具有重要的意义。施肥精度是农业生产中非常重要的一环,直接关系到农作物的产量和品质。合理施肥能够提高作物的养分利用率,减少肥料浪费,同时还能避免肥料过量使用对环境带来的负面影响。本研究以肥料颗粒为研究对象,以基于深度学习的目标检测为技术手段,运用Python、NumPy库实现图像HOG特征提取,将可视化技术与深度学习相结合,旨在对田间工况下的肥料颗粒进行目标检测。

一种水肥一体机的可视化控制模块应用研究

以进一步提升水肥一体机的作业效率与监测效率为目标,选取可视化技术作为研究切入点,基于可视化控制模块的设计与应用展开讨论。通过充分理解水肥一体机的作业机理,建立用于整机可视化控制的数学模型,并进行可视化控制模块的软件程序设计与硬件组件配置,形成全新高效的可视化水肥一体机。进行可视化控制模块应用作业试验,结果表明:基于可视化机理及控制模型应用的水肥一体机较普通控制下的水肥一体机作业有一定优势,系统的监测准确率与系统响应效率得到明显提升;各水肥管路及水肥参数监测及时,确保整机各项指令与输出正确合理,整机节水率与整机节肥率分别提升了6.80%和7.40%,灌溉均匀度可达90.50%,有利于农作物种植栽培高效高产。

2FY-6型液态有机粪肥施肥机研制与试验

目前,养殖过程中产生的废水是一种高浓度液态有机粪肥,由于施用机械短缺、智能化程度低造成了液态有机粪肥回用率低的问题。为此,研制了一种智能化液态有机粪肥施用机械,由动力行走系统、贮肥装置、粪水均分装置、粪水开沟注射装置和流量智能调控系统等组成,通过对粪水管路的设计排布,使机具具有多通道抽污功能,可实现不同方位及不同方式的抽污作业;通过对流量智能调控系统、粪水均分装置的设计,使得各行注射肥量均匀一致,且定量可控。

基于偏微分算法的水肥一体机系统设计

为进一步提升我国水肥一体机的综合作业效能,实现灌溉施肥的最优化配比,以偏微分算法作为改进切入点,针对其作业控制系统展开设计研究。通过搭建正确的多阶偏微分数学模型,得到水肥一体机的整机设计布局,并进行模块化的软件程序编制与功能化的硬件配置选型。采用设计的整机系统在一定的作业条件下完成灌溉施肥一体式作业,结果表明:基于偏微分算法设计的水肥一体机,整机在水分与肥量之间的配比关系得到很好的优化,配比准确率可保证在90.00%以上,施肥均匀度与水分利用率分别相对提高了9.56%和5.69%,灌施作业效果良好,设计正确可行,是今后灌溉施肥集成领域的重要革新思路之一,具有较强的推广应用价值。

过滤式离心机在钾肥生产中的应用

在钾肥生产过程中,如何以最低的成本高效分离出物料中的水分一直是钾肥生产厂家的追求,而离心机的使用提高了钾肥生产的质量和效率。离心机的种类和型号繁多,要分离的物料工艺要求和特性也千差万别,如果所选离心机达不到物料分离要求,将会严重妨碍企业的正常生产。文章以钾肥生产为背景,对生产氯化钾所使用的过滤式离心机进行浅析,并介绍了一种新型两级三段式推料离心机。

施肥起垄机操作与保养技术探析

施肥起垄机主要是与拖拉机配套,在旋耕、翻地、重耙、轻耙等整地作业后进行的最后工序,施肥起垄质量的好坏,直接影响后续镇压、播种、中耕、收获等作业,是农机作业任务中的重点。基于施肥起垄机的基本结构与施肥起垄作业的技术特征,结合电机施肥控制器、自动驾驶导航仪使用的常见问题,总结了施肥起垄机保养与维护技术。研究结果以期为形成一套完善的施肥起垄机使用方法与体系提供参考,为广大农户掌握施肥起垄机正确操作方法提供技术参考。

鸡粪原料堆肥翻抛机选型及能耗对比

结合多年堆肥工程探索实践经验,详细介绍了链板式翻抛机、轮盘式翻抛机和密闭立式堆肥反应器的工作原理、结构特点、技术参数和适用范围,并以处理鸡粪原料为例,从占地面积、工作效率、单位能耗等方面,对3种堆肥方案进行详细对比分析,以期为实现鸡粪工厂化快速处理和优化有机肥生产过程提供可靠的技术途径和方法。对比结果表明,轮盘式翻抛机效率较高,维护维修成本低;链板式翻抛机堆肥效果好,主辅料保持混合均匀状态,物料不易分层;密闭立式堆肥反应器自动化程度高,臭气处理压力小。

畜禽养殖废弃物生产有机肥发酵技术及设备研究现状

随着畜牧业快速发展,畜禽养殖废弃物急需无害化处理。针对养殖粪污能源化处理方式、养殖粪污制取有机肥生产工艺、生产有机肥发酵技术,以及发酵设备分类、组成和工作原理,总结了有机肥生产技术与设备优缺点及研究现状,对有机肥设备发展方向进行了展望。

钵苗宽窄行机插同步侧深施肥对水稻产量及经济效益的影响

本试验以水稻钵苗宽窄机插秧为载体,在贵州不同海拔、不同水稻生态区,开展水稻钵苗宽窄行机插同步侧深施肥、水稻钵苗宽窄行机插传统施普肥、水稻钵苗宽窄行机插一次性人工撒施缓释肥,三种不同施肥方式对比试验,探索钵苗宽窄行机插同步侧深施肥对水稻产及经济效益的影响。结果表明,钵苗宽窄行机插同步侧深施缓释肥水平均增产5~12 kg/667 m^(2),平均增收60~80元/667 m^(2),经济效益最好,建议开展试验示范推广。