丘陵山区电动井窖式烟草移栽机设计与试验

结合烟草小苗移栽农艺要求,设计了一种适用于丘陵山区的电动井窖式烟草移栽机,整机具备机械化井窖成穴、投苗和浇水等小苗移栽作业功能。在完成移栽机挖穴装置、投苗装置和浇水装置等关键零部件模块化设计和组装后进行田间试验。试验结果表明,井窖式烟草移栽机作业效率0.402 hm2/d,井窖成穴合格率>90.8%,移栽作业合格率>87.7%,满足丘陵山区烟草井窖式移栽作业要求,为丘陵山区烟草小苗井窖式移栽技术的推广应用提供装备支撑。

不同移栽期对井窖式栽培烤烟产量和品质的影响

为缓解烤烟井窖式栽培中移栽期低温对烤烟产量和品质的影响,以主栽品种云烟97为材料,设置了T1(4月12日)、T2(4月19日)、T3(4月26日)3个不同移栽时间,调查不同移栽时间烤烟定植后成活率、植株生长情况、产量及品质。结果表明,T1、T2处理杂草非常少,且二者总产量都超过1 700 kg·hm^(-2),T1上等烟量最高;3个处理植株长势都优于CK,其中T1植株长势最好,T2次之。T1处理还原糖、总糖、钾、氯、糖碱比最低,而总植物碱、总氮含量最高,钾氯比最高。T1处理中致香物质含量最高。因此,在道真县高海拔烟区提前7 d (4月12日)移栽能提高烤烟产量,提升烟叶品质。

井窖式移栽打孔规格及填土封口时间对烤烟生长发育和产质量的影响

为筛选出与烤烟井窖式移栽技术配套的打孔规格及填土封口时间,在利川开展井窖式移栽打孔规格及填土封口时间对烤烟生长发育和产质量影响的研究。结果表明,井窖式移栽技术以直径10 cm打孔器打孔,栽后20 d填土半封井窖的处理烤烟农艺性状、经济性状表现较好,烤烟内在化学成分表现较协调。该研究对烤烟井窖式移栽技术的大面积推广应用及烟叶产质量提高提供技术支持。

井窖式烟苗移栽机设计与试验

为克服传统烟苗移栽机无法满足井窖式移栽农艺要求的问题,设计由拖拉机悬挂牵引的2QBZ-1型烟苗井窖式移栽机。通过建立三维模型对井窖制作装置、移栽装置及浇水装置进行合理的结构布置;通过计算和反复试验对移栽机传动系统的传动比进行匹配。试验表明:该机适用茎高5~8 cm的小苗移栽,株距在50~60 cm内可以调节,可实现断续穴灌浇水,每穴浇水量在200~1 000 mL内无级调节,漏根率≤2.47%,埋苗率≤2.20%,合格率≥95.33%,可减轻烟农的劳动强度,提高烟苗的成活率和生产效率,降低移栽成本。

山地作物移栽机井窖式单线螺旋成穴装置设计与试验

当前井窖移栽机成穴装置挖掘井窖稳定性差、易坍塌、土壤回流严重、直立度差,无法满足深井窖移栽成穴农艺要求。为此设计一种井窖移栽机单线螺旋成穴装置。对单线螺旋成穴装置的锥形钻尖、螺旋叶片、中心钻杆等关键结构进行设计,并采用动力学方法对其作业过程的入土阶段、切土阶段和排土阶段的成穴机理进行分析,确定了单线螺旋成穴装置的直径、螺距和转速为影响其作业质量的关键参数。应用离散元仿真软件EDEM对成穴装置作业过程进行仿真分析,以井窖深度、井窖直径、井窖直立度和土壤回流程度为评价指标,以直径、螺距、转速为试验因素,进行单因素试验确定关键参数的取值范围。根据取值范围,利用二次正交旋转中心组合试验方法建立单线螺旋成穴装置响应指标与试验因素的回归方程,并通过响应曲面得到其影响趋势和交互关系,结果表明各因素对井窖深度影响的主次顺序为螺距、转速、直径,对井窖直径影响的主次顺序为直径、螺距、转速。以回归方程为基础,采用多目标函数优化获取单线螺旋成穴装置的优化参数组合。根据优化后的参数组合研制单线螺旋成穴装置及田间作业平台并进行田间试验,试验结果表明:成穴装置直径为100 mm、螺距为75 mm、转速为350 r/min时作业效果最佳,此时井窖深度为182 mm、井窖直径为80.7 mm,优化后的单线螺旋成穴装置满足井窖移栽成穴的农艺要求。

井窖深栽烟苗的生理响应及其转录组和次生代谢特征

为揭示井窖深栽促进作物生长的理论机制,以常规移栽为对照,比较分析了井窖深栽烟苗的生理生化和转录组特征。结果表明:井窖深栽烟苗生长环境的平均气温为22.29℃,比常规移栽提高了4.76℃;环境相对湿度为97.10%,较常规移栽增加了58.97%;烟苗叶片的平均太阳光合有效辐射为221.57μmol/(m^(2)·s),比常规移栽降低了20.53%。与常规移栽相比,井窖深栽烟苗株高显著增加,最大叶面积显著增大,叶片水势提高29.92%~64.46%,增加显著;叶片超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化物酶(peroxidase, POD)活性及丙二醛(malonaldehyde,MDA)含量分别降低了14.48%、8.86%和9.83%(P<0.05)。转录组测序共发现4 845个差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),其中下调表达基因2 693个,上调表达基因2 152个;基因本体(gene ontology, GO)富集分析表明,下调DEGs主要富集于氧化还原过程和氧化还原酶活性等功能途径;京都基因和基因组数据库(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)通路富集分析表明,DEGs最显著富集于黄酮类化合物生物合成途径,该途径关键酶查耳酮异构酶、黄烷酮-3-羟化酶、黄酮醇合成酶、黄酮类-3′-羟化酶、黄酮醇-3-O-葡萄糖苷L-鼠李素转移酶等的相关基因表达下调。常规移栽烟苗叶片中的二氢槲皮素、芦丁、山柰酚-3-O-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-半乳糖苷、木犀草素、异鼠李素-3-O-芸香糖苷和山柰酚-3-O-芸香糖苷等7种黄酮类化合物含量显著高于井窖深栽烟苗。井窖深栽提高了移栽烟苗生长环境的温、湿度,降低了叶片光合有效辐射,避免了烟苗遭遇明显逆境胁迫,促进了烟苗的生长发育。

基于PIC的轻简式苗期盖碗覆土机的设计与试验

对丘陵山区井窖式移栽作物,如烟苗、辣椒苗等其他农作物而言,覆膜是植株培育过程中必不可少的环节。然而,对丘陵地区作物覆膜劳动强度大,且残膜遗留问题严重,难以回收再利用,污染了土地,增加了移栽成本,严重制约了农业经济发展。农艺学家提出了对于丘陵地区使用碗罩移栽代替地膜是一种较好的解决方案。目前,丘陵山区的烟田盖碗工作由人工完成,劳动强度大,效率低,没有与此农艺相匹配的机器。为此,设计了一款适用于丘陵山区的轻便式自动盖碗机,包括盖碗系统、覆土系统和控制系统。盖碗系统包括盖碗传动装置和盖碗执行装置,可确保碗的分离和一次只盖一个碗;覆土系统由覆土电机和覆土推板构成,当盖碗工作完成,提起机器的同时完成覆土,使碗固定在井窖中。试验结果表明:装置落碗定位准确,工作效率达到4s/个以上,盖碗覆土成功率不低于94%,满足设计要求。

井窖式小苗移栽方式对重庆地区烤烟生长和产质量的影响

【目的】探讨井窖式小苗移栽方式对重庆烟区烤烟生长和产质量的影响,为该技术在重庆地区的推广及优化当地烤烟移栽技术提供参考。【方法】以常规移栽方式为对照,设置大孔径（10.0 cm）、小孔径（3.5 cm）、中孔径（5.0cm）、不揭膜中孔径和露地中孔径5种井窖式小苗移栽处理,然后对其烟叶生长指标、烤后烟叶化学成分及协调性进行对比分析。【结果】覆膜井窖式小苗移栽处理的烟株生长较快,团棵期、现蕾期、中心花开放期和脚叶成熟期分别比对照提前7-8 d,顶叶成熟期和大田生育期比对照提前6 d,且烟株长势强,烤后烟叶产质量均优于常规移栽方式。不同孔径处理移栽效果存在差异,其中以中孔径井窖式小苗移栽处理的效果最佳,烟叶产量为2833.5 kg/ha,产值为52136.4元/ha,上中等烟率为87.5%,化学成分协调性评价分值为95.0分。团棵后揭膜处理在促进烟株生长和提高烟叶产质量方面比不揭膜处理效果好。露地井窖式小苗移栽方式效果最差。【结论】重庆烟区井窖式小苗移栽方式优于常规移栽法,最优技术方案为井窖孔径5.0 cm,起垄覆膜,并在团棵期后进行揭膜、中耕、培土。

不同井窖移栽深度对烤烟生长及烟叶产质量的影响

探讨了不同的井窖式移栽深度对烤烟品种南江3号生长发育、产量和质量的影响。结果表明:适当的井窖式移栽深度能够促进烟株生长发育,缩短大田生育期,改善烟株的农艺性状和经济性状,提高烟叶的产量和品质,其中以移栽深度20 cm最优。

地膜井窖式移栽对烤烟前期生长发育的影响

为探索适应贵州省印江烟区生态条件的烟苗移栽方法,比较了地膜小苗井窖式移栽、地膜大苗井窖式移栽和常规膜上移栽的垄内土壤温度、井窖孔穴内温度和烟苗农艺性状表现。结果表明:井窖式移栽较常规移栽更能维持垄内土壤温度的稳定;井窖式移栽的孔穴内温度在阴雨天保持稳定,有利于抵抗外界低温对烟苗的影响,晴天时孔穴口温度虽较高,但随着孔穴深度的增加,温度逐渐降低;井窖式移栽使井窖内形成独特的"微环境",有利于烟苗移栽后即进入快速生长,其中以小苗的表现优于大苗。井窖式移栽烟苗的茎围、最大叶长和最大叶宽均明显优于常规移栽,而常规移栽烟苗在栽后10 d才开始表现出较快的生长态势。

播种期及井窖深度对烤烟大田前期生长发育的影响

为探索烟稻连作区烟苗适期早栽的潜力，比较了井窖式移栽下不同播种移栽时间和不同井窖深度对井窖孔穴内外温度、烟株农艺性状、生理生化指标的影响。结果表明：对比常规移栽，井窖式移栽具有良好的保温效果，雨天和阴天井窖式移栽的保温效果更明显。提前播种移栽能够使烟株各关键生育时期提前3～6d，烟叶提前3～5d采收。合适的井窖深度可以在保证烟叶采收成熟度的情况下缩短大田生育期。播种移栽时间和井窖深度对伸根期、团棵期、旺长期农艺性状的影响较大。随井窖深度加大，POD及SOD活性降低；提前播种移栽的烟株叶片POD及SOD活性高于常规时间移栽的。

背负式幼苗移栽井窖制作机性能测试分析

为了实现幼苗移栽井窖制作机与农艺的进一步融合,满足高效、高质井窖制作的需求,在分析井窖制作成穴原理的基础上,在遵义县开展了背负式井窖制作机田间测试试验。结果表明:试验机工作效率高、运行成本低、噪声低;高速段工作,所制井窖质量较好,整机振动较小;土壤水分及是否覆膜对井窖尺寸影响较大,当土壤含水量低于15%或高于30%时,不适宜制作井窖。覆膜后的井窖质量好于同等条件下未覆膜井窖质量;干燥条件下机具的防挂膜性能较高湿条件好,但干燥条件较高湿条件回土情况差,且同等土壤湿度条件覆膜较未覆膜回土情况好。根据测试结果及分析,对井窖制作机提出了改进建议。

育苗盘规格对烤烟井窖式移栽烟株生长发育及产质量的影响

为筛选出适合宜宾烟区井窖式小苗移栽的育苗盘规格,采用湿润育苗的方式,开展了72,128,200,288孔育苗盘对烟株生长发育及产质量的影响试验。结果表明,育苗盘孔数越少,生育期越短,72孔育苗盘烟苗生育期比288孔缩短了7 d;烟苗茎围、叶片长度和宽度以及根系形态特征随着育苗盘孔数的减少呈增大的趋势,而株高和叶片数表现为降低的趋势;128孔和200孔育苗盘处理的烟株成熟期农艺性状及经济性状整体上优于72孔和288孔,但72孔和128孔2种育苗盘育苗成本相对较高,而200孔和288孔较低。其中,200孔育苗盘育苗成本相对较低、经济效益好,具有减工降本的优势,能满足宜宾烟区烤烟生产实际,在烟区具有广阔的推广应用前景。

烤烟移栽井窖制作成穴机理与适应性研究

为进一步满足烤烟集约化生产对高效、高质井窖制作的需要,在分析烤烟井窖制作机成穴机理的基础上,在遵义县开展了背负式井窖制作机田间测试试验,完成了井窖口径、井窖深、回土、挂膜、噪声、最佳工作转速范围等方面测试与适应性分析。结果表明:土壤含水量及是否覆膜对所制井窖尺寸影响较大,覆膜后的井窖质量好于同等条件下未覆膜井窖质量,绝对含水量低于15%或高于30%的土壤墒情不适宜制作井窖,机具的防挂膜性能较好、噪声较小,但回土情况较为普遍。根据测试结果,对成穴部件结构提出了相应的改进意见,以更好的适应烟地的成穴。

井窖孔制作机关键部件振动及其沿手臂传递特性研究

井窖孔制作机使用时操作人员操作手臂受到强烈的振动感,为降低手臂的振动感、了解振动沿手臂传递特性及优化设计其关键部件。通过建立手臂系统的振动分析模型,利用DH5925动态信号采集系统对井窖孔制作机关键部件的振动频谱和人体手臂系统的振动传递特性进行测试与分析。结果表明:锥形成孔钻头与瓦片式成孔钻头工作时井窖孔制作机把手处的振动基频分别为37.59 Hz、38.08 Hz;由理论分析得到手臂系统对振动能量的吸收及耗散与手臂系统受到激励频率成正比,通过试验分析,最大工作转速下手臂各测点振动传递率最低,手臂系统对把手处传递的振动能量吸收与耗散最多;即需重点优化其操作把手的结构及材料参数,以降低振动对手臂系统的损伤。该研究可为井窖孔制作机基于人机工程学的改机设计提供一定的依据。

烤烟井窖式移栽下不同密度和留叶数对质体色素及其降解产物含量的影响

为探讨烤烟井窖式移栽下烟株的适宜群体结构,提高烟叶品质,以烤烟品种云烟87为材料,采用田间试验,研究了井窖式移栽下不同密度和留叶数对烤烟质体色素及其降解产物含量的影响。结果表明:烤烟井窖式移栽下,密度、留叶数、密度×留叶数互作对质体色素及其降解产物含量均有显著影响。随密度降低,烤后烟叶叶绿素含量呈"V"形变化趋势,新植二烯、类胡萝卜素及其降解产物含量均呈先增加后降低的趋势;不同留叶数处理比较,叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量均表现为B3(24片/株)>B1(18片/株)>B2(22片/株),且B2处理叶绿素、类胡萝卜素降解产物含量均最高。不同密度与留叶数互作处理烤后烟叶叶绿素降解产物新植二烯含量和类胡卜素降解产物总量均以A2B2[密度16 675株/hm^2(行株距100 cm×60 cm)+留叶数22片/株]最高,分别为1 095.15μg/g和69.561 7μg/g,占挥发性香气物质总量的89.29%和5.67%。综合分析,井窖式移栽下,密度16 675株/hm^2(行株距100 cm×60 cm)+留叶数22片/株的群体结构有利于提高烟叶品质。

井窖移栽模式下不同茎高对中烟100生长发育的影响

[目的]明确适宜潍坊烟区井窖移栽烟苗的大小,充分发挥出井窖移栽模式的优势。[方法]以中烟100为试验材料,在常规采用的16 cm窖深情况下,设置了2、4、6、8、10 cm 5个不同茎高烟苗处理,对各处理烟苗移栽成活率、烟株生长发育及产质量进行分析。[结果]不同茎高烟苗采用井窖式移栽,成活率均在95%以上。移栽时采用茎高为8 cm的烟苗,其田间表现较好,特别是在前期长势健壮,且烤后烟叶产质量较高,其次为茎高10 cm的烟苗,茎高为2 cm的烟苗田间表现较差。[结论]潍坊烟区中烟100烟苗移栽时宜选用茎高为8~10 cm的烟株,该高度下,烤烟产量及上等烟比例较高,烤后烟叶化学成分较为协调。

烤烟井窖式移栽水肥精准控施器的研制与应用效果研究

为解决烤烟井窖式移栽传统方法进行水肥浇施单株用量不均衡、烟株大田不整齐,并且用工多、劳动强度大等问题,2016年开展水肥精准控施施器的研制与应用效果研究。结果表明,该装置能够根据具体需求,精准调控水肥溶液的浇施量,每穴用量均匀一致;可降低劳动强度,节省用工,每个作业小组可减少用工20%左右;且提高烟叶大田整齐度,同田成熟落黄一致。

不同栽培方式对白肋烟活性氧代谢、激素含量及产质量的影响

为探明立体育苗及井窑式移栽促进烟草生长的机理,通过大田试验分析了4种栽培方式对白肋烟农艺性状、叶片活性氧代谢、激素含量、经济产量及化学品质的影响。结果表明,立体育苗结合井窑式移栽的组合栽培方式取得最显著改善效果。在农艺性状方面,可以显著提高株高、茎围、腰叶面积及叶数;在生理指标方面,团棵期CAT、SOD活性及IAA含量比对照分别提高了53.7%、35.1%、17.2%,MDA含量降低29.3%,成熟期CAT、POD的活性提高幅度分别为38.7%、28.2%,MDA及ABA含量降低幅度分别为35.3%、31.0%;调制后烟叶产量和产值分别提高了30.0%和39.1%,中上等烟率提高了13.3%,并通过改善烟叶总植物碱含量、氮碱比、钾氯比等指标提高了烟叶化学成分协调性。