發(fā)布時(shí)間：2020-04-15 08:12

【摘要】：針對(duì)東北黑土區(qū)土壤侵蝕嚴(yán)重、春耕時(shí)土壤含水率低等問(wèn)題,近年來(lái)東北地區(qū)逐漸采取以秋季秸稈覆蓋還田,春季免耕播種為主的保護(hù)性耕作模式,其可起到蓄水保墑,固土減蝕的作用。但是,秸稈覆蓋還田作業(yè)易在土壤表面形成絕熱層,免耕作業(yè)又使得土壤孔隙度顯著降低,致使春季播種作業(yè)時(shí)耕種層土壤難以吸收熱量,土壤積溫不足,影響作物生長(zhǎng)發(fā)育。農(nóng)業(yè)機(jī)械中的播種作業(yè)部件可通過(guò)影響土壤的物理特性進(jìn)而改善土壤溫度和土壤含水率,因此研究適宜的播種作業(yè)部件是提高土壤溫度有效方法之一。播種作業(yè)理想的種床土壤結(jié)構(gòu)是“上虛下實(shí)”的,即種上土壤相對(duì)疏松,種下土壤相對(duì)緊實(shí)。開(kāi)溝裝置是播種作業(yè)時(shí)開(kāi)出種溝、塑造種床結(jié)構(gòu)的核心部件,因而可以通過(guò)開(kāi)溝裝置塑造出理想種床土壤結(jié)構(gòu)以提高種床土壤的溫度和含水率。播種作業(yè)時(shí)開(kāi)溝裝置作業(yè)時(shí)多采用被動(dòng)作用式仿形,難以依據(jù)作業(yè)地表的起伏以及土壤堅(jiān)實(shí)度的變化而實(shí)時(shí)調(diào)整,以保證對(duì)種溝的鎮(zhèn)壓力和開(kāi)溝深度保持穩(wěn)定不變。因此,有必要研究一種可以塑造優(yōu)質(zhì)種床土壤結(jié)構(gòu),同時(shí)保證對(duì)種溝的鎮(zhèn)壓力以及開(kāi)溝深度穩(wěn)定不變的開(kāi)溝裝置。本文所設(shè)計(jì)的開(kāi)溝裝置—仿蚯蚓運(yùn)動(dòng)多功能開(kāi)溝器設(shè)計(jì)分為兩部分:仿蚯蚓運(yùn)動(dòng)多功能開(kāi)溝器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和種溝鎮(zhèn)壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。仿蚯蚓運(yùn)動(dòng)多功能開(kāi)溝器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可模擬出蚯蚓在土壤中的運(yùn)動(dòng)時(shí)體表特征形態(tài)變化,開(kāi)出種溝的同時(shí)松碎土壤,塑造大孔隙含量較多、質(zhì)地較為松軟的種上土壤結(jié)構(gòu)以加快土壤與外界熱量交換、提高土壤溫度,同時(shí)具有一定的仿形能力;鎮(zhèn)壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠依據(jù)不同的作業(yè)地表狀態(tài),實(shí)時(shí)有效的調(diào)整鎮(zhèn)壓力以保證開(kāi)溝深度和種溝鎮(zhèn)壓的穩(wěn)定性,同時(shí)可以塑造大孔隙含量較少、適宜緊實(shí)的種下土壤結(jié)構(gòu)以增強(qiáng)種溝土壤的毛細(xì)管導(dǎo)水能力、提高土壤含水率。通過(guò)理論分析,得到影響仿蚯蚓運(yùn)動(dòng)多功能開(kāi)溝器松土效果的因素為機(jī)具作業(yè)速度、波紋圓盤波峰數(shù)量以及波紋圓盤凸起高度。通過(guò)運(yùn)用Design-Expert軟件設(shè)計(jì)并進(jìn)行了田間參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn),并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析,得到三個(gè)因素對(duì)平均土壤含水率(0~100mm)顯著性的影響順序依次為:波峰數(shù)量、凸起高度、作業(yè)速度,對(duì)平均土壤含水率(0~100mm)為:波峰數(shù)量、作業(yè)速度、凸起高度,三個(gè)因素對(duì)平均出苗時(shí)間顯著性的影響順序依次為:凸起高度、波峰數(shù)量、作業(yè)速度。以平均出苗時(shí)間最早為主要尋優(yōu)指標(biāo),最終得到仿蚯蚓運(yùn)動(dòng)多功能開(kāi)溝器結(jié)構(gòu)的最佳參數(shù)組合為:作業(yè)速度為8km/h,波紋圓盤凸起高度為6mm,波紋圓盤波峰數(shù)量為15個(gè)。鎮(zhèn)壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由鎮(zhèn)壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、鎮(zhèn)壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)硬件和鎮(zhèn)壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的程序組成。通過(guò)鎮(zhèn)壓力標(biāo)定試驗(yàn),確定了鎮(zhèn)壓力與直線位移傳感器輸出信號(hào)數(shù)據(jù)間的數(shù)學(xué)關(guān)系模型。通過(guò)土槽試驗(yàn),得到在預(yù)設(shè)3種鎮(zhèn)壓強(qiáng)度下,鎮(zhèn)壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠依據(jù)不同的作業(yè)地表狀態(tài),實(shí)時(shí)有效的調(diào)節(jié)鎮(zhèn)壓力以保證對(duì)種溝鎮(zhèn)壓的穩(wěn)定性,并完全滿足作業(yè)要求。進(jìn)行了田間綜合試驗(yàn),得到采用最佳參數(shù)組合后的仿蚯蚓運(yùn)動(dòng)多功能開(kāi)溝器相較于V型雙圓盤開(kāi)溝裝置,可分別提高平均土壤含水率(0~100mm)2.7%,提高平均土壤溫度(0~100mm)0.7℃,提前大豆平均出苗時(shí)間0.77天。得到在1500N、1600N、1700N三種鎮(zhèn)壓強(qiáng)度下,當(dāng)施加鎮(zhèn)壓力為1600N時(shí)土壤含水率提升效果最顯著。開(kāi)啟鎮(zhèn)壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)系后開(kāi)溝器能夠依據(jù)土壤堅(jiān)實(shí)度的變化、地表的起伏變化實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)鎮(zhèn)壓力,并且在作業(yè)過(guò)程中能夠?qū)ΨN溝的鎮(zhèn)壓能夠始終維持較高的穩(wěn)定性。
【圖文】：

圖 1.1 優(yōu)質(zhì)種床土壤結(jié)構(gòu)示意圖現(xiàn)大孔隙數(shù)量的增多有助于提高保作物根部良好充氧狀況。Durr種上土壤更容易因植物器官的的前提下快速出苗，，促進(jìn)幼苗快過(guò)分壓實(shí)使降水下滲困難，形[31]等人研究得出，當(dāng)種子萌發(fā)時(shí)土，出苗率大大降低。因此，大于地表水分滲透、作物根部充氧的種下土壤壓實(shí)處理后，種床一致性[32]。而出苗的一致性影響株較高且根系發(fā)達(dá)，它們會(huì)和行致晚出苗植株葉面積較少、葉量下降[27]。Iqbal M[33]等人研究

技術(shù)路線圖
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S223.19

【參考文獻(xiàn)】

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10 萬(wàn)其號(hào);布庫(kù);李巖;焦巍;;大型免耕播種機(jī)開(kāi)溝器結(jié)構(gòu)研究[J];農(nóng)機(jī)化研究;2012年03期

本文編號(hào)：2628336