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美国保护性耕作垂直耕技术与配套机具
1
作者 范旭辉 马明洋 +4 位作者 侯锡彬 赵春凯 崔舒然 孙文良 张冲 《农业与技术》 2025年第11期43-46,共4页
保护性耕作作为一种现代农业技术,对土壤健康和农业可持续发展具有重要意义。作为保护性耕作技术的发源地,美国在这一领域的技术体系和机具装备处于世界领先地位。其中,垂直耕作(Vertical Tillage)作为保护性耕作的一种新型模式,在美国... 保护性耕作作为一种现代农业技术,对土壤健康和农业可持续发展具有重要意义。作为保护性耕作技术的发源地,美国在这一领域的技术体系和机具装备处于世界领先地位。其中,垂直耕作(Vertical Tillage)作为保护性耕作的一种新型模式,在美国风蚀严重的冷凉地区得到了广泛应用。然而,国内关于垂直耕作的研究相对较少,缺乏系统的理论和技术支持。通过深入分析国外垂直耕作相关文献和资料,结合美国农机企业生产的垂直整地机结构特点,梳理并阐述垂直耕作的技术理念、应用效果及其适应区域。通过这一研究,希望能够为我国保护性耕作技术的发展提供有益的启示和借鉴,推动我国农业的可持续发展。本文深入探讨了美国保护性耕作中的垂直耕作技术及其配套机具,旨在为我国保护性耕作技术的发展提供借鉴。本文介绍了垂直耕作的定义和特点,详细分析了垂直耕作的配套机具,包括关键部件和结构特点,并总结了垂直耕作技术对我国保护性耕作技术研究的启示,强调了借鉴国外先进经验和技术的重要性。 展开更多
关键词 垂直耕作 关键部件 保护性耕作
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条耕机清垄机构的设计与试验
2
作者 孙文良 李光 +3 位作者 李明森 范旭辉 侯锡彬 崔舒然 《农机化研究》 北大核心 2025年第8期175-182,共8页
针对我国玉米种植区域秋季收获后进行条耕作业时条带清洁率低、清洁宽度不稳定、受长秸秆缠绕发生堵塞等问题,设计了一种独立仿形的条带清垄机构。对秸秆切断结构进行了运动分析,确定了缺口圆盘切刀的类型和尺寸;对拨茬轮结构形式进行... 针对我国玉米种植区域秋季收获后进行条耕作业时条带清洁率低、清洁宽度不稳定、受长秸秆缠绕发生堵塞等问题,设计了一种独立仿形的条带清垄机构。对秸秆切断结构进行了运动分析,确定了缺口圆盘切刀的类型和尺寸;对拨茬轮结构形式进行选型与分析,得出影响条带清洁率与清洁宽度的主要因素为拨茬轮半径、拨茬轮倾角和拨茬轮偏角;以条带清洁率、清洁宽度为技术指标,利用EDEM进行二次旋转正交组合试验,确定了最佳的作业组合参数为拨茬轮半径160 mm、拨茬轮倾角10°、拨茬轮偏角30°。田间试验结果表明:切刀入土深度100 mm时,清洁率为92.2%,清洁宽度在240~260 mm范围内,与仿真效果基本一致,满足条耕作业的农艺要求。 展开更多
关键词 条耕机 条带清垄机构 条带清洁率 EDEM仿真
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航拍多光谱田间秸秆覆盖量反演模型的建立与优化 被引量：4
3
作者 刘媛媛 孙宇 +4 位作者 高雪冰 王利斌 王跃勇 刘梦琪 崔舒然 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1773-1787,共15页
保护性耕作是农业耕地可持续性发展的重要方法,已被世界多地采用,秸秆覆盖量实现从“有无”到“多少”的进一步判定,是秸秆还田检测的重要指标。通过无人机搭载多光谱相机航拍研究区内春秋两季遥感数据,并同步测定玉米秸秆覆盖量。首先... 保护性耕作是农业耕地可持续性发展的重要方法,已被世界多地采用,秸秆覆盖量实现从“有无”到“多少”的进一步判定,是秸秆还田检测的重要指标。通过无人机搭载多光谱相机航拍研究区内春秋两季遥感数据,并同步测定玉米秸秆覆盖量。首先,通过遥感数据提取光谱反射率并构建光谱指数,采用相关系数法筛选出对秸秆覆盖量敏感的波段变量和光谱变量,作为模型输入变量;然后,采用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)、随机森林(Random Forest,RF)、BP神经网络(Back Propagation Neural Network,BPNN)和极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)4种机器学习算法,建立玉米秸秆覆盖量的反演模型,比较不同时期和不同研究区域的模型精度;最后,为解决预测性能受其模型参数影响较大问题,引入遗传算法(Genetic Algorithm,GA)和粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO),并提出遗传-粒子群混合算法(Genetic-Particle Swarm Optimization,GA-PSO),利用它们的互补性提高模型的性能,完成区域内秸秆覆盖量的估算。实验结果表明,基于GA-PSO优化的RF算法玉米秸秆覆盖量反演模型取得了最佳的反演效果,其中R^(2)达到了0.74。同时,对比分析不同数据的反演结果,均较为真实地反映了区域内秸秆覆盖量,估测准确率达到91.36%,说明可以通过优化模型实现结果估算。研究为保护性耕作秸秆还田量检测提供科学参考,亦为其他作物秸秆覆盖量估测提供了可靠的模型反演方法。 展开更多
关键词 多光谱图像 机器学习 秸秆覆盖量 无人机 遗传算法 粒子群算法
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条耕机碎土辊仿形装置的仿真与试验
4
作者 崔舒然 李光 +4 位作者 许光明 孙文良 马明洋 张冲 赵春凯 《农业与技术》 2024年第21期36-39,共4页
条耕机作为保护性耕作条耕技术模式的配套装备,能够一次性完成秸秆切断、清理、松土、合墒与碎土镇压等多道工序。碎土镇压作为条耕机作业的最后一道工序,将直接影响条耕机的整体作业效果。本文设计了一种具有双仿形机构的条耕机碎土镇... 条耕机作为保护性耕作条耕技术模式的配套装备,能够一次性完成秸秆切断、清理、松土、合墒与碎土镇压等多道工序。碎土镇压作为条耕机作业的最后一道工序,将直接影响条耕机的整体作业效果。本文设计了一种具有双仿形机构的条耕机碎土镇压辊,通过SolidWorks软件中Motion运动分析模块对其作业过程进行仿真分析,根据仿真结果可知仿形机构能够有效减少碎土辊失效时间。根据田间试验结果得出,具有仿形功能的碎土镇压辊作业后碎土率提高了7.08%,地表平整度提高了18.42%。仿形碎土镇压辊的研制,提高了条耕机的整体作业效果,为推进保护性耕作提供了良好的装备支持。 展开更多
关键词 条耕机 仿形机构 碎土辊 运动仿真 保护性耕作
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1ZLZ-300型全幅复式种床整地机设计与试验 被引量：1
5
作者 侯锡彬 崔舒然 +3 位作者 李明森 范旭辉 张冲 马明洋 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2024年第S1期125-134,共10页
针对松耙联合整地机在秋季黏重土壤条件下作业后土块较大、地表不平、种床秸秆与土壤混拌不均等生产实际问题,设计一种具有种床土地平整及秸秆残茬梳理功能的1ZLZ-300型全幅复式种床整地机。根据覆混耕作春整地技术要求及黏重土壤特点... 针对松耙联合整地机在秋季黏重土壤条件下作业后土块较大、地表不平、种床秸秆与土壤混拌不均等生产实际问题,设计一种具有种床土地平整及秸秆残茬梳理功能的1ZLZ-300型全幅复式种床整地机。根据覆混耕作春整地技术要求及黏重土壤特点确定种床整地机的总体设计方案,分别对自激振土壤水平剪切单元、弹性梳理单元进行研究。借助EDEM离散元仿真技术,根据田间测量数据与相关文献建立东北黑土区秸秆混埋土壤仿真模型,通过对种床整地机作业过程的模拟仿真得出各入土部件的工作机理以及对土壤的扰动效果。以松土铲入土深度、弹齿入土深度、弹齿入土角度为试验因素,以地表秸秆覆盖率、地表平整度为评价指标,进行Box-Behnken正交试验,确定了1ZLZ-300型全幅复式种床整地机在作业速度为10 km/h时最优工作参数为:松土铲入土深度10.0 cm、弹齿入土深度8.0 cm、弹齿角度0°。在上述工况下,通过田间试验测得秸秆覆盖率平均值为50.7%、地表平整度平均值为3.2 cm、深度0~10 cm种床土壤紧实度平均值为73.3 kPa、深度10~20 cm种床土壤紧实度平均值为690.2 kPa、碎土率平均值为89.7%。试验结果表明,机具各项性能指标均满足覆混耕作春整地技术要求。1ZLZ-300型全幅复式种床整地机的研制为吉林省中东部地区黑土地保护性耕作玉米秸秆覆混还田技术的推广提供了装备支撑。 展开更多
关键词 覆混耕作 种床 整地机械 EDEM仿真 黑土地保护
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秸秆集行模式下精准喷药装置搭建与试验 被引量：6
6
作者 王跃勇 崔舒然 +3 位作者 刘媛媛 何铭 王鹏宇 王景立 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期12-20,共9页
保护性耕作秸秆集行模式下作物苗前除草作业时,传统全覆盖喷药方式下喷洒在秸秆条带的药液无法到达地表而造成药液浪费和环境污染。针对该问题,该研究提出了一种基于图像识别的精准喷药装置。首先,使用搭载在植保机前端的摄像头采集田... 保护性耕作秸秆集行模式下作物苗前除草作业时,传统全覆盖喷药方式下喷洒在秸秆条带的药液无法到达地表而造成药液浪费和环境污染。针对该问题,该研究提出了一种基于图像识别的精准喷药装置。首先,使用搭载在植保机前端的摄像头采集田间图像,采用智能优化多阈值算法分割图像中的秸秆和种植带,计算种植带的定位线坐标。然后,控制器根据种植带定位线坐标驱动步进电机滑台带动喷头移动到种植带上方进行对行喷药;为防止喷药过程中横向与纵向气流影响使雾滴飘移至秸秆行与空气中造成喷药不均,使用模糊控制器根据横向与纵向气流变化对喷药量进行调整。最后,分别进行了平台与田间试验。试验结果表明,该装置对种植带定位线的识别准确率约为88.3%;相比于传统全覆盖喷药方式药液使用量节省约52.84%;药液沉降均匀度得到提高,雾滴覆盖率维持在28.5%~33.8%。该装置可实现秸秆集行模式下的种植带精准施药,对提高药液利用率、保护环境有积极作用,研究结果可为精准喷药和保护性耕作技术推广应用提供支持。 展开更多
关键词 植保机械 图像处理 精准施药 保护性耕作 定位线检测
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浅析条耕机研究现状与发展趋势 被引量：4
7
作者 孙文良 李光 +3 位作者 李明森 刘鸿雁 赵春凯 崔舒然 《农业与技术》 2023年第20期51-55,共5页
条耕技术属于秸秆覆盖耕作技术体系内的一种保护性耕作模式,能够降低土壤水分流失,在播种期加快土壤温度提升周期,丰富土壤生物,现已成为大多数农民认可与接受的重要技术作业模式,条耕机是条耕技术推广与应用的关键环节,本文就条耕机的... 条耕技术属于秸秆覆盖耕作技术体系内的一种保护性耕作模式,能够降低土壤水分流失,在播种期加快土壤温度提升周期,丰富土壤生物,现已成为大多数农民认可与接受的重要技术作业模式,条耕机是条耕技术推广与应用的关键环节,本文就条耕机的作业原理、国内外发展现状、功能部件结构类型以及存在问题进行综述,同时对未来条耕机的发展趋势进行了展望,以期为条耕机的设计与应用提供参考。 展开更多
关键词 保护性耕作 条耕技术 条耕机
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条耕机柔性拨草轮设计与试验
8
作者 马明洋 李光 +2 位作者 孙文良 许光明 崔舒然 《农业与技术》 2025年第19期49-53,共5页
条耕作为保护性耕作技术体系中的主要技术模式之一,其作业效率高、作物出苗效果好。拨草轮是条耕机的主要工作部件,其作用是清洁出一条没有秸秆覆盖的播种条带。本文针对现有拨草轮清洁率低、向秸秆带抛土量大等问题,设计了一款柔性拨... 条耕作为保护性耕作技术体系中的主要技术模式之一,其作业效率高、作物出苗效果好。拨草轮是条耕机的主要工作部件,其作用是清洁出一条没有秸秆覆盖的播种条带。本文针对现有拨草轮清洁率低、向秸秆带抛土量大等问题,设计了一款柔性拨草轮。其触土部分使用钢丝制成,受力时会发生弯曲增加与土壤接触面积进而提高秸秆清洁率,同时钢丝绳与土壤为软接触对土壤产生的作用力较小减少抛土量。本文对柔性拨草轮作业宽度等参数进行计算分析,对其工作过程进行有限元分析与离散元仿真,确保其强度满足设计要求。柔性拨草轮的设计为秸秆清理提供了新方向,为条耕机整体作业效果提升提供了技术支撑。 展开更多
关键词 保护性耕作 条耕机 拨草轮 秸秆清理 柔性
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