The aims of this study were to achieve working stability and continuity of the straw fibre extruder(D200)to improve the transportation efficiency of pretreated straw materials mulch film.Based on a theoretical analysi...The aims of this study were to achieve working stability and continuity of the straw fibre extruder(D200)to improve the transportation efficiency of pretreated straw materials mulch film.Based on a theoretical analysis of wheat straw friction characteristics and the mechanics model of wheat straw transport,a tilting variable-diameter spiral feeding device matched the designed straw fibre extruder(D200-type).Experimental researches were performed by using the orthogonal test method of the L16(45)to obtain the optimal parameter combination.The spiral angle,the speed of the screw shaft and the moisture content of straw raw materials were selected as influencing factors,and feeding efficiency was selected as the objective indicator.The results showed that the spiral angle,the rotating speed of screw shaft and the moisture content of straw raw materials had very significant effects on the feeding efficiency(p<0.01).The order of the extent of the influence of parameters on the feeding efficiency of wheat straw raw materials from high to low was the moisture content,the spiral angle and the speed of screw shaft.When the maximum transfer efficiency per unit time of the inclined spiral feeding device was 1040.8 kg·h-1,the spiral angle was 40?,the speed of screw shaft was 200 r·min-1 and the moisture content was 65%.Verification experiment proved the feasibility of straw fibre extruder designed.展开更多
为了明确黄土旱塬区不同降雨年型下秸秆覆盖量对土壤水温效应和冬小麦产量影响的机理,本研究连续7年研究了秸秆覆盖量在不同降雨年型对土壤水分、温度及冬小麦耗水和产量的影响。结果表明,秸秆覆盖显著提升越冬期地温,覆盖量越大,增温...为了明确黄土旱塬区不同降雨年型下秸秆覆盖量对土壤水温效应和冬小麦产量影响的机理,本研究连续7年研究了秸秆覆盖量在不同降雨年型对土壤水分、温度及冬小麦耗水和产量的影响。结果表明,秸秆覆盖显著提升越冬期地温,覆盖量越大,增温效果逐渐减弱。在干旱年和平水年,返青期1500 kg hm^(-2)处理呈增温趋势,而丰水年则表现为降温;不同年型下,覆盖量越大降温效果越显著。秸秆覆盖在冬小麦生育期内均增加了0~2 m土层的土壤贮水量,且覆盖量越大贮水量越高;干旱年和平水年,耗水量随覆盖量增加而减少,而丰水年则相反。干旱年返青—灌浆期,1500 kg hm^(-2)处理较露地贮水量增加11.8 mm,且全生育期耗水量在各年型下均高于露地6.9~14.8 mm,其中返青—拔节期和灌浆—成熟期的耗水量增加尤为显著。在产量和水分利用效率方面,1500 kg hm^(-2)处理分别较露地增加17.6%和14.8%,增产主要源于穗数增加;3000 kg hm^(-2)处理的产量和水分利用效率与露地接近,而覆盖量进一步增加则导致产量和水分利用效率下降。当1500 kg hm^(-2)覆盖条件下,可有效提高干旱年和平水年返青期土壤温度,达到高产和高水分利用效率,3000 kg hm^(-2)为临界值,过高覆盖量虽显著增强保水效果,但因降温过度,产量和水分利用效率下降。展开更多
为了明确秸秆还田和施磷量对豫西旱地小麦土壤酶活性和产量形成的影响规律,2020年10月至2022年6月,以洛旱22为材料,采用裂区试验设计,主区为玉米秸秆还田:秸秆不还田(S0)、秸秆全量还田(S1),副区为施磷量:P0 (0 kg hm^(-2))、P1 (75.0 k...为了明确秸秆还田和施磷量对豫西旱地小麦土壤酶活性和产量形成的影响规律,2020年10月至2022年6月,以洛旱22为材料,采用裂区试验设计,主区为玉米秸秆还田:秸秆不还田(S0)、秸秆全量还田(S1),副区为施磷量:P0 (0 kg hm^(-2))、P1 (75.0 kg hm^(-2))、P2 (112.5 kg hm^(-2))、P3 (150.0 kg hm^(-2))和P4 (187.5 kg hm^(-2)),测定了土壤酶活性以及小麦干物质转运特征、籽粒灌浆动态和产量及其构成因素。结果表明,0~20 cm与20~40 cm土层中土壤速效磷含量及土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性,以及小麦籽粒最大灌浆速率(V_(max))、最大灌浆速率出现时间(T_(max))、灌浆速率达到最大时的籽粒生长量(W_(max))、平均灌浆速率(V_(mean))、灌浆渐增期持续时间(T_(1))以及快增期持续时间(T_(2))在同一施磷水平下均表现为S1高于S0,在同一秸秆还田处理下均随施磷水平的提高呈先升后降趋势,总体表现为P3处理最高。同一施磷量下,花后干物质同化量及其对籽粒的贡献率也均表现为S1高于S0,且在最高的P3处理分别显著提高38.67%和5.76%。秸秆还田和施磷量互作对土壤速效磷含量、土壤酶活性、小麦干物质转运特征、籽粒灌浆动态和产量的影响均达显著水平,且多在S1P3处理达到最大值。S1P3与S0P3相比,前后两年度土壤速效磷含量及土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性分别显著提高5.32%、5.04%、10.30%、2.92%和7.37%、3.88%、11.64%、3.31%。秸秆还田和增施磷肥均能提高小麦穗数、穗粒数、千粒重和产量,且除千粒重外同一秸秆还田下均随施磷量的提高呈先升后降趋势。S1P3与S0P3相比,小麦穗数和产量在2020—2021年度分别提高4.74%和3.78%,在2021—2022年度分别提高9.06%和4.51%,且2021—2022年度的穗粒数也提高5.25%。综上,秸秆还田配施150 kg hm^(-2)磷肥(S1P3)是豫西旱地及其类似生态区小麦适宜种植方式。展开更多
基于离散元法的小麦植株切割过程仿真,对于小麦收获机械切割部件分析与优化具有重要的意义,而准确测量及标定小麦植株力学参数是仿真重要前提。本文基于Hertz-Mindlin with Bonding模型在自主研发的AgriDEM软件中建立小麦茎秆模型。搭...基于离散元法的小麦植株切割过程仿真,对于小麦收获机械切割部件分析与优化具有重要的意义,而准确测量及标定小麦植株力学参数是仿真重要前提。本文基于Hertz-Mindlin with Bonding模型在自主研发的AgriDEM软件中建立小麦茎秆模型。搭建单摆切割试验装置并进行了茎秆动态切割试验,探究了茎秆相关物理特性及切割参数对茎秆切断力的影响,同时,基于AgriDEM软件进行了茎秆单摆动态切割仿真并与实际试验进行对比,结果表明利用准静态粘接力学参数进行动态切割仿真时,茎秆切断力仿真误差随着切割速度增大而增大。为降低不同切割速度下仿真误差,提出了2种茎秆粘接力学参数标定方法。(1)以刚度和临界应力为试验因素的多变量中心组合优化标定方法,得到摆切线速度为1 m/s的情况下,法向刚度、切向刚度、临界法向应力和临界切向应力优化值分别为2.82×10^(11)N/m^(3)、1.32×10^(11)N/m^(3)、9.50×10^(6) Pa和6.46×10^(6) Pa。(2)以粘接半径放大因子为单变量的标定方法,得到摆切线速度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 m/s时,粘接半径放大因子优化值分别为0.997、1.106、1.163、1.213、1.323、1.439,并得到切割速度与粘接半径放大因子标定值间的拟合方程。通过最大切割速度为1 m/s的往复式切割试验与仿真对比可知,采用刚度和临界应力组合优化标定方法,茎秆切断力仿真误差由22.55%降低到9.13%;采用粘接半径放大因子的方法,当粘接半径放大因子为1.068时,茎秆切断力仿真误差由22.55%降低至6.58%。证明了本文提出的两种参数标定方法可有效降低茎秆动态切割仿真误差,且利用有效切割速度中间值对应的粘接半径放大因子标定值开展往复式切割作业仿真是准确且可行的方法,研究结果为小麦切割作业过程仿真和关键切割部件优化设计提供参考。展开更多
为明确秸秆还田和施磷量对旱地小麦籽粒淀粉品质和相关酶合成的影响,以洛旱22为材料,采用裂区试验,主区为玉米秸秆还田处理,分别为秸秆不还田(S0)、秸秆全量还田(S1),副区为施磷量,设5个水平分别为0 kg hm^(-2)(P0)、75.0 kg hm^(-2)(P1...为明确秸秆还田和施磷量对旱地小麦籽粒淀粉品质和相关酶合成的影响,以洛旱22为材料,采用裂区试验,主区为玉米秸秆还田处理,分别为秸秆不还田(S0)、秸秆全量还田(S1),副区为施磷量,设5个水平分别为0 kg hm^(-2)(P0)、75.0 kg hm^(-2)(P1)、112.5 kg hm^(-2)(P2)、150.0 kg hm^(-2)(P3)、187.5 kg hm^(-2)(P4),研究了秸秆还田和施磷量对小麦籽粒产量、淀粉及其相关酶活性的影响。结果表明,秸秆还田和增施磷肥均能提高小麦穗数、穗粒数、千粒重和产量,相同秸秆还田处理下均随施磷量的提高呈先升后降趋势,且除千粒重外均表现为P3最高。2个年度,小麦产量在S1P3处理下较S1P0分别提高了35.70%与49.32%;小麦籽粒直链淀粉、支链淀粉、总淀粉的含量随生育时期推进均呈持续升高趋势,随施磷量的提高均呈先升后降趋势,总体上在P3水平达到最大。在同一施磷水平下,小麦籽粒直链淀粉、支链淀粉含量均表现为S1大于S0处理。2021—2022年度秸秆还田和施磷的互作效应对支/直淀粉比例在花后5~20 d有显著或极显著的影响;2022—2023年二者的互作仅对花后5 d支/直淀粉比例有显著影响。2年度,随生育时期的推进,各处理籽粒蔗糖合成酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶、束缚性淀粉合成酶活性均表现为先增后降趋势,而籽粒磷酸蔗糖合成酶呈持续降低趋势。无论秸秆还田与否,腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶与束缚性淀粉合成酶活性均随施磷水平的升高表现为先增后降趋势,总体在P3处理最高。综上,秸秆还田配施磷150 kg hm^(-2)(S1P3)是本试验条件下小麦最适种植方式。展开更多
基金Supported by Integrated Research and Demonstration of Chemical Fertilizer and Pesticide Reduction Technology for Soybean in Northeast China(2018YFD0201004)Funding from the Construction of Modern Agricultural Industrial Technology System(GARS-04)。
文摘The aims of this study were to achieve working stability and continuity of the straw fibre extruder(D200)to improve the transportation efficiency of pretreated straw materials mulch film.Based on a theoretical analysis of wheat straw friction characteristics and the mechanics model of wheat straw transport,a tilting variable-diameter spiral feeding device matched the designed straw fibre extruder(D200-type).Experimental researches were performed by using the orthogonal test method of the L16(45)to obtain the optimal parameter combination.The spiral angle,the speed of the screw shaft and the moisture content of straw raw materials were selected as influencing factors,and feeding efficiency was selected as the objective indicator.The results showed that the spiral angle,the rotating speed of screw shaft and the moisture content of straw raw materials had very significant effects on the feeding efficiency(p<0.01).The order of the extent of the influence of parameters on the feeding efficiency of wheat straw raw materials from high to low was the moisture content,the spiral angle and the speed of screw shaft.When the maximum transfer efficiency per unit time of the inclined spiral feeding device was 1040.8 kg·h-1,the spiral angle was 40?,the speed of screw shaft was 200 r·min-1 and the moisture content was 65%.Verification experiment proved the feasibility of straw fibre extruder designed.
文摘为了明确黄土旱塬区不同降雨年型下秸秆覆盖量对土壤水温效应和冬小麦产量影响的机理,本研究连续7年研究了秸秆覆盖量在不同降雨年型对土壤水分、温度及冬小麦耗水和产量的影响。结果表明,秸秆覆盖显著提升越冬期地温,覆盖量越大,增温效果逐渐减弱。在干旱年和平水年,返青期1500 kg hm^(-2)处理呈增温趋势,而丰水年则表现为降温;不同年型下,覆盖量越大降温效果越显著。秸秆覆盖在冬小麦生育期内均增加了0~2 m土层的土壤贮水量,且覆盖量越大贮水量越高;干旱年和平水年,耗水量随覆盖量增加而减少,而丰水年则相反。干旱年返青—灌浆期,1500 kg hm^(-2)处理较露地贮水量增加11.8 mm,且全生育期耗水量在各年型下均高于露地6.9~14.8 mm,其中返青—拔节期和灌浆—成熟期的耗水量增加尤为显著。在产量和水分利用效率方面,1500 kg hm^(-2)处理分别较露地增加17.6%和14.8%,增产主要源于穗数增加;3000 kg hm^(-2)处理的产量和水分利用效率与露地接近,而覆盖量进一步增加则导致产量和水分利用效率下降。当1500 kg hm^(-2)覆盖条件下,可有效提高干旱年和平水年返青期土壤温度,达到高产和高水分利用效率,3000 kg hm^(-2)为临界值,过高覆盖量虽显著增强保水效果,但因降温过度,产量和水分利用效率下降。
文摘为了明确秸秆还田和施磷量对豫西旱地小麦土壤酶活性和产量形成的影响规律,2020年10月至2022年6月,以洛旱22为材料,采用裂区试验设计,主区为玉米秸秆还田:秸秆不还田(S0)、秸秆全量还田(S1),副区为施磷量:P0 (0 kg hm^(-2))、P1 (75.0 kg hm^(-2))、P2 (112.5 kg hm^(-2))、P3 (150.0 kg hm^(-2))和P4 (187.5 kg hm^(-2)),测定了土壤酶活性以及小麦干物质转运特征、籽粒灌浆动态和产量及其构成因素。结果表明,0~20 cm与20~40 cm土层中土壤速效磷含量及土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性,以及小麦籽粒最大灌浆速率(V_(max))、最大灌浆速率出现时间(T_(max))、灌浆速率达到最大时的籽粒生长量(W_(max))、平均灌浆速率(V_(mean))、灌浆渐增期持续时间(T_(1))以及快增期持续时间(T_(2))在同一施磷水平下均表现为S1高于S0,在同一秸秆还田处理下均随施磷水平的提高呈先升后降趋势,总体表现为P3处理最高。同一施磷量下,花后干物质同化量及其对籽粒的贡献率也均表现为S1高于S0,且在最高的P3处理分别显著提高38.67%和5.76%。秸秆还田和施磷量互作对土壤速效磷含量、土壤酶活性、小麦干物质转运特征、籽粒灌浆动态和产量的影响均达显著水平,且多在S1P3处理达到最大值。S1P3与S0P3相比,前后两年度土壤速效磷含量及土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性分别显著提高5.32%、5.04%、10.30%、2.92%和7.37%、3.88%、11.64%、3.31%。秸秆还田和增施磷肥均能提高小麦穗数、穗粒数、千粒重和产量,且除千粒重外同一秸秆还田下均随施磷量的提高呈先升后降趋势。S1P3与S0P3相比,小麦穗数和产量在2020—2021年度分别提高4.74%和3.78%,在2021—2022年度分别提高9.06%和4.51%,且2021—2022年度的穗粒数也提高5.25%。综上,秸秆还田配施150 kg hm^(-2)磷肥(S1P3)是豫西旱地及其类似生态区小麦适宜种植方式。
文摘为明确秸秆还田和施磷量对旱地小麦籽粒淀粉品质和相关酶合成的影响,以洛旱22为材料,采用裂区试验,主区为玉米秸秆还田处理,分别为秸秆不还田(S0)、秸秆全量还田(S1),副区为施磷量,设5个水平分别为0 kg hm^(-2)(P0)、75.0 kg hm^(-2)(P1)、112.5 kg hm^(-2)(P2)、150.0 kg hm^(-2)(P3)、187.5 kg hm^(-2)(P4),研究了秸秆还田和施磷量对小麦籽粒产量、淀粉及其相关酶活性的影响。结果表明,秸秆还田和增施磷肥均能提高小麦穗数、穗粒数、千粒重和产量,相同秸秆还田处理下均随施磷量的提高呈先升后降趋势,且除千粒重外均表现为P3最高。2个年度,小麦产量在S1P3处理下较S1P0分别提高了35.70%与49.32%;小麦籽粒直链淀粉、支链淀粉、总淀粉的含量随生育时期推进均呈持续升高趋势,随施磷量的提高均呈先升后降趋势,总体上在P3水平达到最大。在同一施磷水平下,小麦籽粒直链淀粉、支链淀粉含量均表现为S1大于S0处理。2021—2022年度秸秆还田和施磷的互作效应对支/直淀粉比例在花后5~20 d有显著或极显著的影响;2022—2023年二者的互作仅对花后5 d支/直淀粉比例有显著影响。2年度,随生育时期的推进,各处理籽粒蔗糖合成酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶、束缚性淀粉合成酶活性均表现为先增后降趋势,而籽粒磷酸蔗糖合成酶呈持续降低趋势。无论秸秆还田与否,腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶与束缚性淀粉合成酶活性均随施磷水平的升高表现为先增后降趋势,总体在P3处理最高。综上,秸秆还田配施磷150 kg hm^(-2)(S1P3)是本试验条件下小麦最适种植方式。
