水稻钵体苗凸轮渐进顶出式取苗装置设计与试验 被引量：1

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作者 陈雄飞 黄活龙 +5 位作者 廖仲维 余佳佳 刘俊安 肖丽萍 伍金峰 刘木华 《农业工程学报》 北大核心 2025年第1期65-74,共10页

针对现有水稻钵体苗抛秧机取苗装置高速作业稳定性差、不同秧龄适应性差、取苗损伤率偏高等问题,该研究基于割圆曲线凸轮-平行四杆强制顶出取苗的技术思路,设计了一种水稻钵体苗凸轮渐进顶出式取苗装置,构建了取苗顶杆回程段、升程段、... 针对现有水稻钵体苗抛秧机取苗装置高速作业稳定性差、不同秧龄适应性差、取苗损伤率偏高等问题,该研究基于割圆曲线凸轮-平行四杆强制顶出取苗的技术思路,设计了一种水稻钵体苗凸轮渐进顶出式取苗装置,构建了取苗顶杆回程段、升程段、回转段轨迹方程,确定了取苗凸轮轮廓曲线;建立了取苗顶杆机构运动学模型,明确了取苗顶杆与钵体苗盘下拉的运动关系。分析了钵体苗初始顶苗阶段顶出过程,确定了取苗顶杆最大极限回转速度。以野香优航1573、黄华占、甬优12为供试品种,以秧龄(两叶一心、三叶、三叶一心)、钵体含水率(40%、50%、60%)和取苗频率(4、6、8次/s)为试验因素,以取苗成功率和取苗损伤率为评价指标,开展正交试验。试验结果表明:3个供试品种取苗成功率为95.68%~100%,取苗损伤率为0.45%~3.80%,且秧龄对取苗成功率、取苗损伤率影响最大,钵体含水率、取苗频率影响相对较小,取苗损伤率与取苗成功率呈负相关趋势;优选水平为秧龄三叶一心、钵体含水率50%、取苗频率4次/s,该条件下供试品种甬优12取苗成功率均值为99.78%,取苗损伤率均值为0.22%。研究结果可为水稻钵体苗高效低损有序抛秧机的研制提供关键技术与核心部件。 展开更多

关键词 水稻 凸轮 钵体苗 顶杆 顶出式 取苗装置

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面向空间遮挡的复合代价光场快速三维成像方法

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作者 李安虎 龚祯昱 赵鑫 《数据采集与处理》 北大核心 2025年第2期365-373,共9页

光场相机凭借其多维多尺度的成像能力和极简的资源配置,显著拓展了空地海探索等非结构化环境中的成像应用边界。光场成像过程中容易受到遮挡和噪声影响而产生不可靠的深度估计,传统的深度细化方法计算成本高且效果差。提出了一种面向空... 光场相机凭借其多维多尺度的成像能力和极简的资源配置,显著拓展了空地海探索等非结构化环境中的成像应用边界。光场成像过程中容易受到遮挡和噪声影响而产生不可靠的深度估计,传统的深度细化方法计算成本高且效果差。提出了一种面向空间遮挡的复合代价光场快速三维成像方法,深入分析影响深度估计准确性的主要因素,针对不同空间遮挡模式,建立最优的光场快速滤波构架。使用像素点的单比特特征构造高度集成的复合代价,实现深度图像的细化和遮挡优化。实验表明,该方法的运算效率显著优于基于马尔可夫随机场等为代表的后期细化手段,且使三维成像的均方根误差提高51.3%,以较低的运算成本显著提高深度估计算法的可靠性,有望为光场成像技术在复杂场景应用提供有力支持。 展开更多

关键词 复杂环境 三维成像 光场相机 复合代价 快速滤波

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基于STM32的稻田土壤有机质在线监测传感器的设计

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作者 刘骏威 马梓涵 +3 位作者 黄双根 黄俊仕 刘木华 赵进辉 《江西农业大学学报》 北大核心 2025年第3期778-790,共13页

【目的】土壤有机质(SOM)是影响产物产量的重要因素,精准、快速获取土壤有机质的信息具有重要意义。以稻田土壤为研究对象,设计可在线监测的稻田土壤有机质传感器。【方法】采用光谱技术与LoRa技术开发了一种稻田土壤有机质在线监测传... 【目的】土壤有机质(SOM)是影响产物产量的重要因素,精准、快速获取土壤有机质的信息具有重要意义。以稻田土壤为研究对象,设计可在线监测的稻田土壤有机质传感器。【方法】采用光谱技术与LoRa技术开发了一种稻田土壤有机质在线监测传感器。传感器的硬件电路以STM32F405RGT6微控制器为核心,主要的电路模块为:核心控制模块、光源驱动模块、光电转换模块、输出模块、电源模块。软件部分以MDK 5.0为开发环境,采用C语言开发设计。程序主要由初始化程序、AD转换程序、基于RS485通信的土壤水分采集程序、液晶显示程序、无线通信程序和串口通信程序组成。使用多项式拟合,建立一元二次方程曲线方程,将传感器测量到的水分信号作为输入值,土壤含水率作为模型输出值,建立土壤水分预测模型。以3个不同波长的反射率值作为模型输入,重铬酸钾容量法测出来的有机质含量作为输出值,建立土壤有机质预测模型。【结果】对于土壤水分,建立了一元二次方程预测模型进行预测,预测不同含水率的相对误差均小于11%,所建模型的预测相关系数R_(p)^(2)为0.997 3,预测均方根误差RMSEP为1.892 4。对于土壤有机质,采用了SVR方法在每个不同含水率下建立了土壤有机质预测模型,含水率为40%时,预测相关度最高,预测相关系数R_(p)^(2)为0.898 9,预测均方根误差RMSEP为3.796 6 g/kg,可实现简便、准确的测量稻田土壤有机质含量。【结论】该传感器有全天候持续运行能力,结合LoRa物联网技术,可完成实时监测。 展开更多

关键词 土壤有机质 STM32 稻田土壤 土壤水分 传感器

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果园开沟施肥机械研究现状与展望

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作者 周逸涵 方鹏 +3 位作者 刘木华 王晓 陈雄飞 余佳佳 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第5期133-140,共8页

目前我国果园机械化程度远低于稻麦类作物的机械化水平,为此主要从果园施肥农艺、果园开沟施肥机械结构组成及技术特点、果园开沟施肥机械监测调控技术3个方面对果园开沟施肥机械的研究现状进行阐述与分析。结合我国果业种植主产区的环... 目前我国果园机械化程度远低于稻麦类作物的机械化水平,为此主要从果园施肥农艺、果园开沟施肥机械结构组成及技术特点、果园开沟施肥机械监测调控技术3个方面对果园开沟施肥机械的研究现状进行阐述与分析。结合我国果业种植主产区的环境特点对果园开沟施肥机械化的意义及发展趋势进行分析,指出现有机械装备存在环境适应性差、可靠性低等问题,并提出要深入开展果园开沟施肥一体机和自适应调控技术的相关研究、政府要制定相关政策并加大扶持力度等解决方案。为我国果园开沟施肥机械化生产技术装备的发展指明方向,提供参考。 展开更多

关键词 果园 开沟施肥 深度调节 流量监测

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有机肥料中钙元素LIBS检测精度提升方法

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作者 万奇 徐将 +3 位作者 刘木华 魏海波 黄林 姚明印 《江西农业大学学报》 北大核心 2025年第3期755-763,共9页

【目的】钙是植物生长发育至关重要的宏量必需矿质元素,有机肥料中钙元素快速、绿色检测对提高农作物生产效益具有重要意义。传统化学检测方法依赖化学试剂消解样品,激光诱导击穿光谱(LIBS)作为全光学物质成分分析方法,探索有机肥LIBS... 【目的】钙是植物生长发育至关重要的宏量必需矿质元素,有机肥料中钙元素快速、绿色检测对提高农作物生产效益具有重要意义。传统化学检测方法依赖化学试剂消解样品,激光诱导击穿光谱(LIBS)作为全光学物质成分分析方法,探索有机肥LIBS检测方法符合现代农业绿色快速检测发展需求,但样品基体效应影响LIBS检测效果,而氯化物能有效提升LIBS分析灵敏度,拟研究氯化钠(NaCl)对有机肥料中钙元素LIBS检测精度的影响。【方法】将羊粪肥与土壤按照一定比例混合制成有机肥料样品,再分别掺入NaCl颗粒。在相同试验条件下采集LIBS光谱数据。利用Boltzmann平面法及Stark展宽法分别计算等离子体温度和电子密度,分析NaCl添加对有机肥料等离子体辐射光谱特性的影响。比较支持向量回归(SVR)、偏最小二乘回归(PLSR)和梯度提升决策树(GBDT)3种模型定量结果,研究NaCl对有机肥料中钙元素LIBS定量检测精度的影响。【结果】NaCl添加能够提高有机肥料中钙元素的光谱强度,钙元素光谱特征峰信号平均增加了20%以上。在定量分析中,掺入NaCl的有机肥料中,SVR模型的预测性能效果较好,决定系数R2从0.9005提高到0.9648,均方根误差RMSE由1.9338 g/kg降低至1.1504 g/kg。与未掺入NaCl的有机肥料相比,SVR模型的R2值增加了7.14%,RMSE降低了40.51%。【结论】有机肥料中添加NaCl能够增强钙元素LIBS信号强度。NaCl使有机肥料的等离子体温度和电子密度提升,促进电子与原子之间的碰撞频率,激发出更多高能态原子,从而辐射出更强的有效信号,致使LIBS捕捉到更多的有机肥料的特征信号,结合回归分析算法,提高了有机肥料中钙元素的预测精度和稳定性。本工作为LIBS方法在有机肥料样本的绿色快速检测提供了理论依据和技术支持。 展开更多

关键词 激光诱导击穿光谱(LIBS) 有机肥料 NaCl增强 钙元素 回归分析 精度提升

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热挤压与高温再结晶退火对纯镁组织及腐蚀性能的影响

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作者 吁安山 杨湘杰 +1 位作者 李卫荣 李锟 《精密成形工程》 北大核心 2025年第5期20-30,共11页

目的研究纯镁在350、400、450℃挤压温度下的变形特征、高温快速静态再结晶退火下的微观组织演变及浸泡腐蚀性能。方法采用金相显微镜分析微观组织演变、统计晶粒尺寸及分布规律,以生理盐水模拟体液腐蚀环境,测得p H值并计算腐蚀率的变... 目的研究纯镁在350、400、450℃挤压温度下的变形特征、高温快速静态再结晶退火下的微观组织演变及浸泡腐蚀性能。方法采用金相显微镜分析微观组织演变、统计晶粒尺寸及分布规律,以生理盐水模拟体液腐蚀环境,测得p H值并计算腐蚀率的变化规律。结果挤压后的镁棒为由变形晶粒和部分动态再结晶晶粒组成的混晶组织,随着挤压温度的升高,动态再结晶晶粒数量增多。热处理后的镁棒发生了明显的静态再结晶,相对于挤压后组织腐蚀性能的提高,400℃挤压后静态再结晶晶粒出现异常长大的现象,组织均匀性变差,腐蚀性能下降,而450℃挤压后静态再结晶组织细小且均匀,平均晶粒尺寸为38.5μm,生理盐水中腐蚀率低于1 mm/a。结论450℃挤压后静态再结晶退火工艺可以有效改善变形均匀性和促进晶粒细化,明显提升纯镁耐腐蚀性能。 展开更多

关键词 纯镁 热挤压 退火 再结晶 腐蚀率

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面向土壤酸化防控的畜禽粪便农田承载力估算

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作者 楚天舒 陈晨晨 +6 位作者 贺雪妮 任一哲 杨行 赵智强 张起赫 廖科科 汤树生 《江西农业大学学报》 北大核心 2025年第2期548-556,共9页

【目的】中国南方地区位于热带亚热带季风气候区域,雨热同期且降水丰沛,土壤矿物分解和盐基阳离子淋失的过程强烈。南方地区土壤酸化不断加剧,成为耕地质量提升的主要障碍因子。本研究旨在解决南方地区土壤酸化与粪肥科学施用问题,以协... 【目的】中国南方地区位于热带亚热带季风气候区域,雨热同期且降水丰沛,土壤矿物分解和盐基阳离子淋失的过程强烈。南方地区土壤酸化不断加剧,成为耕地质量提升的主要障碍因子。本研究旨在解决南方地区土壤酸化与粪肥科学施用问题,以协同实现区域种养结合与土壤酸化阻控。【方法】面向南方酸化重点区域,开展土壤酸化防控的畜禽粪便农田承载力的建模工作。根据农田土壤酸化机制,运用湖南祁阳站、湖南桃源站和江西鹰潭站的723条水稻长期定位试验观测数据,核算湖南省和江西省农田土壤系统净产酸量;假设畜禽粪肥碱量与农田土壤系统的净产酸量相等,结合畜禽粪肥碱度值,估算得到每公顷农田为阻控酸化所需的畜禽粪肥量;再根据畜禽粪便收集与处理等参数,推导出适宜的畜禽养殖量。【结果】湖南省和江西省农田土壤系统的净产酸量分别为5.9~7.9 keq/hm^(2)和6.8~8.9 keq/hm^(2)。其中,湖南省氮循环过程氢离子产生量集中在0.7 keq/hm^(2),江西省氮循环过程氢离子产生量为0.8~1.0keq/hm^(2);而两省盐基离子吸收过程氢离子产生量分别为6.5~8.9keq/hm^(2)和7.3~9.9 keq/hm^(2),阴离子吸收过程氢离子消耗量分别为1.3~1.8 keq/hm^(2)和1.5~2.1 keq/hm^(2)。盐基离子吸收过程的氢离子产生量为农田土壤系统产酸量的主要部分。根据承载力模型估算得到,湖南省的生猪、奶牛、肉牛、肉鸡和蛋鸡的畜禽粪便承载力分别为152.8~202.7头/hm^(2)、2.4~3.2头/hm^(2)、5.6~7.5头/hm^(2)、701.6~931.0羽/hm^(2)和141.4~187.7羽/hm^(2);江西省分别为146.9~192.7头/hm^(2)、3.4~4.5头/hm^(2)、5.5~7.2头/hm^(2)、798.9~1047.8羽/hm^(2)和115.5~151.5羽/hm^(2)。【结论】考虑土壤酸化阻控需求,湖南和江西两省的畜禽养殖业未来发展潜力大。建议适量增施粪肥,协同实现土壤酸化阻控与种养结合,但需防控农田养分盈余带来的农业面源污染风险。 展开更多

关键词 畜禽粪便农田承载力 土壤酸化 水稻 长期定位试验 湖南省 江西省

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基于硫化氢排放的畜禽养殖大气环境承载力估算

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作者 楚天舒 贺雪妮 +6 位作者 杨宇辰 陈晨晨 戴子扬 廖科科 吴湘琳 牛新湘 马兴旺 《江西农业大学学报》 北大核心 2025年第4期1131-1141,共11页

【目的】旨在定量评估畜禽养殖业硫化氢排放对区域畜禽养殖量的影响。【方法】以中国31个省份畜禽养殖业生产系统为研究对象,开展2013—2022年畜禽养殖业硫化氢排放清单编制工作,评价各省份畜禽养殖业硫化氢排放强度;并设置硫化氢减排目... 【目的】旨在定量评估畜禽养殖业硫化氢排放对区域畜禽养殖量的影响。【方法】以中国31个省份畜禽养殖业生产系统为研究对象,开展2013—2022年畜禽养殖业硫化氢排放清单编制工作,评价各省份畜禽养殖业硫化氢排放强度;并设置硫化氢减排目标,运用情景分析法探究各地畜禽养殖潜力。【结果】2013—2022年中国畜禽养殖业硫化氢排放呈现“下降-增长”趋势,2013—2020年从4.90×10^(5) t下降至3.74×10^(5) t,但2022年又增长到4.85×10^(5) t。2022年四川、河南、湖南、山东、湖北畜禽养殖业硫化氢年均排放量较高,占全国总排放量的39%,而上海、北京、天津、宁夏、青海、西藏畜禽养殖业硫化氢年均排放量相对较低,仅占1%。在畜禽种类方面,生猪的硫化氢排放量占比高达92%,鸡和牛仅为6%和2%;在畜禽生产阶段,畜禽养殖阶段占比高达92%,而粪便处理阶段仅占8%。2013—2022年畜禽养殖业硫化氢排放效益总体呈现“下降”趋势,2013—2018年单位产值内的硫化氢排放量稳定在40.46 t/亿元,但2019—2021年出现明显下降,年均下降率高达16%,2022年全国排放效益为28.36 t/亿元。“畜禽养殖阶段减排”和“粪便处理阶段减排”情景可换取的畜禽养殖潜力分别为2003.28万~10016.42万头和811.58万~4057.92万头(以猪当量计);在“综合减排”情景中,当硫化氢减排2.5%时,我国未来畜禽养殖潜力为1.22亿头。【结论】中国畜禽养殖业具有良好的发展潜力,但需以硫化氢减排技术的推广应用为前提。建议养殖企业、科研院所与农业部门多方协作,共同建设覆盖畜禽养殖硫化氢排放全过程的综合治理体系,完善空气质量评价体系,助推畜禽养殖业硫化氢污染防控,实现绿色可持续发展。 展开更多

关键词 硫化氢排放 大气环境承载力 减排技术 畜禽养殖

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水稻机械直播深施肥开沟装置设计与试验 被引量：1

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作者 赵勤儒 余佳佳 +3 位作者 陈雄飞 朱保雨 刘木华 刘俊安 《江西农业大学学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期1599-1609,共11页

【目的】针对南方稻区水稻机械直播深施肥开沟装置易缠草、施肥浅和堵塞肥料等问题,通过理论分析和试验研究,研制水稻机械直播深施肥开沟装置。【方法】基于开沟装置刃口曲线理论,分析并设计了圆函数、二次函数、指数函数刃口曲线的开沟... 【目的】针对南方稻区水稻机械直播深施肥开沟装置易缠草、施肥浅和堵塞肥料等问题,通过理论分析和试验研究,研制水稻机械直播深施肥开沟装置。【方法】基于开沟装置刃口曲线理论,分析并设计了圆函数、二次函数、指数函数刃口曲线的开沟器,研制了配套的深施肥开沟装置。为明确其撒施肥料的空间分布和防缠性能,开展台架试验,研究不同挡泥罩入土深度下,开展不同施肥深度中肥料含量百分比的规律研究;以开沟装置前进速度、秸秆数量和刃口曲线为自变量,以开沟器滑切秸秆概率和滑切距离为因变量,开展其防缠性能多因素试验。【结果】随着挡泥罩入土深度从2 cm增加至6 cm,施肥深度5~10 cm肥料含量百分比呈现先增大后减小的趋势,并确定挡泥罩最佳入土深度为4 cm;当开沟装置前进速度增大时,开沟器滑切秸秆概率增大,滑切距离减小;当稻田秸秆数量较多时,开沟器滑切秸秆概率减小,即防缠概率增大;相较于圆函数和指数函数刃口曲线,二次函数刃口曲线的开沟器滑切距离较小,随着前进速度增大,滑切距离降幅较小,即稳定性好,故二次函数刃口曲线开沟器结构最佳。【结论】研制的深施肥开沟装置可满足水稻直播同步深施肥的农艺要求,为水稻深施肥技术和装备研究提供参考。 展开更多

关键词 水稻 机械直播 深施肥 刃口曲线 开沟装置 防缠性能

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柔性输送带-胶辊组合式皇竹草预切种茎排种装置设计

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作者 刘俊安 陈雄飞 +3 位作者 刘冲 刘鑫 刘木华 余佳佳 《东北农业大学学报》 CSCD 北大核心 2024年第8期290-300,共11页

针对皇竹草种植排种装置漏种卡种,排种性能不稳定,适宜预切种茎类作物排种装置缺乏等问题,基于柔性输送带与胶辊组合充种清种的技术思路,设计一种柔性输送带-胶辊组合式皇竹草种茎排序输送排种装置。设计的装置实现了皇竹草种茎有序充... 针对皇竹草种植排种装置漏种卡种,排种性能不稳定,适宜预切种茎类作物排种装置缺乏等问题,基于柔性输送带与胶辊组合充种清种的技术思路,设计一种柔性输送带-胶辊组合式皇竹草种茎排序输送排种装置。设计的装置实现了皇竹草种茎有序充种、高效清种和精量排种。通过理论分析确定影响皇竹草有效充种的关键结构参数为输送带倾斜角(β)、充种胶辊-清种胶辊间距(B)。采用离散元仿真方法,构建输送带-胶辊组合充种、清种的离散元仿真模型,优选得出β、B最优参数组合为60°、80 mm。试验表明:充种合格率和漏播率分别为95.9%和4.1%,与仿真结果的相对误差为0.8%,表明仿真模型可准确模拟皇竹草预切种茎排序输送排种过程。 展开更多

关键词 皇竹草 机械化种植 柔性输送带 预切种茎 有序输送排种 离散元

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黄精初加工机器研究现状和发展策略

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作者 邓吉 赖曲芳 +4 位作者 胡淑芬 郭宇辉 邓勇杰 张文元 舒斯斌 《林业机械与木工设备》 2024年第12期17-22,共6页

黄精作为林下经济作物,因其药食同源特性发展迅速,而黄精加工技术对黄精产业发展至关重要。通过分析国内黄精初加工研究现状,对黄精初加工包括清洗、除须、切片、干燥等设备进行分析发现,现有黄精初加工机器普遍存在自动化和智能化程度... 黄精作为林下经济作物,因其药食同源特性发展迅速,而黄精加工技术对黄精产业发展至关重要。通过分析国内黄精初加工研究现状,对黄精初加工包括清洗、除须、切片、干燥等设备进行分析发现,现有黄精初加工机器普遍存在自动化和智能化程度低、加工功能单一、效率低、能耗大等问题。针对这些问题提出了提升黄精初加工机器自动化与智能化水平、推进机器多功能一体化发展、降低能源消耗和环境污染、实现绿色节能可持续发展等,以此策略提高黄精初加工机器智能化水平,促进黄精产业健康发展。 展开更多

关键词 黄精 机械 研究现状 发展策略

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