基于玉米大豆轮作模式的大豆精密播种技术研究及配套耕播机设计

发布时间：2020-05-22 12:41

【摘要】：近年来,我国为了在有限的土地上平衡玉米和大豆的产量,逐步摸索出多种适合东北地区实际情况的轮作技术,其中玉米大豆轮作技术是逐渐兴起的一项轮作技术。玉米大豆轮作技术为前两年播种玉米,第三年播种大豆,依次循环往复,这种轮作技术具有蓄水保墒、降低风蚀水蚀、根茬降解腐烂程度高、增加土壤有机质含量等优势。由于采取玉米大豆轮作模式,因而在大豆播种作业时,地表上残留大量玉米秸秆和根茬,致使大豆播种作业时发生如下问题:秸秆、根茬易堵塞开沟装置,破茬作业需同时针对秸秆和根茬进行作业;在播种过程中解决大豆的精密排种问题;拖拉机行驶轮和机具在作业时均会接触到残留于地表的根茬,机具震动增加,排种器易发生掉种现象。上述问题使传统的大豆播种机很难适用于玉米大豆轮作种植模式,因而本文对玉米大豆轮作模式下的精密播种技术进行深入研究,并研制一种适用于玉米大豆轮作技术的大豆耕播机。本研究结合玉米大豆轮作技术特点和东北地区实际作业条件,通过理论分析、试验设计、数学建模、仿真分析等方法,研究关键部件的几何形态、结构参数、作业方式与作业效果之间的关系,并总结和量化其规律,从而设计出合理的排种、破茬、传动等关键部件,最终设计出与玉米大豆轮作技术相配套的大豆耕播机具。1、针对玉米秸秆覆盖模式下的破茬需要,本研究设计了一种适用于玉米大豆轮作种植模式的播种机防堵装置,其采用组合刀片式结构,具有作业功耗小、秸秆切断率高等优点。通过理论建模和动力学分析相结合的方法,对滑切刀片滑切秸秆的过程进行研究,得出滑切刀片侧切刃最优曲线应为一条等滑切角曲线。通过三因素三水平正交组合试验得出滑切刀片的最佳参数组合为:作业速度2 m/s、耕作深度35 mm、滑切刀片回转半径为185 mm,并进行验证试验得出秸秆切断率为91%,单把刀片功耗为8.2 W。2、设计了一种大豆气吸式双圆盘排种器。通过分析气吸式双圆盘排种器取种、排种作业原理,对其关键部件进行了设计、优化。以排种器播种吸盘转速、气流运动速度为试验因素,漏播率为试验指标分别进行单因素试验和二次通用旋转组合试验,运用Design-Expert软件得出回归曲面并建立数学模型,得出最佳因素组合为气流速度220 m/s、排种器播种吸盘转速100 r/min,此时漏播率为2.79%。3、本文设计的液控起降摩擦轮传动装置,通过理论分析和现有研究资料对比确定两个传动轮胎的径向尺寸,并合理选择传动轮胎。将整个传动机构建立三维模型,运用ADAMS仿真软件实现传动机构的运动学仿真分析,取得了东北地区坡度等级下的摩擦轮作业过程中的纵向偏差。经计算可知实现传动的最大摩擦轮胎压值为25.9psi。根据田间试验测试摩擦轮传动装置的传动效果,通过更改摩擦轮胎压值测量各轮胎转数和移动距离,并根据测得结果计算对比不同胎压摩擦轮的滑移率,做出摩擦轮的滑移率变化曲线,并求得摩擦轮传动效果最好的胎压最优值为24.345 psi。4、针对保护性耕作条件下与大豆耕播机配套的镇压辊压实土壤不均匀、相关耕播机具纵向尺寸过长的问题,设计了一种仿形弹性镇压辊,采用弹性辐条结构,通过理论分析确定了镇压辊的主要结构参数:直径D=450 mm,宽度B=210 mm,弹性辐条数量n=12。综合上述技术,本文研制了2BDG-6型大豆耕播机,经田间试验表明其在作业速度6 km/h的前提下,粒距合格指数86.8%,漏播指数5.2%,播种深度合格率93.75%,种子破损率仅为0.3%,机具的各项性能指标均超过国家相关标准规定的指标要求,可为玉米大豆轮作技术在东北地区的推广起到装备与技术支撑作用。
【图文】：

玉米宽窄行（大垄双行）保护性耕作模式留茬及耕作情况

大豆宽窄行密植栽培耕作情况
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S223.24

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 石慧;王思明;;相对优势地位的转变:中美大豆发展比较研究[J];中国农史;2018年05期

2 曲径;刘国伟;叶晓婷;;有机大豆营养特征最健康[J];环境与生活;2016年11期

3 罗教芬;尹光初;雷勃钧;王剑;芦翠华;;栽培大豆与近缘野生种杂交(F_1)部分遗传的研究[J];黑龙江农业科学;1987年02期

4 张开旺;尹光初;;大豆属种间杂交研究的某些新进展[J];黑龙江农业科学;1987年06期

5 林子祥;;提高间作大豆产量的技术措施[J];四川农业科技;1988年03期

6 隋德志;王连铮;尹光初;雷勃君;;大豆组织培养再生植株研究的进展[J];黑龙江农业科学;1988年02期

7 常汝镇;国内外大豆遗传资源的搜集、研究和利用[J];大豆科学;1989年01期

8 尹光初;大豆遗传和遗传工程研究获得新进展[J];大豆科学;1989年03期

9 雷勃钧,王连铮,尹光初,卢翠华,钱华,王树林,周思君,张开旺,王岚,邵启全,李安生,蒋兴惃;A281菌系对大豆属致瘤效果的初步研究[J];大豆科学;1989年04期

10 ;大豆科学 第8卷 总目录[J];大豆科学;1989年04期

相关会议论文 前2条

1 张申;鲍男;秦贵信;姜海龙;;吉林地区大豆营养价值分析[A];2016东北养猪论坛论文集[C];2016年

2 东惠茹;孙军明;丁安林;常汝镇;;大豆异黄酮的开发利用[A];中国自然资源学会全国第二届天然药物资源学术研讨会论文集[C];1997年

相关重要报纸文章 前2条

1 ;大豆的生理特征[N];河北农民报;2017年

2 山东大学文化遗产研究院 陈雪香;黄河中下游大豆起源历程中的人工选择[N];中国社会科学报;2019年

相关博士学位论文 前8条

1 张卓;基于玉米大豆轮作模式的大豆精密播种技术研究及配套耕播机设计[D];吉林大学;2019年

2 聂颖;抗盐碱转BADH基因大豆对根系分泌物及土壤细菌群落结构的影响[D];东北农业大学;2018年

3 王文森;基于叶绿素荧光动力学的大豆干旱/NaCl胁迫影响分析[D];沈阳农业大学;2018年

4 高乐;中国大豆广适品种SMV抗性的时空演变分析及CRISPR/Cas9介导的抗性基因编辑[D];中国农业科学院;2018年

5 刘海坤;农杆菌介导大豆高效遗传转化及热激控制转基因植物中外源基因的去除[D];中国科学院研究生院（上海生命科学研究院）;2005年

6 乞永艳;大豆子叶异黄酮类次生代谢物的诱导及其微粒体部分蛋白的初步研究[D];中国农业科学院;2005年

7 张治安;吉林省大豆品种遗传改良中光合特性和硝酸还原酶活性变化的研究[D];吉林农业大学;2007年

8 张涛;盐生和中生大豆属植物的结构比较研究[D];东北师范大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 谭佳琪;转TαDREB3α基因大豆品系的耐碱性鉴定[D];东北农业大学;2019年

2 张鑫;大豆天隆一号突变体库及CRISPR/Cas9技术平台的初步构建[D];上海师范大学;2019年

3 姜浩;大豆干旱胁迫的水氮利用及不同水文年型的灌溉制度研究[D];东北农业大学;2019年

4 杨岚;热处理强度对大豆蛋白凝胶性质的影响及机制初探[D];江南大学;2018年

5 李海纳;大豆抗病毒基因NL(G12g132200)的筛选鉴定及功能分析[D];内蒙古大学;2018年

6 郭阳鑫;大豆叶柄离体再生体系初探与胚尖体系转GmBZL2*基因的研究[D];四川农业大学;2017年

7 赵冬;夏大豆涡豆6号品种选育与栽培技术及耐热性研究[D];安徽农业大学;2018年

8 张莹;GmWRI1基因在大豆中的表达及功能初步分析[D];吉林农业大学;2018年

9 魏孟辉;基于物理特性的大豆品质评价技术的研究[D];南京财经大学;2017年

10 章梦颖;栽培大豆特征性功能基因的单核苷酸多态性与起源进化[D];南昌大学;2016年

，

本文编号：2676016