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1、中國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),農(nóng)業(yè)機(jī)械化是發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的重要基礎(chǔ),也是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的重要途徑之一。水稻、油菜、谷子、高粱、玉米和大豆等是我國(guó)的主要糧食和油料作物,隨著各種農(nóng)作物新品種的研發(fā)與應(yīng)用推廣,其生物機(jī)械特性對(duì)農(nóng)業(yè)裝備的研究,新機(jī)具的研發(fā)具有重要的參考價(jià)值。
為此,本文選取了一些典型農(nóng)業(yè)物料的生物機(jī)械特性,并對(duì)其進(jìn)行了試驗(yàn)研究。首先對(duì)橄欖型油菜獨(dú)有的特性—角果易裂角性進(jìn)行了試驗(yàn)研究,然后對(duì)我國(guó)北方干旱、半干旱地區(qū)的主要作物,也
2、是機(jī)械化程度比較落后的農(nóng)作物谷子開(kāi)展了試驗(yàn)分析,最后對(duì)六種農(nóng)作物根系與土壤連接力做了試驗(yàn)與分析。
論文主要從以下幾點(diǎn)進(jìn)行了研究:
1、總結(jié)并分析目前油菜角果抗裂角性的研究方法及其優(yōu)缺點(diǎn)。研制了一種專(zhuān)門(mén)用于油菜角果抗裂角性的檢測(cè)裝置—油菜角果抗裂角性碰撞檢測(cè)裝置。該裝置由四部分組成,采用曲柄擺桿和曲柄滑塊機(jī)構(gòu),執(zhí)行部件具有兩種自由度,可以進(jìn)行擺動(dòng)和往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的單獨(dú)運(yùn)動(dòng)和組合運(yùn)動(dòng),滿足不同條件的需求。整個(gè)油菜角果抗裂角
3、性碰撞檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)運(yùn)行穩(wěn)定,操作方便,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。
2、利用自行研制的油菜角果抗裂角性碰撞檢測(cè)裝置對(duì)成熟期油菜角果的抗裂角性進(jìn)行測(cè)定分析。測(cè)定綠熟、黃熟和完熟三個(gè)階段油菜角果的含水率和油菜角果抗裂角性的變化,并分析油菜角果含水率和尺寸大小對(duì)角果抗裂角性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,成熟期油菜角果(秦油7號(hào))的抗裂角系數(shù)大小在0.151~0.577之間,并且植株上、中、下三層部位角果的抗裂角系數(shù)均隨著含水率的下降而減小。含水率大于20
4、%階段,油菜角果的抗裂角系數(shù)與含水率呈線性相關(guān),含水率小于20%階段,油菜角果接近完熟,抗裂角系數(shù)顯著下降,最終趨于0.16左右。油菜角果尺寸大的抗裂角系數(shù)比角果尺寸小的大,并且前者是后者的3.7倍。
3、對(duì)我國(guó)北方干旱、半干旱地區(qū)主要農(nóng)作物谷子的主要特性開(kāi)展試驗(yàn)研究。介紹谷子形態(tài)的基本生理特性,包括根,莖,葉,穗頭和谷碼等;利用WDW30005型微控電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī),測(cè)定谷子穗頭、枝梗間的連接力和谷子根的抗拉強(qiáng)度;利用DFPF
5、-25型懸浮速度試驗(yàn)臺(tái)測(cè)定谷子枝梗、谷子飽滿籽粒和秕谷的懸浮速度。試驗(yàn)結(jié)果表明:一級(jí)枝梗所處穗軸的位置與一級(jí)枝梗與穗軸的連接力具有線性關(guān)系,連接力大小分布在3.55~18.24N范圍內(nèi);二級(jí)枝梗與一級(jí)枝梗分離方式大都為斷裂形式,二級(jí)枝梗斷裂力分布在1.96~7.56N范圍內(nèi)。谷子單根能承受的最大拉力值分布在10~40N范圍內(nèi);抗拉強(qiáng)度分布在4.92~83.46Mpa范圍內(nèi),直徑小于0.68mm時(shí),抗拉強(qiáng)度逐漸上升,直徑大于0.68mm時(shí)
6、,抗拉強(qiáng)度逐漸下降。谷子脫粒時(shí),清選風(fēng)速應(yīng)該控制在5m/s左右,更有利于將枝梗、谷穣和雜質(zhì)分離。
4、總結(jié)目前農(nóng)作物根系與土壤連接力的研究方法,研制了TG-1型作物根系與土壤連接力檢測(cè)裝置。該裝置由拉力提升結(jié)構(gòu)、夾具和傳感器信號(hào)處理系統(tǒng)三部分組成。拉力提升結(jié)構(gòu)采用梯形螺桿結(jié)構(gòu),減小人施加在手輪上的力量。信號(hào)處理系統(tǒng)采用高精度應(yīng)變式負(fù)荷傳感器和實(shí)時(shí)曲線分析軟件,能夠精確顯示、記錄連接力的變化情況和數(shù)值大小。TG-1型作物根系與土
7、壤連接力檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適應(yīng)性強(qiáng),操作方便,成本低,并且數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。
5、利用TG-1型作物根系與土壤連接力檢測(cè)裝置研究水稻、油菜、玉米、高粱、谷子和大豆六種國(guó)內(nèi)主要糧食、油料作物的根系與土壤的連接力情況。試驗(yàn)結(jié)果表明:水稻根系與土壤連接力大小范圍分布在145~410N之間,隨著同一穴水稻根數(shù)的增加,連接力線性增大,平均單根水稻根系與土壤連接力變化很小,近80%的連接力分布在18~20N之間;油菜根系與土壤連接力大小范圍在
8、36~237N之間,分布在100~150N之間所占比例最高,為45.5%。玉米根系與土壤連接力大小分布在820~1560N之間,分布在1000~1600N內(nèi)的占72.7%;夏雜2號(hào)品種高粱根系與土壤連接力大小分布在310~560N之間,夏雜7號(hào)分布在450~600N之間,夏雜2號(hào)植株高而細(xì),根系與土壤連接力小。谷子根系與土壤連接力范圍分布在120~520N左右。同一穴內(nèi)谷子的數(shù)目和拉力成線性關(guān)系,并對(duì)拉力有顯著影響。而谷子根系與土壤平均
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