枸杞果園對(duì)靶排肥系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn).pdf

1、合理施肥是提高枸杞產(chǎn)區(qū)土壤營(yíng)養(yǎng)的有效措施，對(duì)保證枸杞產(chǎn)量及質(zhì)量具有重要作用，傳統(tǒng)的枸杞果園施肥技術(shù)存在施肥效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、施肥量控制精度低、勞動(dòng)力短缺等問(wèn)題。本文針對(duì)上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種搭載于果園條開(kāi)溝施肥機(jī)的對(duì)靶排肥系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括果園穴施肥精量排肥器和對(duì)靶變量施肥控制器。搭建了試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，并使用兩種果園條開(kāi)溝施肥機(jī)進(jìn)行了果園驗(yàn)證試驗(yàn)。本文主要完成的工作及結(jié)論如下:
　　(1)提出了基于紅外光電傳感器枸杞果園

2、雙模靶標(biāo)探測(cè)精量施肥方法，并設(shè)計(jì)了果園對(duì)靶施肥控制系統(tǒng)。針對(duì)春季催芽施肥時(shí)期和秋季催果追肥時(shí)期果樹(shù)形貌特點(diǎn)，雙模式探測(cè)方法在催芽施肥時(shí)期采用傳感器探測(cè)果樹(shù)樹(shù)干的模式，同時(shí)排除下垂細(xì)枝對(duì)探測(cè)信號(hào)的影響;而對(duì)于秋季催果追肥時(shí)期，采用傳感器探測(cè)樹(shù)冠的模式，同時(shí)對(duì)樹(shù)冠內(nèi)部間隙與樹(shù)間間隙判別、樹(shù)冠間斷和樹(shù)冠連續(xù)三種情況進(jìn)行判別。根據(jù)上述方法，設(shè)計(jì)了雙模式果樹(shù)中心對(duì)靶算法，使系統(tǒng)能夠獲取果樹(shù)中心位置，讀取排肥量檔位旋鈕及樹(shù)冠寬度檔位旋鈕的設(shè)置值來(lái)指

3、導(dǎo)對(duì)靶排肥操作，并具有排肥故障報(bào)警的功能。
　　(2)提出了扇葉旋轉(zhuǎn)式落肥感知方法，并設(shè)計(jì)了支持故障感知的果園穴施肥精量排肥器。利用高速攝影技術(shù)獲得了不同排肥口截面積排肥下落時(shí)間，使用間歇旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)定量穴排肥，提出了扇葉旋轉(zhuǎn)落肥感知方法并設(shè)計(jì)了排肥故障監(jiān)測(cè)裝置，進(jìn)而設(shè)計(jì)了果園穴施肥精量排肥器。
　　(3)搭建了實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)臺(tái)，開(kāi)展了落肥監(jiān)測(cè)裝置性能試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，單次排肥故障監(jiān)測(cè)裝置最少感知落肥通斷信號(hào)次數(shù)為2次，故障監(jiān)

4、測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到100％。進(jìn)行了穴排肥精度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，1～5排肥量擋位下，平均排肥量與理論排肥量最大誤差為10g，最大變異系數(shù)為4.6％;平均排肥長(zhǎng)度為20.2～40.9cm。開(kāi)展了樹(shù)干探測(cè)模式實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，在樹(shù)干探測(cè)模式下，對(duì)于直徑＜16mm的靶標(biāo)，控制器可以實(shí)現(xiàn)100％排除，中心偏移距離最大為6.2cm。開(kāi)展了樹(shù)冠探測(cè)模式實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，在樹(shù)冠探測(cè)模式下樹(shù)冠間隙＜21cm時(shí)進(jìn)行排除，排除率100％，間斷樹(shù)冠

5、平均落肥偏移距離為13.1cm，連續(xù)樹(shù)冠平均落肥間距誤差為9.1cm。
　　(4)系統(tǒng)被搭載至不同的拖拉機(jī)機(jī)型，在春、秋兩時(shí)期開(kāi)展了果園試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，催芽追肥時(shí)期，100棵果樹(shù)連續(xù)施肥時(shí)，施肥次數(shù)為97次，對(duì)靶排肥準(zhǔn)確率為97％;;青果追肥時(shí)期，肥量擋位值設(shè)置600cm3/穴，連續(xù)施用50kg顆粒肥(容積密度0.97g/cm3)的過(guò)程中，施肥次數(shù)為95次，施肥量的準(zhǔn)確率為90.3％。結(jié)果表明雙模式探測(cè)系統(tǒng)能夠滿足枸杞園或者相