典型農(nóng)業(yè)物料生物機械特性試驗與分析.pdf

1、中國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)機械化是發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的重要基礎(chǔ)，也是實現(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，其生物機械特性對農(nóng)業(yè)裝備的研究，新機具的研發(fā)具有重要的參考價值。
　　為此，本文選取了一些典型農(nóng)業(yè)物料的生物機械特性，并對其進行了試驗研究。首先對橄欖型油菜獨有的特性—角果易裂角性進行了試驗研究，然后對我國北方干旱、半干旱地區(qū)的主要作物，也

2、是機械化程度比較落后的農(nóng)作物谷子開展了試驗分析，最后對六種農(nóng)作物根系與土壤連接力做了試驗與分析。
　　論文主要從以下幾點進行了研究:
　　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。研制了一種專門用于油菜角果抗裂角性的檢測裝置—油菜角果抗裂角性碰撞檢測裝置。該裝置由四部分組成，采用曲柄擺桿和曲柄滑塊機構(gòu)，執(zhí)行部件具有兩種自由度，可以進行擺動和往復(fù)直線運動的單獨運動和組合運動，滿足不同條件的需求。整個油菜角果抗裂角

3、性碰撞檢測裝置結(jié)構(gòu)運行穩(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裝置對成熟期油菜角果的抗裂角性進行測定分析。測定綠熟、黃熟和完熟三個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角果抗裂角性的影響。試驗結(jié)果表明，成熟期油菜角果（秦油7號）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、對我國北方干旱、半干旱地區(qū)主要農(nóng)作物谷子的主要特性開展試驗研究。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型微控電子萬能試驗機，測定谷子穗頭、枝梗間的連接力和谷子根的抗拉強度;利用DFPF

5、-25型懸浮速度試驗臺測定谷子枝梗、谷子飽滿籽粒和秕谷的懸浮速度。試驗結(jié)果表明:一級枝梗所處穗軸的位置與一級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);二級枝梗與一級枝梗分離方式大都為斷裂形式，二級枝梗斷裂力分布在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);抗拉強度分布在4.92～83.46Mpa范圍內(nèi)，直徑小于0.68mm時，抗拉強度逐漸上升，直徑大于0.68mm時

6、，抗拉強度逐漸下降。谷子脫粒時，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裝置。該裝置由拉力提升結(jié)構(gòu)、夾具和傳感器信號處理系統(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。信號處理系統(tǒng)采用高精度應(yīng)變式負(fù)荷傳感器和實時曲線分析軟件，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、壤連接力檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性強，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裝置研究水稻、油菜、玉米、高粱、谷子和大豆六種國內(nèi)主要糧食、油料作物的根系與土壤的連接力情況。試驗結(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號分布在450～600N之間，夏雜2號植株高而細(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，并對拉力有顯著影響。而谷子根系與土壤平均