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《东北农业大学》 2014年
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田间水稻秧苗和稗草力学特性研究

刘永军  
【摘要】:在水稻生产过程中,化学除草剂的广泛使用,引起了环境污染、生物多样性减少、杂草群落变迁和杂草抗药性增强,严重威胁人们身体健康,这与农业可持续发展宗旨相违背。人工除草劳动强度大、作业效率低、耗时费力;机械中耕除草具有效率高、污染小等特点,是代替化学除草和人工除草的一种行之有效的办法。机械水田除草目前存在伤苗严重的问题,本文针对此问题,从水稻秧苗伤秧力角度出发,研究作业部件去除稗草而不损伤水稻秧苗的力的大小,以期对机械除草装置的设计与控制提供有价值的理论依据。主要做了以下研究: (1)根据实际观察和分析,在机械除草时对水稻秧苗出现的损伤类型分为压入土壤和打出土壤两大类。运用材料力学理论建立第一种损伤类型水稻秧苗或稗草挠曲线模型,并得到挠曲线方程;对第二种损伤类型的水稻秧苗或稗草进行受力分析并将此力分解,得到将水稻秧苗打出土壤所需测试的竖直方向拔出力和水平方向伤秧力。 (2)运用万能试验机对第一次除草时段和第二次除草时段的水稻秧苗和稗草竖直方向拔出力进行测试。试验结果表明:水稻秧苗的拔出力随着单穴秧苗株数的增加而增大;单穴水稻秧苗或稗草的拔出力先缓慢增大到最大值后迅速下降,最后保持不变状态;第一次除草时段和第二次除草时段水稻秧苗拔出力平均最小值分别为2.49N和9.73N,稗草的拔出力平均值分别为1.24N和7.51N。 (3)运用传感器技术,利用现代测试原理设计了一套用于实时测试机械除草过程中作业部件对水稻秧苗水平伤秧力的测试系统。 (4)运用自制的水稻伤苗伤秧力测试系统对水稻秧苗伤秧力进行测试。根据Box-Behnken试验设计原理,以水平伤秧力为响应指标,以单穴水稻秧苗株数、刀盘转速及齿端距地面深度为影响因素,设计了3因素3水平试验,并运用Design-Expert软件建立了水平伤秧力与各因素之间的回归方程,最后通过试验优化得到,第一次除草时段在单穴水稻秧苗株数为5株、刀盘转速为110.7r/min、齿端距地面深度为12.2cm的试验组合条件下,水稻秧苗的伤秧力最小为9.41N。
【学位授予单位】:东北农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:S511

【参考文献】
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