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期刊信息/Journal information
农业工程学报
中国农业工程学会
农业工程学报

中国农业工程学会

朱明

半月刊

1002-6819

tcsae@tcsae.org

010-65929451，65910066转2503、3503

100125

北京朝阳区麦子店街41号

农业工程学报/Journal Transactions of the Chinese Society of Agricultural EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>《农业工程学报》是由中国农业工程学会主办的全国性学术期刊,自2005年始为单月刊。编委会名誉主任:汪憨华院士,编委会主任兼主编:杨邦杰教授《农业工程学报》为全国中文核心期刊,在最新版的《中文核心期刊要目总揽》中位居"农业工程类"期刊榜首；2001年入选中国期刊方阵"双效"期刊；被中国科协主办的《中国学术期刊文摘》选为首批收录期刊；先后被美国工程索引(EI Page one)、英国国际农业与生物中心(CAB International)、检索系统、数据库收录。
正式出版
收录年代

    根区土壤氧气检测技术与方法研究进展

    周海洋孙卿峰夏鹏凯关鹏...
    1-13页
    查看更多>>摘要：根区氧胁迫问题在滞涝区域、城市地面硬化区域尤为常见,根区土壤氧气含量高低是判断植物是否承受低氧胁迫的重要依据,其检测技术与分析方法的研究对农林生产和生态保护具有指导意义.为明确根区土壤氧气检测现状及发展方向,该研究概括了国内外土壤氧气分布检测方法和分析策略,将现有获取根区土壤氧含量时空分布的技术手段归纳为氧传感器点位检测法、土壤氧扩散模型分析法和荧光成像法,并剖析比较了各方法的优缺点和适用场景.基于氧传感器等领域最新进展,结合各类氧气运输模型,总结了根区土壤氧气分布检测技术和建模方法的研究重点与发展方向如下:1)氧传感器呈现小型化和集成化趋势,引入新型材料,提高氧传感器的灵敏度和耐久性能;2)模型的精度将不断提高,更多地考虑多尺度和多因素交互作用,以全面分析根区土壤氧环境的复杂性;3)开发可持续的荧光染料,提高荧光成像技术的分辨率和深度,以实现对更小、更深层次结构的清晰成像;4)分析植物蒸腾作用中的水氧关系,通过茎干氧浓度反映植物对根区氧环境变化的生理适应能力.研究可为植物根区土壤氧气分布检测提供思路与借鉴.

    土壤氧传感器模型根区

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    微藻在农业可持续发展中的应用研究进展

    赵江侯琤沈峥张亚雷...
    14-25页
    查看更多>>摘要：近年来,饲料、饵料产量不足和化肥、农药大量施用带来的环境污染问题给农业可持续发展带来了巨大挑战.微藻因其含有能够促进动植物生长、提高农产品品质的营养元素和生物活性物质,且能同化氮、磷等污染物,被广泛应用于农业种植业、畜禽业和水产养殖业.该文系统总结和分析了微藻在土壤改良、农作物保护、直接刺激农作物生长、畜禽和水产养殖废水处理、饲料和饵料等领域的应用现状、特征和环境与经济效益,以及面临的机遇和挑战.分析发现,通过优化微藻培养技术降低其规模化应用的采收成本和提高其对污染物的去除效率,系统增强其在农业应用中的经济价值和可持续性,为农业可持续发展提供科技支撑是未来微藻研究的重点关注方向.

    微藻农业可持续发展微藻肥料微藻饲料饵料农业废水治理

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    2BP-2000型水稻育秧播种机分盘装置研制

    谢方平杨靖符志勇刘大为...
    26-36页
    查看更多>>摘要：针对现有育秧播种机分盘装置生产效率较低、高速作业时易出现卡盘和秧盘输送不连续等问题,该研究设计了一种生产效率不低于 2 000盘/h的机械气动式自动分盘装置,可快速、准确完成分盘和供盘,适配 2BP-2000型水稻育秧播种机高速播种.阐述了分盘装置的基本结构和工作原理,开展分盘、接盘过程分析,确定装置稳定分盘、接盘作业的关键机构与工作参数.分盘稳定性试验结果表明,生产率为 1 600～2 000盘/h时,分盘稳定性不低于 98.67%.开展以层叠秧盘数、生产率和秧盘质量为试验因素,以接盘成功率为试验指标的三因素三水平正交旋转组合试验,得到影响接盘成功率的因素主次关系为生产率、层叠秧盘数、秧盘质量,其中生产率、层叠秧盘数对接盘成功率影响显著(P＜0.05),秧盘质量对接盘成功率影响不显著(P≥0.05),表明分盘装置对不同质量的秧盘适应性较好,其最优参数组合为:生产率 2 000盘/h、层叠秧盘数 6盘/层、秧盘质量 750 g/盘,该条件下分盘装置的接盘成功率均值为98.43%,与预测值仅相差0.29个百分点.研究结果对提高水稻硬盘育秧播种机械化水平具有实用价值.

    农业机械试验水稻育秧播种分盘装置分盘稳定性接盘成功率

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    油菜高速直播机开畦沟装置刀组优化与试验

    王立宗廖庆喜张子龙李蒙良...
    37-49页
    查看更多>>摘要：针对长江中下游现有油菜机驱动型开畦沟装置高速(≥10 km/h)作业存在功耗较大、沟形不稳定的现实问题,该研究设计了一种刀体低阻触土面近似为螺旋桨叶面的类螺桨式开畦沟装置.基于运动学、动力学设计了由 4组刀盘组成的类螺桨式刀组,确定了影响其作业功耗、作业质量的关键参数范围.基于EDEM软件开展了刀片刃型、螺距角及弯折角的单因素试验,结果表明:后磨刃耕阻最小,螺距角增大使刀片耕阻先减小后增大、抛土性能下降,弯折角增大使整体耕阻减小、抛土性能下降;1～4号刀盘的刃角结构为后磨刃,螺距角分别为7°、5°、4°、3°,折弯角分别为120°、120°、90°、90°时阻力较小,抛土性能较好.以螺距角、作业速度和刀盘转速为因子的Box-Behnken仿真试验,采用遗传算法对功耗和抛土性能进行多目标优化,结果表明:作业速度、刀盘转速、螺距角增大均使功耗上升,其中作业速度影响最大;作业速度降低、刀盘转速增高均使抛土效率提高;优化后 1～4号刀盘对应的的螺距角分别为 6.7°、4.7°、3.5°、2.5°;作业速度 6、9、12 km/h时刀盘较优转速分别为 540、620、810 r/min,优化刀组作业功耗低于对照组和国际ⅠS225刀组,总功耗较对照组分别降低 5.51、11.78、28.99 kW,且 12 km/h时减阻率最高,约为 41%.田间试验表明:作业速度 6～12 km/h时优化后开畦沟装置的总功耗为 15.1～41.8 kW,与仿真结果相对误差小于 10%,沟宽、沟深稳定系数均达90%以上.研究结果可为长江中下游稻油轮作区油菜高速开畦沟装置的优化改进提供参考.

    农业机械优化减阻油菜开畦沟高速作业

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    顶钵-夹茎组合式取苗装置设计与试验

    张妮张国忠付建伟刘婉茹...
    50-61页
    查看更多>>摘要：针对现有钵苗自动移栽技术中,夹钵式取苗方式受钵体强度及盘根性差异影响易导致钵体破损,降低取苗成功率,夹茎式取苗方式受茎秆强度及钵体与穴盘之间黏附力影响易造成伤苗、钵体不能取出等问题,该研究提出了一种顶钵-夹茎组合取苗方式,并进行了结构设计、装置试制与试验优化.对辣椒穴盘苗茎秆和钵体力学特性进行了测试,得到茎秆拉伸和径向压缩力学特性,及钵体拉拔与压缩力学特性,并建立了顶钵-夹茎组合式取苗装置在顶与夹过程中钵体和茎秆的受力模型,对取苗装置关键参数进行了设计.搭建试验台架,以"中农绿亨线椒 363"穴盘苗为对象,以钵体含水率、取苗频率和顶钵高度为影响因素开展正交试验,结果表明经顶钵-夹茎取苗后的穴盘苗生长状态良好,确定最优水平为含水率 45%,取苗频率 60 株/min,顶钵高度 10 mm,该条件下钵体破损率为 1.98%,取苗成功率为 98%.田间试验表明平均取苗成功率为 93.05%,株距合格率为 88.17%.研究可为辣椒、番茄等旱地作物穴盘苗移栽技术改进优化提供参考.

    农业机械移栽机穴盘苗取苗顶钵-夹茎组合式

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    偏移剪叉式油茶果收集装置设计与试验

    李正超唐乐为吴明亮张诗怡...
    62-71页
    查看更多>>摘要：为改进林果收获机收集装置的折展性能和环境适应性,该研究采用变比例剪叉机构,设计偏移剪叉式林果收集机械装置.首先,针对偏移剪叉式林果收集机构进行运动学分析,确定收集装置铰接点的运动轨迹和侧翼剪叉机构的完全展开倾角.以国内特有木本油料作物油茶为应用实例,通过测量油茶树冠幅大小及油茶果与收集布的静摩擦力系数,设计收集装置的机构尺寸参数,并利用MATLAB计算收集装置的理论运动曲线.创建偏移剪叉式林果收集装置ADAMS仿真模型,比较收集装置剪叉机构关键点位置和完全展开倾角的仿真与理论计算结果,验证偏移剪叉式林果收集装置设计方案的可行性与准确性.最后搭建偏移剪叉式林果收集装置 1:3缩比模型,实现收集装置倒圆台型环形展收运动,侧翼剪叉机构完全展开时测得倾角约为 25.67°,与理论设计倾角一致;缩比样机完全展开与收拢状态体积比约为59.7,可实现高折展比林果收集工作.

    农业机械收获剪叉机构油茶果收集运动学分析折展比

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    旋转剪切式青花椒采摘装置设计与试验

    杨玲张原何志远李守太...
    72-83页
    查看更多>>摘要：针对基于"下桩"采摘方法的青花椒采摘设备存在喂入困难、易堵塞而造成采摘效率低的问题,该研究设计了一种旋转剪切式青花椒采摘装置.首先基于花椒枝物理、力学特性确定旋转剪切式青花椒采摘过程包括花椒枝旋转驱动、花椒枝导向喂入和剪切采摘,剪切采摘功能由往复式切割器实现.并设计双动刀往复式切割器及其传动机构,确定了剪切采摘装置的结构和运动参数.进一步地,运用ANSYS/LS-DYNA构建花椒枝剪切仿真模型,确定最优齿形参数为:刀齿切割角 20°,刀齿刃角 50°,刀齿厚度 2.5 mm,该条件下峰值切割力为 3.739 N.最后通过单因素试验确定了花椒枝喂入角度、花椒枝喂入速度、花椒枝旋转速度的取值范围分别为 40°～60°、20～40 mm/s、20～40 r/min;并采用Box-Behnken设计法制定三因素二次回归正交组合试验方案,运用Design-Expert 12对试验结果进行方差分析和响应面分析,得到旋转剪切式青花椒采摘装置的最优工作参数为:花椒枝喂入角度 55°,花椒枝喂入速度 33.21 mm/s,花椒枝旋转速度30 r/min;通过试验验证得出在最优工作参数下,单人单枝喂入时青花椒平均采摘效率为 10.95 kg/h,平均采净率为95.57%,平均伤果率为12.87%.研究结果可为青花椒采摘机的研发提供技术参考.

    农业机械优化有限元分析青花椒采摘下桩采摘法剪切采摘装置

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    多因素耦合的光伏水泵提水系统配置优化方法

    赵航朱德兰张锐纳扎罗夫·胡代贝尔迪...
    84-93页
    查看更多>>摘要：为探究提水效率影响因素及系统配置对光伏水泵提水系统性能影响,该研究利用光伏水泵循环提水系统,探究不同辐照强度、阀门开度、提水高度下光伏组件利用效率、水泵运行效率、管路效率变化规律,并构建系统流量计算模型,根据该模型计算各个区间的提水量占比及不同提水高度下提水系统的参数,根据该系统整体效率和太阳能利用率确定最优提水高度;在此基础上,通过增加光伏组件面积及蓄水池数量降低提水系统提水成本及提高太阳能利用率,并确定提水成本最低时光伏组件面积和蓄水池数量.研究结果表明:确定光伏组件利用效率随辐照强度变化关系及水泵高效率运行区间,并确定光伏水泵最优提水高度为 20 m,太阳能利用率为 64.05%,整体利用效率为 4.521%,提水成本为0.151元/m3;在最优提水高度的基础上,讨论了增加光伏板面积及蓄水池数量对太阳能利用率与提水成本的影响,当提水成本最低时,光伏板面积为 3.71 m2,成本为 0.143元/m3,太阳能利用率为 90.83%;蓄水池数量为 4个,成本为0.145元/m3,太阳能利用率为 94.62%,表明增加光伏板面积和蓄水池数量有效降低提水成本和提高太阳能利用率,为光伏水泵提水系统配置的优化提供新思路.

    太阳能效率阀门开度光伏水泵太阳能利用率

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    不同类型重构土壤水分运移特征

    郭拿拿黄明斌
    94-102页
    查看更多>>摘要：为探究不同类型重构土壤对水分再分布过程和土壤持水量的影响,该研究以砒砂岩、砂黄土和粗砂土为试验材料进行室内土柱试验,设置5种不同类型重构土壤(砒-粗、砂-粗、砒-砂-粗、砂-砒-粗、混-粗),测定各处理在入渗过程、排水过程以及蒸发过程中土壤水分的动态变化;同时利用Hydrus-1D模型对不同类型重构土壤的入渗和蒸发过程进行模拟分析.结果表明,有砒砂岩层存在的重构土体对入渗过程有明显阻滞作用,且砒砂岩层越厚、位置越靠上阻滞效果越明显,土柱达到稳渗时稳渗率越低;蒸发过程中,砒-砂-粗处理累积蒸发量为 52 mm,显著高于其他重构土壤(P<0.05),而砂-砒-粗处理土柱累积蒸发量最小(32.1 mm),蒸发结束时相对蒸发速率低至 0.07;在蒸发过程中,上细下粗型层状重构土壤水分损失来自表层土壤和下层粗砂土.利用优化后的土壤水力参数和Hydrus-1D模型可以较好地模拟重构土壤水分运动过程.较低的均方根误差和高的决定系数证明模型能准确模拟各类型土柱的累积排水量、累积蒸发量和蒸发过程剖面含水量的动态变化.混-粗土柱的持水能力高于其他土柱,说明该重构类型可作为晋陕蒙地区土壤复垦的重构方案.

    土壤入渗过程蒸发过程土壤持水量Hydrus-1D模型模拟

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    黑土长缓坡地形与横垄对土壤有机碳空间分异的交互作用

    李雪亮张晴雯李孟妮石玉龙...
    103-113页
    查看更多>>摘要：横坡垄作对坡耕地土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)流失有一定的阻控作用,但黑土区特有长而缓的地形与横垄对坡耕地SOC空间分异会产生交互作用,而这种交互作用引发的SOC流失风险没引起足够的重视.该研究以典型黑土区黑龙江省黑河市北安分局红星农场为研究区域,2022年在横坡垄作与顺坡水线方向上共布设 25个采样点,采用地理探测器模型、单因素方差分析(one-way ANOVA)和Pearson相关性分析,探讨土壤有机碳的空间分异及其交互作用.结果表明,横坡垄作方向上垄沟土壤有机碳含量从坡顶到水线呈现逐渐增大的变化趋势;在垄台从坡顶到水线呈现先增大后减小的变化趋势.顺坡水线方向,土壤有机碳含量在垄沟呈现从上坡到下坡增大的变化趋势;在垄台呈现先增大后减小的变化趋势.由于断垄产生水线,顺坡土壤有机碳含量上坡与下坡仍有显著差异(P＜0.05).Pearson相关性分析表明,有机碳与可蚀性K因子呈显著负相关(垄沟和垄台相关系数分别为-0.228和-0.238,P＜0.05),与碳循环相关的β-葡萄糖苷酶和微生物生物量碳在垄沟呈极显著正相关(相关系数为 0.398和 0.676,P<0.01).地理探测器分析表明,顺坡水线对土壤有机碳空间分异的影响最大,其对垄沟和垄台SOC的解释力分别达到 61%和 52%以上;顺坡水线与其他因子的交互作用共同增强了对土壤有机碳的解释力,尤其是顺坡水线与高程的交互作用最为明显.黑土区坡耕地土壤有机碳空间分异主要受顺坡水线与高程的交互作用,横坡垄作虽然能够拦截径流,但由于长缓坡地形影响产生的断垄会加剧土壤侵蚀诱发的有机碳流失.因此,黑土坡耕地治理需要同时考虑横垄与地形的共同影响,从而实现防蚀的优化效果.

    土壤侵蚀有机碳坡耕地横坡垄作交互作用

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