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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

    中国设施土壤重金属累积特征与污染阻控技术研究进展

    王子豪梁红怡张冬寒李龙城...
    1-14页
    查看更多>>摘要：长期集约化耕作导致中国设施土壤重金属累积和面源污染风险增加的状况已引起广泛关注.该研究总结了中国设施土壤重金属累积状况及其来源,发现长期盲目投入肥料及农药是引发设施菜田土壤重金属累积问题的主要原因.目前,设施土壤重金属累积呈现出广泛性和中轻度污染特征,其中镉是主要的污染元素.遵循面源污染治理中"源头预控-过程阻断-末端修复"原则,基于国内外文献综述,该文总结归纳出适用于设施土壤重金属累积特征与污染的联合阻控技术及作用机制.首先在灌溉和肥药投入等源头环节减少重金属输入;其次在作物种植过程中,通过选用重金属低积累特性的蔬菜种类或品种,结合水肥一体化施用大分子有机水溶性肥料或叶面喷施具有阻控重金属作用的营养型阻控剂,抑制作物吸收重金属;最后在末端修复环节,利用具有多元功能的土壤改良剂或微生物菌剂进行土壤钝化修复,或采用具有超重金属富集能力且能提高设施土壤生物多样性的植物作为填闲作物,实现生物修复的目标.该联合阻控技术的原则在于协同考虑污染防治、土壤改良、减肥增效等农学和环境目标,集成土壤修复与改良、水肥一体化、填闲作物栽培等技术,并兼顾设施土壤重金属污染修复工程所面临的投入品成本较高、经济效益不明显、缺失可持续改良导致效果不稳定等问题,优推能够钝化重金属并改良土壤的多功能土壤改良剂以及具有阻控重金属吸收、提高作物抗逆性的多功能有机水溶性肥料.上述措施能解决设施土壤普遍存在的重金属累积问题,提升土壤的安全生产能力,可为设施农业可持续发展提供更有效的技术支撑.

    设施土壤重金属累积污染阻控土壤改良多功能土壤改良剂多功能有机水溶肥

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    基于联合收获机平台的覆秸式油菜联合播种机研制

    康艳廖庆喜林建新韩静轩...
    15-25页
    查看更多>>摘要：针对长江中下游稻油轮作区水稻收获后留茬高、传统旋耕装置秸秆还田能力不足导致油菜成苗率不高等问题,该研究设计了一种基于联合收获机平台的覆秸式油菜联合播种机.为提高机具通过性,结合曲柄滑块机构运动原理,根据运动学分析对悬挂装置结构进行改进,增大后悬挂装置离地间隙;为实现秸秆覆盖还田,基于联合收获机脱粒装置结构特点增设秸秆粉碎侧抛装置,对秸秆粉碎和抛送过程开展动力学和运动学分析,确定了秸秆粉碎和铺放质量的影响因素.以机具前进速度、发动机动力输出转速为试验因素,以碎土率、厢面平整度、秸秆粉碎合格率和秸秆铺放均匀性为试验指标,开展单因素试验与二因素三水平中心复合试验,得到各因素对试验指标的影响规律及响应面模型.试验结果表明,前进速度和发动机动力输出转速对种床质量及秸秆粉碎铺放效果均影响显著(P＜0.05),在前进速度2.89 km/h、发动机动力输出转速2210r/min时碎土率为85.65％,厢面平整度为20.06 mm,秸秆粉碎合格率为90.31％,秸秆铺放均匀性为89.33％,机具作业效果较优.对优化后的作业参数进行圆整并开展验证试验,结果表明,在前进速度3 km/h、发动机动力输出转速2 200r/min时,碎土率为85.69％,厢面平整度为21.32 mm,秸秆粉碎合格率为89.35％,秸秆铺放均匀性为88.07％,与理论值的偏差分别为0.04个百分点、1.26mm、0.96和1.26个百分点.研究结果可为油菜机械化播种和一机多用提供新思路.

    联合收获机播种机油菜覆秸中心复合试验

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    蔬菜育苗高压静电吸附播种机理及系统参数优化

    孙胜胡斌马金虎吴芯茗...
    26-38页
    查看更多>>摘要：针对现有气吸式穴盘育苗播种机对含杂较多且没有丸粒化的不规则小颗粒蔬菜种子存在吸孔堵塞而导致排种精度下降的技术难题,该研究摒弃小孔径、长导程吸孔,设计了一种基于高压静电吸附特性的蔬菜育苗播种机.通过理论分析及电势等值线分布仿真试验确定介电绝缘层材料;构建静电吸附力学模型,明确影响静电吸附力的主要因素及其相互关系,确定影响播种性能的电参数及范围;以型孔加工直径、正向高压静电发生器输出电压和种箱底面倾斜角度为试验因素,以播种合格指数、重播指数和漏播指数为响应指标进行三因素三水平Box-Behnken中心组合试验,得到各试验因素与响应指标间的数学模型,应用Design-Expert 10.0.4软件对数学模型进行多目标优化,得到最佳参数组合为:型孔加工直径5.91mm、正向高压静电发生器输出电压17.67 kV、种箱底面倾斜角度14.69°,此时播种合格指数为91.13％、重播指数为3.02％、漏播指数为5.85％.播种性能验证试验的播种合格指数相较于优化结果降低了 0.61个百分点、重播指数相较于优化结果降低了 0.17个百分点、漏播指数相较于优化结果增加了 0.78个百分点.试验误差在允许范围内,参数优化结果可靠,满足精量播种技术要求.研究结果可为不规则小颗粒蔬菜种子精量播种机械装备的研发提供参考,同时也可为不规则小颗粒物料定量吸附和快速分离方法研究及设备开发提供参考.

    播种机蔬菜制干辣椒高压静电吸附特性

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    开沟器铲尖表面等离子熔覆Mo2FeB2涂层制备及其磨损性能

    刘敬春田铁柱赵建国王会强...
    39-48页
    查看更多>>摘要：为了解决开沟器铲尖耕作过程中耐磨性差、易失效的问题,利用等离子熔覆技术在开沟器铲尖表面制备Mo2FeB2金属陶瓷涂层,并对其微观组织结构、物相组成、显微硬度以及耐磨性能进行研究.通过正交试验得到熔覆层制备的最优工艺参数组合为:熔覆电流80 A,熔覆距离10 mm,熔覆速度20cm/min,并以此来制备耐磨熔覆层.结果表明,熔覆层与基体呈现良好冶金结合,其组织主要由方形、蝶状、十字镖形、树形以及不规则长条状的硬质相、网状共晶组织和铁基粘结相组成,其主要物相组成为Mo2FeB2、M3B2(M:Mo,Fe,Cr)、(Cr,Fe)7C3、MoB、CrB、Fe2B以及Fe-Cr固溶体.熔覆层的平均显微硬度为9 618 MPa,为开沟器铲尖基体的2.79倍.相同工况下的磨损试验表明熔覆层的平均磨损量(19.20 mg)和平均摩擦系数(0.294)与基体相比分别降低了 52.9％和42.4％;不同载荷下的磨损试验表明,随着载荷的增加,熔覆层与基体的摩擦系数呈现逐渐减小的趋势,但熔覆层的整体摩擦系数均低于基体,且其磨损形貌较基体轻微.土槽试验结果表明,熔覆层开沟器铲尖的平均磨损量(4.60 g)比常规开沟器铲尖(15.54 g)降低了70.4％;田间试验结果表明,在实际土壤环境中,开沟器铲尖熔覆层的平均磨损量(34.34 g)仅为常规开沟器铲尖(79.06 g)的43.4％,通过对比磨损形貌发现,熔覆层的存在可以有效抵御土壤磨损,使开沟器铲尖在经过长时间的磨损后能最大程度的保持原貌,从而使其表现出优异的耐磨性能.该研究结果可为提高农机触土部件的耐磨性提供理论参考和可行技术方案.

    农业机械显微结构硬度开沟器铲尖等离子熔覆Mo2FeB2磨损

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    地震作用下散粮楼房仓仓壁动态侧压力分析

    许启铿张睿良刘强曹利岗...
    49-58页
    查看更多>>摘要：地震作用下贮料对仓壁产生的动态侧压力是影响散粮楼房仓结构安全的一个重要因素.为此,该研究设计制作了缩尺比例为1∶25的三层楼房仓试验模型,进行了 3条地震波下不同加载等级的振动台试验,分析获得了贮料地震反应特性、仓壁动态侧压力变化规律及超压系数,提出了仓壁动态侧压力计算方法.研究表明:不同楼层同一高度处仓壁动态侧压力达到峰值的时间不同步,沿楼房仓高度方向逐步滞后,且其均滞后于对应楼层仓壁加速度峰值时刻;各楼层仓壁动态侧压力逐层增大,每升高一层,增大约29％,且同一楼层的仓壁动态侧压力沿高度逐渐增大,仓壁上部、中部动态侧压力分别是下部的2.5倍、1.4倍;一、二、三层的超压系数最大值依次为2.9、3.4、4.1,且均位于每层仓壁上部位置;通过试验结果验证了所提出的仓壁动态侧压力计算方法的有效性;散粮楼房仓结构抗震设计,应考虑仓壁动态侧压力的影响与不同楼层的差异性.研究成果可为散粮楼房仓的抗震设计提供参考.

    粮食模型散粮楼房仓振动台试验动态侧压力超压系数

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    基于SSA-BP算法的仿鸮翼形量水槽水力性能

    姚田成张宽地杨洋李柯...
    59-67页
    查看更多>>摘要：为了设计出构造简单、水力性能优良,同时能满足灌区量水需求的量水槽,该研究根据鸮翼曲线提出了一种仿鸮翼形渠道量水槽.首先,利用基于麻雀搜索算法的BP神经网络(sparrow search algorithm,SSA-BP)优化鸮翼展向比,得到最小水头损失的量水槽线形,并探究了优化后的量水槽在输水渠道的适用性.进一步地,在8种流量工况下,选用6组收缩比开展测流试验,结合FLOW-3D数值模拟分析仿鸮翼形量水槽水头损失、弗劳德数、壅水高度、临界淹没度等水力参数,建立测流公式.试验表明,基于SSA-BP优化的仿鸮翼形量水槽具有良好的测流性能,在建议收缩比0.60～0.66范围内,其水头损失为7.75％～14.21％,临界淹没度为0.81～0.90,上游壅水高度为0.84～3.16 cm,上游弗劳德数均小于0.42,符合灌区量水要求.建立的测流公式,平均测流误差为1.49％,测流精度较高.仿鸮翼形量水槽各项水力性能指标优良,能满足灌区测量精度,针对灌区优化水资源配置、精细化用水具有一定的推广价值.

    量水槽仿生数值模拟优化算法收缩比水力性能

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    灌水施氮和缩节胺用量对南疆棉花产量品质和水肥利用效率的影响

    范军亮白振涛李云霞白文强...
    68-78页
    查看更多>>摘要：为研究灌水量、施氮量和缩节胺用量对棉花籽棉产量、纤维品质和水肥利用效率的交互影响,于2020年和2021年在南疆库尔勒地区开展大田试验,设置3个灌水量(W1:60％ETc,W2:80％ETc,W3:100％ETc,ETc为作物蒸发蒸腾量),4 个施氮量(N0:0,N200:200 kg/hm2,N300:300 kg/hm2,N400:400 kg/hm2)和 2 个缩节胺用量(D1:120 g/hm2,D2:240 g/hm2).结果表明:灌水量、施氮量和缩节胺用量对籽棉产量、水分利用效率、肥料偏生产力和部分纤维品质指标影响显著(P＜0.05).灌水量、施氮量和缩节胺用量三者交互作用对肥料偏生产力和纤维品质影响显著(P＜0.05).株高、叶面积指数和干物质量也受灌水量、施氮量和缩节胺用量三者交互作用影响.W3N300D2处理籽棉产量最高(2020年为7 578 kg/hm2,2021年为7 173 kg/hm2),W1N400D1处理水分利用效率和W3N0D2处理肥料偏生产力最高,W3N400D2处理的纤维长度、纤维强度和马克隆值均获得较大值,纤维品质最佳.基于TOPSIS综合评价方法对棉花产量品质和水肥利用效率进行综合评价,100％ETc灌水量、300 kg/hm2施氮量和240 g/hm2缩节胺用量组合最优,可作为南疆棉花适宜的水氮和化控管理模式.研究结果可为南疆棉花水肥高效利用提供理论依据和科学指导.

    灌溉肥棉花产量品质水分利用效率肥料利用效率

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    有机肥配施荧光假单胞菌肥对玉米产量与复垦土壤磷素有效性的影响

    焦金铖安晓虎徐晨曦李廷亮...
    79-87页
    查看更多>>摘要：复垦土壤贫瘠,磷素含量极低,严重影响作物的生长发育.研究化肥、有机肥配施荧光假单胞菌对玉米产量和复垦土壤磷素形态以及酶活性的影响,为加速培肥矿区复垦土壤提供技术支持和理论依据.该研究在山西省晋中市采煤塌陷区进行了 2 a的定位培肥试验,共设置7个处理:不施肥(CK)、单施化肥(CF)、化肥配施荧光假单胞菌(CFB)、单施有机肥(M)、有机肥配施荧光假单胞菌(MB)、化肥配施有机肥(MCF)、化肥有机肥配施荧光假单胞菌(MCFB).采集各处理土壤样品测定相关指标,并通过相关性分析和结构方程模型来探究各形态磷与有效磷以及土壤磷酸酶之间的关系.结果表明:1)在整个试验周期(2021-2022年),与CK相比,不同施肥处理均能显著提高玉米产量以及各形态磷素.其中,以MB处理下的玉米产量、有效磷、磷活化系数、不稳定态磷以及部分不稳定态磷含量最高,与CK处理相比,玉米产量显著提高2.40倍,有效磷含量、磷活化系数值、不稳定态磷含量、部分不稳定态磷含量分别显著提高4.50倍、4.67倍、0.98倍、1.16倍.2)与CK处理相比,化肥、有机肥配施荧光假单胞菌能够显著提高土壤微生物量磷以及酸性和碱性磷酸酶活性,配施荧光假单胞菌后,微生物量磷水平和碱性磷酸酶活性均以MB较M处理提升效果最佳,分别显著提高27.08％和9.56％.3)结合相关性分析以及结构方程模型,随着荧光假单胞菌和化肥有机肥的施入,在提高不稳定态磷素含量的同时也提高有效磷的供应能力,促进磷素在农田生态系统中的循环转化,产生积极的正向影响.化肥、有机肥配施荧光假单胞菌能够一定程度上影响复垦土壤玉米产量及产量性状、各形态磷素及有效性和微生物活性,对复垦土壤脆弱的农田生态系统产生积极影响.

    复垦土壤磷玉米产量有机肥土壤磷酸酶活性

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    递增式连续降雨条件下典型山区坡面径流产沙水动力学特征

    童晓霞崔远来邵东国李建明...
    88-97页
    查看更多>>摘要：山区复杂的下垫面条件导致了山区小流域水文响应过程的复杂性,山区坡面作为山区小流域水文响应的基本单元,研究其不同下垫面条件下径流产沙水动力特征具有重要意义.为明晰山区坡面不同下垫面条件下径流水沙水动力特征,该研究选用官山河小流域作为研究对象,基于室内模拟递增式连续降雨试验方法,研究了坡度、土层厚度分布和土层底部透水性等山区坡面下垫面特性共同作用下的坡面径流产沙水动力学特征.结果表明:1)连续降雨条件下,雷诺数、水流剪切力和径流功率随着产流时间和雨强增加呈现增加趋势,Darcy-Weisbach阻力系数呈降低趋势.2)雨强增加使雷诺数均值和径流功率均值显著增加(P＜0.05),设计雨强60、90、120mm/h时的雷诺数均值、径流功率均值分别比30mm/h的雷诺数均值、径流功率均值增加了 130％、276％、366％和171％、328％、435％;坡度增加使水流剪切力均值和径流功率均值显著增加(P＜0.05),坡度15°、25°的水流剪切力均值分别比坡度5°的增加了 135％和187％,坡度15°、25°的径流功率均值分别比坡度5°的均值增加了 224％和357％;土层厚度分布对阻力系数均值和土层底部透水的雷诺数均值、径流功率均值有显著影响(P＜0.05),土层底部透水性仅对土层厚度分布为上薄下厚的雷诺数均值和水流剪切力均值有显著影响(P＜0.05).3)雨强是影响坡面产流产沙水动力特征的主导因素,对雷诺数的方差贡献率高达83.11％,水流剪切力主要受到雨强和坡度的影响,累计贡献率达67.64％,径流功率主要受到雨强和坡度的影响,累计贡献率达80.58％.在单一雨强条件下,坡度和土层厚度分布是影响水动力参数的主要因素,土层厚度分布和坡度的交互作用、土层底部透水性和土层厚度分布的交互作用对水动力参数也有一定影响.因此,在研究坡面产流产沙规律时,除考虑雨强和坡度外,还应兼顾考虑土层厚度分布和土层底部透水性及其交互作用的影响.该研究结果可为山区坡面复杂下垫面条件下的坡面产流产沙机理提供一定的理论支撑,并为改进山区小流域水文过程分布式模拟提供参数率定依据.

    降雨坡度侵蚀土层厚度分布土层底部透水性径流产沙水动力参数

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    生态棒间隔距离对铁尾矿坡面减流减沙效应的影响

    李睿杰杨建英赵廷宁史常青...
    98-107页
    查看更多>>摘要：中国铁尾矿库的排放量大而综合利用率低,遗留的铁尾矿库形成大面积裸露库面和边坡,易引发水土流失、边坡滑塌等危害.为明确边坡生态修复中生态棒拦挡措施的水土流失防治机理,该研究以张宣铁矿区尾矿库边坡为对象,采用人工模拟降雨,研究不同间隔生态棒拦挡措施的减流减沙效应.结果表明:坡度25°、30°,30～90mm/h雨强下,1)不同间隔生态棒拦挡措施下初始产流时间较裸坡分别增加0.44％～57.76％、1.08％～39.14％,且随生态棒间隔、坡度、雨强的增大而减少;减流效应分别为-2.79％～80.68％、12.67％～76.45％,随雨强增大而减小,30mm/h雨强下随生态棒间隔缩短呈增强趋势,60、90mm/h雨强下无明显规律变化;径流流速削减效应分别为20.78％～55.12％、20.16％～41.57％,随生态棒间隔缩短呈增强趋势,随坡度增大而降低,同时0.67 m间隔削减坡面流速效应最佳;2)减沙效应分别为-127.47％～71.57％、-287.19％～62.01％,减沙效应弱于减流效应;3)30 mm/h雨强下累积径流量、侵蚀量随生态棒间隔的缩短而减少,60、90 mm/h雨强下规律不明显;且90 mm/h雨强下,坡度30°的累积侵蚀量显著大于坡度25°;4)对产流产沙指标进行Pearson相关分析,表明生态棒拦挡措施在坡面减流、削减流速方面发挥关键作用,雨强对产流产沙的影响处于主导地位,坡度处于辅助地位;5)建议坡度25°、30°,雨强30、90 mm/h时选择0.40 m生态棒间隔,雨强60mm/h时选择1.00m生态棒间隔.研究结果可为铁尾矿边坡生态修复中生态棒拦挡措施的科学应用提供参考依据.

    生态修复生态棒铁尾矿减流减沙效应人工模拟降雨

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