科研产出
基于离散元法的旋耕刀受力分析
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为分析旋耕刀在有秸秆覆盖和无秸秆覆盖土壤中工作时的受力情况,该文采用离散元法构建土壤-旋耕刀相互作用和秸秆-土壤-旋耕刀相互作用的三维离散元模型。在土槽试验中采用扭矩传感器测量旋耕刀所受扭矩,在仿真中导出每个时刻旋耕刀受到的扭矩和力数据,试验和仿真都在恒定前进速度0.222 m/s和耕作深度100 mm及4种转速77、100、123、146 r/min下进行。结果显示旋耕刀最大扭矩值随着转速增加呈现增加的趋势;在无秸秆覆盖土壤中,试验值与仿真值的相对误差为16.3%;在有秸秆覆盖土壤中二者相对误差为19.1%。耕作过程中旋耕刀所受合力、水平力及侧向力都呈现先升后降的趋势;合力、水平力和垂直力的最大值,都随着转速的增加而增加。旋耕刀刚开始切土时,在有秸秆覆盖的土壤中受到的阻力总比无秸秆覆盖的土壤中所受阻力要大;之后旋耕刀在有秸秆覆盖的土壤中受到的最大力要大于在无秸秆覆盖的土壤中受到的最大力。仿真的水平力和垂直力与旋耕刀理论模型计算得到的旋耕刀水平力和垂直力变化一致。利用离散元法研究旋耕刀切土过程,对探讨刀具与土壤的相互作用机理及设计和优化高秸秆含量土壤中工作的耕作机械具有重要意义。
关键词： 农业机械 扭矩 秸秆 土壤 力 旋耕刀 离散单元法
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不同秸秆还田模式对土壤有机碳及其活性组分的影响
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了探讨不同秸秆还田模式对土壤有机碳(total organic carbon,TOC)及活性碳组分的影响,设置了秸秆不还田(CK)、秸秆直接还田(CS)、秸秆转化为食用菌基质,出蘑后菌渣还田(CMS)和秸秆过腹还田(CGS)4种还田模式。通过田间小区试验,研究了不同秸秆还田模式下,土壤有机碳及活性组分的变化规律。结果表明不同秸秆还田模式均提高了土壤有机碳含量,但不同还田模式下土壤有机碳含量差异不显著(P>0.05),和CK相比,CS、CMS和CGS处理下,土壤有机碳质量分数分别增加9.0%、23.9%和26.7%。不同秸秆还田模式也提高了土壤活性碳组分含量。在不同秸秆还田模式下,土壤溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)含量表现为CS>CMS>CGS>CK,且不同处理间差异显著(P<0.01)。和CK相比,CS、CMS和CGS处理下,土壤DOC质量分数分别增加64.6%、29.4%和8.9%。土壤微生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)含量表现为CMS>CGS>CS>CK,且差异显著(P<0.05)。和CK相比,CS、CMS和CGS处理下,土壤MBC质量分数分别增加28.9%、84.7%和59.3%。土壤易氧化态碳(easily oxidizable carbon,EOC)含量表现为CMS>CS>CGS>CK,且差异显著(P<0.01)。和CK相比,CS、CMS和CGS处理下,土壤EOC质量分数分别增加24.1%、55.7%、和9.3%。不同秸秆还田模式显著影响土壤活性碳组分在总有机碳中占的比例,改变土壤有机碳质量。在不同秸秆还田模式下,DOC/TOC表现为CS>CMS>CK>CGS、MBC/TOC表现为CMS>CGS>CS>CK、EOC/TOC表现为CMS>CS>CK>CGS,且不同处理间均差异显著(P<0.01)。从提高土壤质量角度,推荐秸秆-菌渣还田模式,在该模式下,土壤MBC/TOC和EOC/TOC均最大,土壤碳素有效性高、易于被微生物利用,有利于作物生长。从提高土壤固碳角度,推荐秸秆过腹还田模式,在该模式下,土壤DOC/TOC最小,且土壤有机碳含量最高,有利于碳的固定和保存。该研究结果可为秸秆合理高效利用、改善农业土壤碳库质量提供参考。
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耕作方式转变和秸秆还田对土壤活性有机碳的影响
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：深松是解决长期旋免耕后耕层浅薄化、亚表层(15~30 cm)容重增加等问题的有效方法之一,长期旋免耕后进行深松显著影响土壤有机碳及其组分的周转。为对比转变耕作方式对土壤活性有机碳(LOC)及碳库管理指数的影响,该研究基于连续6 a的旋耕转变为深松和免耕转变为深松定位试验,对比了2012-2014年长期旋免耕农田进行深松对农田土壤活性有机碳及碳库管理指数的影响。研究结果表明,耕作方式转变和秸秆还田均对土壤LOC含量、活性有机碳与有机碳的比例(LOC/SOC)和碳库管理指数产生显著影响。相对于原旋耕秸秆还田处理(RTS),虽然旋耕-深松秸秆还田处理(RTS-STS)提高了0~30 cm土层的LOC含量,但其土壤中LOC/SOC比例和碳库管理指数显著下降。而免耕-深松秸秆还田(NTS-STS)处理和耕作方式未转变的免耕秸秆还田处理(NTS)在0~10 cm土层其LOC含量无显著性差异,但NTS-STS处理显著提高LOC/SOC比例。耕作方式转变导致RTS-STS处理碳库管理指数随着土层的加深而逐渐降低,而NTS-STS处理则呈逐渐升高趋势。耕作、秸秆、年份、耕作与秸秆、耕作与年份及3者交互作用是导致耕作方式转变后各处理0~30 cm的LOC含量变化的主要作用力(P<0.05)。秸秆还田条件下,将长期旋耕处理转变为深松可显著降低土壤SOC中的LOC比例,降低碳库管理指数,促进土壤碳库的稳定性;而长期免耕处理转变为深松能够显著提高土壤下层(10~30 cm)的土壤碳库活性。
关键词： 土壤 有机碳 秸秆 深松 旋耕 免耕 碳库管理指数
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2009年中国主要粗饲料产量分析
《饲料工业 》 2010 北大核心
摘要：2009年夏季和秋季共采集测定了山东和安徽两省玉米、水稻、小麦、大豆、花生的草谷比,并估算秸秆产量。估算结果表明,2009年中国5种作物的秸秆总产量为5.36亿吨,实际可用于养殖业的秸秆最大量约在4～5亿吨。
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秸秆基质的配比优化及在设施番茄栽培上的应用效果研究
《土壤通报 》 2009 北大核心 CSCD
摘要：利用农作物秸秆合成无土栽培基质是其资源化利用的一条有效途径,但秸秆基质单独使用时存在物理性状的缺陷,试验以腐熟的玉米秸秆与小麦秸秆体积比2:1混合作为基础秸秆基质,研究了其与土壤、炉渣、蛭石三种基质材料的复配效果,并以草炭与炉渣的复合基质为对照,选择不同类型秸秆复合基质进行了设施番茄的栽培试验,结果表明:秸秆基质与土壤、炉渣等重型基质材料复配可显著改善其物理性状,适宜的复配比例为3:1～4:1;秸秆基质在设施番茄栽培过程中基质物理性状仍发生较大变化,容重较定植前提高,而大小孔隙比显著降低,对照基质栽培前后物理性状变化不大;秸秆型基质在设施番茄栽培上的应用效果良好,与对照相比,秸秆与土壤的复合基质显著提高了番茄植株叶片的净光合速率,并显著增加了番茄座果数与产量。
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微生物菌剂促进秸秆发酵产沼气试验研究
《中国沼气 》 2009
摘要：本文主要研究了微生物菌剂不同添加量对玉米、小麦秸秆原料发酵制取沼气的效果,得出了池容10 m3户用沼气池最佳投加量为300 mL,该菌剂对秸秆发酵制取沼气有明显的促进作用。
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