水稻种子带育秧设备种子封固系统设计与试验研究

发布时间：2020-11-03 06:28

　　 水稻育秧采用精量播种技术不仅能够节省30-50%优良品种,而且能够培育出生长整齐健壮、适于机插作业的高质量秧苗。特别是在北方寒冷稻作区,将这些健壮秧苗机插到田地后,不但植伤小,而且耐低温、返青快、有效分蘖多,大大提升了北方水稻高产的潜能。目前,国内外学者对水稻育秧排种器的相关研究主要针对排种器精量取种、准确投种和减轻伤种与降低空穴率等问题开展大量研究。对于水稻育秧精播后种子在秧盘土上精确定位的研究还仅仅限于钵盘穴钵定位,相对于水稻盘育机插毯状苗低播量播种过程中,在秧盘土或其他介质上落种定位的研究很少见。因此,开展育秧精量播种设备落种定位精度的研究十分必要。水稻种子带(种子带)育秧技术是针对现有育秧播种装置落种定位差、设备利用率低以及操作工序繁多等问题提出的一种水稻轻简育秧技术。本文在现有研究基础上,对水稻种子带育秧设备种子封固系统进行改进设计,并通过试验探究相关因素对种子封固效果的影响,优化相关参数。取得的主要研究成果如下:(1)对北方常用粳稻的物理—力学特性进行了试验研究。先后分析了粳稻芽种含水率、三轴尺寸、千粒重、流动性、能承受的极限破坏力等物理-力学特性,对粳稻芽种能承受的极限破坏压力分析结果确定上纸带压合机构压力不会对纸带中的种子造成伤害。(2)对种子带封固材料和刷胶宽度进行试验研究。试验确定木浆纸作为纸带材料是最优的选择,糯米胶作为种子带粘结剂是可行的。刷胶宽度试验得到刷胶宽度范围是2.74-4.42mm。(3)对水稻种子带育秧设备种子封固系统进行改进设计。阐述了封固系统结构及其工作原理,对各组成部分的关键部件:下纸带输送机构、下纸带匀速进给超声波测距控制装置、涂胶装置、上纸带输送机构以及上、下纸带压合封种机构进行了研究。(4)对种子封固系统进行试验研究。选用的方法是:三因素三水平响应曲面法,对水稻种子带育秧设备种子封固系统工作稳定性影响较大的封固压合力、胶绳压辊转速以及刷胶宽度工作参数建立了数学模型,运用方差分析功能和优化分析功能对试验数据进行处理;利用Design-Expert8.0.5b的约束函数参数优化功能,在试验范围:封固压合力范围12~16N、胶绳压辊转速范围10~30r/min、刷胶宽度范围3~4mm中,优化得到的结果:组合能实现的最低伤种率为3.866%,此时封固压合力为50N、胶绳压辊转速为20r/min、刷胶宽度为3.5mm,且此时得到的风干后的种子带封固效果好,不易折断。对理论分析优化的结果进行了试验验证;(5)进行田间育秧试验。试验证明种子带育秧秧苗与普通育秧秧苗相比达到优质壮秧要求,并且种子带育秧水稻产量明显高于普通育秧水稻。
【学位单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：S223
【文章目录】：
摘要
英文摘要
1 引言
    1.1 研究的目的与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
        1.2.3 问题与不足
    1.3 主要研究内容
        1.3.1 粳稻种子的物理-力学特性研究
        1.3.2 纸带材料、粘结剂以及胶绳的选取标准
        1.3.3 落种定位、封固机理研究
        1.3.4 封固系统主要部件设计
        1.3.5 系统集成与优化试验研究
    1.4 技术路线
2 粳稻种子物理特性研究
    2.1 试验材料准备
        2.1.1 种子催芽技术要求
        2.1.2 粳稻芽种的制备过程
    2.2 粳稻芽种含水率
    2.3 粳稻种子物理特性
        2.3.1 种子几何特征
        2.3.2 种子千粒重
        2.3.3 种子流动性
    2.4 水稻种子力学特性
3 种子封固材料研究
    3.1 纸带材料的研究
        3.1.1 纸带材料的要求
        3.1.2 种子带不同纸介材料对稻种发芽影响试验
    3.2 粘结剂的要求与选用
        3.2.1 粘结剂的要求
        3.2.2 粘结剂的选用
        3.2.3 粘结剂对种子带育秧影响试验
4 种子封固系统的设计
    4.1 种子封固系统构成与工作原理
    4.2 主要部件设计
        4.2.1 下纸带输送机构
        4.2.2 下纸带匀速进给控制系统设计
        4.2.3 涂胶装置的设计
        4.2.4 上、下纸带压合机构的设计
5 种子封固系统试验研究
    5.1 刷胶宽度试验
        5.1.1 刷胶试验方案设计
        5.1.2 试验材料及设备
        5.1.3 试验及结果分析
    5.2 种子封固系统性能试验
        5.2.1 评价指标
        5.2.2 试验材料
        5.2.3 试验设备
    5.3 正交试验设计与分析
        5.3.1 正交试验设计
        5.3.2 正交试验试验方案与结果
        5.3.3 回归数学模型的建立与显著性检查
        5.3.4 各因素交互作用对合格率的影响
    5.4 参数优化与试验验证
    5.5 育秧试验
6 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文

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本文编号：2868220