平茬技术范文-盘古文库

平茬技术范文

来源：开心麻花

作者：开心麻花

2025-09-19

平茬技术范文（精选6篇）

平茬技术第1篇

1柠条的生理特性

柠条在山西省栽植广泛,现已经作为山西省营造水土保持和防风固沙林的优选树种之一。柠条耐旱、耐寒、耐高温,是典型的旱生树种。在山西年降水量少的黄土丘陵地区、山坡、沟岔,能够正常生长。同时,在肥力差、含水率低的沙地也能正常生长。柠条是深根性树种,主根明显,侧根根系向四周水平方向延伸,纵横交错,因而固沙能力很强。柠条的寿命很长,可以生长十几年到几十年不等,甚至可达百年以上。播种形成的柠条实生苗,当年地上部分生长较为缓慢,到第二年生长速度加快。柠条的生命力也极强,无论气温如何变化都能正常生长。柠条萌蘖性极强,平茬后萌生的枝条又可以形成茂密的株丛。

柠条的枝条富含油脂,无论外界气温如何都能充分燃烧,是良好的薪炭材。柠条根具有根瘤,能增强土壤肥力。柠条嫩枝、叶片中含有氮素,是制造绿肥的优良原料。柠条种子含油量大,可用于工业上制取润滑油。柠条树皮富含纤维,可制作各种麻制用品。柠条的花繁茂,是优良的蜜源植物。同时,柠条的枝、叶、花、果、种子富含营养物质,可作为家畜良好的饲料。特别是在冬季无食用植物时,就可成为食草类动物赖以生存的“救命草”。柠条通过平茬复壮,可生产更多用于家畜饲养的优良株丛。

柠条在山西省一般于栽植后次年4月开始返青,5月下旬-6月上旬开花,6月下旬-7月中旬结果,7月下旬种子成熟。柠条开花、结果与栽植地区的气候、光照等生态因子有密切关系。在阳光充足、气温较高地区开花多,开花的时间也会提前。

2柠条平茬后再生长机制原理

对于大多数萌生性植物而言,在受到外界人为干预或来自不可预知的自然环境被破坏时,如人为砍伐、自然霜冻、动物践踏等行为,就会对破坏的植物组织进行补偿再生长,这就是植物所特有的组织再生长机制。植物补偿再生长有多种形式,经常见到的有抑制生长、精确生长和超生长3种不同的表现方式,其中超生长对人们的实际生产、生活影响重大,应用也较多。柠条的植物组织被破坏后,其防御能力也会相应增强。下面,利用实验,对这一再生机制进行深入的剖析,进而对柠条的再生机制有一深度认识。首先选择不同年度的柠条,对其地上组织进行切割,通过观察,可以得出以下3个方面的结论。 2.1柠条平茬后不同栽植年限水分运输与气体交换能力不同

2.1.1水分运输

当柠条的地上部分遭到人为干预或不可预见的自然破坏后,其根冠比会发生很大变化。水分通过庞大根系供给地上破坏后的植物组织,由于地上部分遭到破坏后相应面积的减少,可以使其水分状况得到更为明显的改善。并且水分在植物体内的运输阻力会随生长年限的增加呈降低趋势。

2.1.2气体交换

植物细胞的气体交换是指植物体在进行新陈代谢时,必需有氧的参与,才能完成体内细胞的呼吸作用。植物体与外界的气体交换是通过叶、茎的气孔或皮孔及根部的表皮细胞进行的。植物体的气孔主要分布在叶和茎等营养器官的表皮细胞当中,气孔的开张程度主要是由保卫细胞来调节的。当阳光充足时,气孔就开放,水分蒸发量大;对于大多数植物而言,夜晚其气孔将会关闭,以此来减少体内水分的散失。气孔同时也是新陈代谢气体出入植物体的通道, 光合作用时吸入的二氧化碳及产生的氧气,均由气孔排出。植物体内气体的交换就是保证植物体能正常进行光合作用,从而保持植物体的健康生长。

柠条平茬后,水分散失很快,但在遇到干旱条件时,植物体的气孔又可对体内的代谢活动进行有效调节,从而防止体内水分的过多散失,从而保证植物进行光合作用的同化作用。柠条平茬后,不同生长年限的柠条对养分和水分的吸收方式、吸收能力也不同。生长年限越长的,其吸收能力也愈强,对平茬后4.0a~5.0a生的柠条, 其生理指标可以达到原植株的70%;平茬后6.0a~7.0a生的柠条,其生理指标已经与原植株基本接近。随着生长年限的增加,植株体内的营养物质向叶和刺中分配减少,茎中反而增多。

2.2平茬后当年植物体生理机能活跃

柠条的地上组织被人为干预或遭到自然因素破坏后,首先引起的是植物体内激素含量的变化。由于柠条平茬后去掉一部分地上组织,导致其顶端优势会完全消失,从而使体内的细胞分裂素含量显著增加,有力地促进了细胞的分裂及侧芽萌发。同时,柠条平茬后还能促使植物体内酶活性显著提高,最终将根系储存的淀粉进行水解,为地上枝条的快速恢复提供必要的营养物质。

2.3平茬后不同部位生长差异明显

柠条植株平茬后,通过对其根、茎、叶等营养器官再生能力的比较分析,可知由于体内不同部位游离氨基酸含量的差异,导致其不同部位的作用也存在很大差异。通过实验,笔者发现叶中、根中游离氨基酸含量大致为平茬前植株的1.50倍以上,而在茎中差异却不显著。由此可见,柠条植株在生长季节叶和根中较高的游离氨基酸含量可为其地上组织的快速愈合提供必备的物质条件,是平茬后柠条能迅速再生生长的重要原因。

3柠条平茬复壮更新技术

由以上原理得知,柠条是萌生能力很强的树种。它在定植后第四年,萌生能力会增强,如果不及时进行平茬复壮,就会出现植株衰老、生长缓慢等现象。因而对柠条的平茬复壮势在必行。

柠条平茬时间应选择在冬末春初土壤解冻前进行。所谓平茬,就是把柠条的地上部分离地面5.0cm处全部截除。截除顺序要按照先外后内的顺序进行, 要围绕着柠条株丛由外向内一圈圈把枝条全部割倒。这一时期,柠条已经完全停止生长,大量营养物质贮藏于根部,而树木根系又处于冻土层之内,因而剪除植株不会伤害到柠条的根系,从而有利于来年春季的萌发。如果在土壤解冻后再进行平茬,由于地表解冻,土壤质地疏松,容易造成大量根系死亡,从而影响平茬的效果。

根据柠条的生理特点,从开始萌芽到趋于成熟这个阶段,不宜进行平茬。通过对山西保德县进行栽植对比试验所获资料的统计分析,如在9月份用砍刀进行平茬,植株仅有21%的发芽率;如在12月份在同一块地用砍刀进行平茬,其发芽率可达到93%, 年生长量也可达到0.60m。

从柠条第一次平茬开始,以后每隔3.0a要平茬1次,这样做的目的既能促进柠条的植株复壮,又能延长柠条寿命。柠条平茬后,要把割倒后的柠条捆成捆,按长短进行堆放,并加工成动物饲料,可作为过冬动物冬季及早春重要的补充饲料。柠条平茬后,其生长速度会显著加快,等平茬后的柠条再次长出新的茎条后,就可以作为优良的家畜饲料来使用。

摘要：柠条是山西常见的落叶灌木,分生能力强,具有调节栽植地局部小气候、涵养水源、改变局部自然生态环境的作用。介绍了柠条的生理特性、平茬后再生长机制原理以及平茬复壮更新技术。

日光温室尖椒平茬再生高产栽培技术第2篇

采用该技术种植0.067 hm2尖椒, 从7月1日前开始育苗, 8月中旬定植, 到10月底第1茬尖椒开始上市, 二月份第1茬尖椒完全收获, 每0.067 hm2产量达到0.25104 kg左右。4月份第2茬尖椒开始上市, 7月上中旬完全收获, 每0.067 hm2产量达到0.3104 kg, 平均按6元/kg计算, 每0.067 hm2产值3.3万元, 纯收入2.5万元左右, 比育苗移栽种植增产1 000 kg。增收3 000元, 增产率30%。

1 基地选择

在生产尖椒过程中, 产地环境应符合《NY/T3912000》绿色食品产地环境技术条件的规定;农药使用应符合《NY/T3932000》绿色食品使用准则的规定;肥料使用应符合《NY/T3942000》绿色食品肥料使用准则的规定。

2 品种选择

根据当地的气候特点, 7月1日前育苗, 此时天气炎热, 昼夜温差小, 不利于一般品种的花芽分化。选择产量高、品质好、抗性强的品种, 如韩国品种1312。种子质量应符合《GB16715.31999》要求。

3 播种育苗

3.1 无土育苗

为了避免土壤带菌, 采取无土育苗, 消除苗期病害。其配方是过筛的炉渣40%, 锯沫40%, 牛粪20%, 均匀混合后, 再按每1 m3加过筛干鸡粪20 kg, 硫酸钾肥1 kg, 过磷酸钙1.5 kg, 发酵后的豆饼10 kg, 硼砂5 g, 硫酸锌3 g, 硫酸铜3 g, 硫酸亚铁15 g, 镁、锰、钼各2 g, 杀菌剂用多菌灵100 g, 杀虫剂用锌硫磷50 g。

3.2 浸种催芽

为了消灭种子带的病菌, 发芽前必须用55℃～60℃的温开水烫种, 并不断搅拌, 待水温降到25℃～30℃时停止搅拌, 用1 000倍液的高锰酸钾浸种4 h, 然后反复洗掉种子上带的药液用纱布包好, 放到25℃～30℃的地方发芽, 每天用清水冲洗1次, 2～3 d后待种子露白时即可播种。

3.3 搭建育苗拱棚

7月份育苗正是高温与多雨季节, 为了防高温、防雨水、防虫害, 必须在温室外搭建专用棚。拱棚可根据苗子的多少而定, 并覆盖棚膜, 四周留半米高不盖膜, 但必须用40目的防虫网围住, 防白粉虱, 潜叶蝇和棉蛉虫, 上面还要遮盖遮阳网, 专用拱棚的作用是防雨, 遮阳, 防虫。

3.4 播种

有2种方法, 一是直接播到营养钵内, 每钵1粒;二是利用苗床育苗。苗床土可用与营养钵一样的土, 浇足底水, 水渗下后均匀播种, 播后覆盖1 cm的细土, 覆盖地膜保护温度要及时查看, 待芽苗刚出土时, 及时去膜, 避免阳光灼伤。待小苗长到2片真叶时及时分苗至营养钵内, 浇足水。待小苗有5～6片真叶时开始定植。

3.5 壮苗标准

株高10～15 cm, 苗龄60 d, 真叶10～14片, 节间长1.2 cm, 茎粗与茎高比0.028∶1。育壮苗易成活, 缓苗时间短, 开花结果早。苗子徒长茎易折, 第1簇椒如果保不住时, 会影响产量。苗子太小, 开花迟, 成熟晚, 质量差。

4 定植

4.1 配肥

一般温室可施鸡粪8 m3, 新温室10～12 m3, 老温室可少用些鸡粪掺些牛粪。每0.067 hm2施磷酸二氨50 kg, 硫酸钾50 kg, 过磷酸钙50 kg, 硫酸锌2 kg, 硫酸亚铁3 kg, 多菌灵和土壤杀虫剂按药品说明使用, 留下25 kg磷酸二铵、25 kg硫酸钾, 其余全部铺施, 整地前要深耕细耙, 深耕35～40 cm, 耙细整平, 要求土壤细碎无坷垃。

4.2 定植

尖椒根系发达, 要求深耕细耙。整好地后按1.3 m一畦起垄, 作小高畦, 大行80 cm, 小行50 cm, 株距40 cm, 每0.067hm2栽2 000株。因为定植在8月中旬, 雨天多, 棚内外温差大, 易发病, 所以定植要在下午进行。定植时先挖坑, 坐苗, 浇水, 埋土, 穴浇水用药水, 每桶水20 kg左右加多菌灵25 g或敌克松1 000倍液, 最后浇透水, 3～5 d天后再浇1次缓苗水。定植时需要注意:不要定植有病的秧苗, 要定植在小高畦的里半坡。

5 田间管理

5.1 温度

开花坐果期, 白天温度控制在25℃, 夜间15℃左右;果实膨大期, 白天温度25℃～28℃, 夜间15℃～17℃。

4.2肥水管理

一般地块生长过程中以施2～3次追肥为宜。第1次在缓苗后幼苗开始旺盛生长时进行, 第2次在门果膨大至拇指大小时进行, 第3次在门果成熟后进行。追肥量为每0.067 hm2追施尿素8～10 kg为宜;对保肥差或脱肥早的椒田应在尖椒座果后用0.1%磷酸二氢钾等肥料进行叶面喷洒。在生育期间如遇干旱, 及时浇水, 重点浇好缓苗、开花座果及果实膨大成熟3次水。

5.3 去掉侧枝

到了二月中旬在第3个侧枝4～5 cm处打顶, 限制主枝生长, 促进侧枝发育, 同时要及时进行追肥浇水, 结合浇水每0.067 hm2追施尿素或磷酸二铵30 kg。

5.4 病虫害防治

尖椒常见的病有炭疽病和疮痂病。棚内要经常通风换气, 好天时, 每天2次, 早上揭起草苫放风0.5 h, 中12时-14时放风, 阴天放风30 min, 使棚内湿度降低。做到早预防, 在苗期定植后要注意根部用药, 定植前用800倍液普力克灌根, 定植后用乙磷铝锰锌70%倍液灌根。发现病株用乙磷铝可湿性粉剂涂抹防治, 或用52.5%抑快净可湿性粉剂1 500倍液喷雾防治疫病。防治病毒病加强植株营养的调配, 定植时用小苗不用超龄苗。防治病毒病用10%的病毒灵500倍液喷雾防治。

手扶式柠条平茬机的设计第3篇

生长多年的拧条, 皮层组织由鲜嫩细密逐渐变得老化粗糙, 输送养分和水分的能力越来越弱, 直至干枯死亡。而生长多年后的柠条根系已经很发达, 主根系的长度有10 m多, 吸收养分和水分的能力很强, 如果适时进行平茬, 就会在平茬后长出更加茂密的新枝条, 新枝条的生长速度远比新播种的柠条来得快。经试验研究, 平茬后长出的新枝条经过两年的生长, 长度有40~50 cm, 并且每一根主干根部会长出5~8根新枝条, 呈现出既稠密又具生机和活力的态势, 阻风挡砂的效果更好。

柠条不仅是防风固沙、防止水土流失的优质植物, 其皮层、叶、籽含有丰富的蛋白质和多种微量元素, 是牲畜的优质饲料。而茎秆纤维的韧性较强, 是优质的造纸原料, 所以柠条是一个巨大的、可利用的再生资源。柠条的开发利用不仅会产生较大的社会效益, 也能够产生较大的经济效益。

2 柠条平茬的特征及农艺要求

种植拧条的初衷是为了防风固沙、防止水土流失。柠条种植主要集中在三北防风林带, 种植在地形、地势较差的坡地或半坡地。根据地形地势的不同, 柠条的种植形式有条播、穴播及鱼鳞坑种植等形式。由于这些客观因素的决定, 柠条的平茬收获多数不适于大型机械化作业, 只能采用中小型机械。对于地形条件较好的条播柠条, 可以采用小型自走式平茬机, 效率较高;对于地形条件较差的穴播或鱼鳞坑种植的柠条, 自走式平茬机不能适应, 在许多情形下无法作业;对于地形条件较好但生长多年的柠条, 由于落叶、杂草、积土的日积月累, 会在柠条的根部形成高出地面的土丘或土埂, 也不利于自走式平茬机作业。柠条平茬作业应该注意以下4点。

(1) 柠条在锯切的过程中是单端支撑, 锯齿对柠条的综合切向作用力会使柠条产生倒伏的趋势。

(2) 留茬高度越低, 柠条越不易倒伏, 切口越平整。

(3) 单齿切削量越小, 锯齿越锋利, 柠条所受的综合切向力越小, 越不易倒伏。

(4) 柠条的纤维韧性较强、材质较硬。生长20年以上的柠条, 根部直径可达40 mm。利用剪切原理很难剪断, 只有采用锯切原理。

柠条在平茬收获后的根部切口越平整越好, 不要使根部茎干开裂, 以利于新芽的复萌再生。

3 柠条平茬机的设计

为了满足农艺要求, 笔者构思了手扶式单盘柠条平茬机, 其原理和组成如图1所示。

柠条平茬机由机架、两个行走轮、发动机、发电机、行走驱动电动机、锥齿轮传动总成、牙嵌离合器、V带传动箱、刀盘轴、轴承座、圆形锯齿刀盘、V带轮、V带、离合器控制机构、油门控制机构和车速控制机构等组成。

(1) 机具结构。圆锯盘通过上下压盘及中心螺栓固定在锯盘轴的下端, 锯盘轴由上下两盘锥轴承及轴承座支撑, 固定在V带传动箱前端。上下两轴承之间装有两槽V带轮, V带传动箱通过支架与机架连接。锥齿轮传动总成通过螺栓与机架连接, 该总成上部左侧有两槽带轮与柴油机带轮对应, 装有两条V带, 该总成下端有平置的两槽带轮与锯盘轴的两槽带轮对应, 装有两条V带。发动机旋转工作时, 通过两级V带和锥齿轮的换向传动, 带动圆锯盘水平旋转工作。在锥齿轮传动总成的左侧带轮端装有牙嵌离合器, 在启动发动机或机组空载行走时可使离合器分离, 既减轻启动阻力又可保证空载行走时的安全。

1.锥齿轮传动总成2.发动机3.发电机4.油门控制手柄5.离合器手柄6.扶手7.车速控制按钮8.机架9.行走驱动电动机10.行走轮11.V带传动箱12.V带13.圆形锯齿刀盘14.牙嵌离合器15.胶带轮

(2) 发动机功率的确定。由小四轮拖拉机配套的柠条平茬机, 所需的功率有5~7 k W即可满足使用要求, 该机选用JA170F小型单缸四冲程风冷汽油发动机, 主要技术参数包括, 标定功率5.5 k W、标定转速为3 600 r/min、最大扭矩15 Nm、毛质量16 kg。

(3) 行走轮的驱动设计。手扶式柠条平茬机在工作时, 是操作人员手持机器扶手, 边行走边控制锯盘的方向和高低, 对柠条根部进行锯切。柠条平茬机的工作地形一般在坡地或半坡地, 该机的质量约为50 kg, 其行走阻力较大, 不能依靠人力推动, 需要采用动力驱动。机组在工作中的前进速度要根据地形情况、柠条长势、根部粗细及锯切阻力等情况随时调整, 调整需要方便、灵活。由于锯盘在工作时需要相对稳定的转速, 发动机油门则处于相对固定的位置, 而机组的行走速度需要随时调整, 这就导致机组的行走速度不能依靠改变发动机油门的大小来实现。有级齿轮变速也很不方便, 比如用手扶拖拉机或微耕机改装, 会出现频繁的操作离合器和变速手柄, 既不方便又不灵活, 严重影响机具的可操作性。最好采用无级变速调节比较理想。所以, 本机采用电动三轮车的驱动系统和控制系统, 其调速效果十分灵活方便, 极大地提高了该机的可操作性。

由于机组在作业时可以选择由坡上到坡下的方向, 或者较水平的方向进行, 所以, 驱动机组行走的动力主要考虑克服空载运行时上坡的下滑力和滚动阻力, 所需的行走功率主要由机组的下滑力、滚动阻力及行走速度所决定。

笔者经过多处柠条种植地的观察, 该机能够进行作业的坡度应该在40°左右。机组在坡地行走的爬坡能力设计高一些, 为45°, 如果坡度再大就不适宜采用行走式机械进行作业, 可采用背负式机械进行作业。在“三北”防风林带种植的柠条, 种植地坡度在40°以下的约占80‰以上, 这样, 该机型可对这80‰以上的柠条进行平茬作业。柠条平茬机在作业时, 由于地形地势条件较差, 行走轮的直径不宜太小, 应该在600mm左右为宜。人与机器在坡地的最大行走速度按uax=2 km/h设计就可以满足需要。该机的质量预计在50kg以内, 则机组重力取W=500 Nα=45° (见图2)

机组下滑力为Fx:Fx=Wsin45°=500sin45°=50007071=354N

行走轮的下滑力矩为Nx:行走轮半径为R=0.3 Mx

则Nx=FxR=3540.3=106Nm

当行走轮的驱动转矩NQ大于行走轮的下滑力矩Nx时, 机组就可以爬上45°的坡, 可以满足坡度<45°的上坡需要。

机组行走所需要的功率:Px=v (Fx+Fg)

Fg是机组行走的滚动阻力:Fg=f Q

f是轮子的滚动阻力系数 (按干砂土地面取f=0.3) , Q是轮子上的载荷:Q=W=500 N

则Fg=f Q=0.3500=150 N

选配直流电动机的功率应大于282 W, 驱动行走轮的驱动力矩大于106 Nm时, 就可以满足机组爬坡能力的需要。根据这些参数选用电动三轮车使用的XM6-10550A型电机。该电机的技术参数为:电压24V、功率500W、空载转速385±5%r/min、负载转速320±5%r/min、输出扭矩12.2~13.8 Nm, 效率≥75%、速比6.8:1、净质量5.36kg。

根据直流电动机的输出转速及行走轮的大小, 确定直流电动机转轴与行走轮轴之间的传动比:

行走轮的外缘直径为D=600 mm=0.6 m

则行走轮的外缘周长C=Dл=0.6л=1.88 m

行走轮最大转速为n=vmax/c=33/1.88=17.6 r/min

直流电动机转轴与行走轮轴之间的传动比i=320/17.6=18.2

这个减速比较大, 在直流电动机输出轴与行走轮轴之间加装减速比为18.2的涡轮蜗杆减速器, 则机组的最大行走速度符合设计要求。

由于减速器的减速增扭作用, 使得减速器输出轴的输出扭矩达到12.218.2=222 Nm, 大于机组爬行45°坡时的下滑力矩Nx=106 Nm, 并且扭矩储备量较大, 完全可以驱动机组爬上45°的坡, 满足使用要求。

由于涡轮蜗杆减速器有逆向自锁作用, 机组在下坡时仍由驱动电机控制其行走速度, 无需加装制动装置。

电源采用汽车用24V发电机, 两块12V、7A摩托车电瓶串联构成发电机励磁电源。这里需要特别指出的是, 为了减轻机组质量, 行走轮驱动电动机只由发电机直接供电, 而蓄电瓶只提供发电机的励磁电流, 不向驱动电动机供电, 这样就可以选用容量较小、质量较小的电瓶, 此设计需要在电路上做一些改造, 就是在电瓶的充电电路上加装一个二极管, 如图3所示。这样就可以实现发电机工作时能够向蓄电瓶充电, 蓄电瓶又能够通过调节器向发电机的励磁线圈供电。由于二极管的单向导电性, 则蓄电瓶不可以向驱动电动机供电, 故此, 可以选用小容量蓄电瓶, 既减轻了机具的质量, 又降低了制造成本。

4 机具的特点

(1) 质量较小, 储备功率较大, 可以保证在许多复杂情况下的正常作业。

(2) 操作灵活。机组的行走速度调节、行走方向控制、锯切柠条的留茬高度等具有较好的可操作性。

柠条平茬机结构形式的应用分析第4篇

1. 柠条机械化平茬的原因和难点

生长多年的柠条根系很发达，主根系的长度超过10 m，吸收养分和水分的能力很强，如果适时进行平茬，就会在平茬后的根部长出更加茂密的新枝条，新枝条的生长速度远比新播种的柠条快。经试验研究，平茬后长出的新枝条经过两年的生长，长度就可达40～50 cm，并且，每一根主干根部会长出5～8根新枝条，呈现出既稠密又具生机和活力的态势。

由于柠条多枝、多叉、多刺和纤维韧性强的特点，人工平茬的难度很大，特别是大面积作业，几乎不可能，也不现实。有关资料显示，全国柠条的种植面积多达335万hm2以上，如此大量的柠条要进行平茬收获，唯一的出路就是采用机械化作业，这就为研制柠条平茬机提出了迫切的要求。

国内，柠条的种植区域主要集中在三北防风林带，根据地形地势的不同，柠条的种植形式有条播、穴播、鱼鳞坑种植等形式。柠条的平茬收获宜于采用中小型机械，对于地形条件较好的条播柠条，可以采用小型自走式平茬机，效率较高。对于地形条件较差的穴播或鱼鳞坑种植的柠条，自走式平茬机就不能适应，在许多情形下无法作业。

2. 大同地区常见的柠条平茬机应用情况分析

目前，大同地区常见的有4种柠条平茬机：一是较大型的，采用挖掘机改装而成;二是在小四轮拖拉机前端配置柠条平茬机;三是手扶式柠条平茬机;四是将背负式割灌机用作柠条平茬机。这4种机型各有其优缺点，在此笔者对其做一些分析探讨。

(1)采用挖掘机改装而成的大型平茬机此类机型是在挖掘机工作臂前端安装了液压马达，在液压马达伸出轴端安装圆锯片，对柠条根部进行锯切。这一设计思路从可操作性和性价比的角度看，存在的问题有： (1) 柠条在锯切的过程中，需要在距地面3～8 cm的高度进行锯切，过低容易使圆锯片触碰地面，造成锯片的早期磨损，甚至损坏;过高时，则容易使柠条倒伏，不能锯断平茬。而挖掘机驾驶室距地面较高，距直接工作部件(也就是圆锯片)较远，操作人员很难准确地掌握这一高度，况且圆锯片的抗触碰强度很低，远不能和挖掘机的挖掘头相比，稍有不慎就会将锯片损坏。 (2) 采用挖掘机改装，其整机造价较高，并且挖掘机的耗油较大，维修费用较高，造成运行成本较高，而收获柠条的经济效益又很低，如此高昂的投入和较高的运行成本很难使这一机型推广使用。

(2)在小四轮拖拉机前端配置柠条平茬机这种机型有一定的实用性，其优点是机动性和灵活性较好，作业中能够连续前进，连续锯切，实现比较高效的连续作业。而小四轮拖拉机的驾驶座位较低，驾驶人员便于观察和随时调整锯盘的离地高度，易于保证割茬高度的技术要求。从可操作性和性价比的角度看有一定的实用性。其缺点是对于地形条件较差的情况有其局限性，如在较陡的坡地或鱼鳞坑种植的柠条就不能作业。而生长多年的穴播柠条，由于每一丛柠条根部积聚了较多的落叶、杂草和积土，使得每一丛的根部呈现局部的小土丘形，不规则的高出地面，也导致这种机型作业比较困难。

(3)手扶式柠条平茬机这种机型在工作时，是操作人员手持机器扶手，边行走边控制锯盘的方向和高低，对柠条根部进行锯切，工作中可根据地形情况、柠条的长势、根部粗细、锯切阻力等情况，依靠人力升降扶手随时进行调整，这个调整比较方便、灵活，对于地形较差的穴播或鱼鳞坑种植的柠条也可以进行平茬收获作业，并且机具的制造成本和使用成本较低，具有一定的实用性，也是值得大力研究和推广的一种形式。在此特别强调两点： (1) 由于种植柠条的地形一般是坡地或半坡地，地形或地面的因素决定了机具的行走阻力较大，在设计手扶式柠条平茬机时，机具的行走要采用动力驱动，不能依靠人力推动。 (2) 由于机组在工作中的前进速度要根据地形情况、柠条的长势、根部粗细、锯切阻力等情况随时调整，所以，驱动行走的传动系统，最好是采用操控性能好的无级变速调节方式，对机具前进速度的控制越方便灵活越好。 (3) 由于柠条平茬收获时需要相对稳定的锯盘转速，而机组的行走速度可能随时需要变化调节，所以，也不能依靠改变发动机的油门来调节行走速度;如果简单采用手扶拖拉机或微耕机进行改装，利用这些机器的齿轮变速系统来改变行走速度，操作离合器和换挡手柄的动作会很频繁，也很不方便，严重影响机具的可操作性。不论采用机械的、液压的或电力的形式，只要在一定的合理速度范围内进行方便可靠的无级调节变速来调节行走速度，就可以使这一机型具有相当的实用性和广泛的应用前景。

(4)用背负式割灌机作为柠条平茬机使用这种机型的优点是方便、灵活、适应性强。其缺点是功率较小，遇到较粗的柠条时锯切很慢，效率较低，不利于大面积的平茬收获作业，并且人体背负动力机械也不能长时间作业，其噪声和振动对人体伤害较大。

沙生灌木平茬机割刀参数的优化研究第5篇

切割是平茬、收获的关键环节。在沙生灌木平茬过程中,其切割断面质量的好坏,直接影响切割的工作效率和沙生灌木的生长繁殖。因此,研究割刀的设计理论、优化割刀的参数,为沙生灌木平茬机的研制提供理论依据,具有重要的理论意义和实用价值。

本文首先阐述了室外试验,运用二次回归正交试验设计的方法,进行试验,找出了切割因素与平茬断面毛茬面积比之间的关系并建立回归方程,得出了设计割刀的最佳工作转速和前进速度。并以此为依据,对圆盘曲线形割刀的参数进行了优化设计,试验验证了用等滑切角刃口曲线方程设计割刀的可行性。

1 室外试验分析与数据处理

1.1 室外试验条件

室外试验在呼和浩特市和林格尔县,时间是2008年1月初,使用DG-2型割灌机进行平茬试验。此时土地上冻,柠条进入休眠期,枝条柔软,纤维等有关成分充足,是平茬的最佳时间[1]。柠条的地丛径为0.5～1m,直径为0.01～0.02m,株高平均为1.5～2m,株距为1.5m,垄间距为1.5～2m。

1.2 试验设计

柠条的根部枝条错综复杂,倾斜方向不同,平茬断面与横截面的夹角变化很大。用滑切角为53°的圆盘曲线形刃口割刀进行室外试验。室内试验的分析结果表明,各因素对毛茬高度的影响不很显著,在室外试验时不作为重点分析内容。在3个指标中,毛茬面积比可以明显地反映切割质量的好坏。在室外试验时,以毛茬面积比作为试验指标进行分析。

1.2.1 因素水平编码

由于因素数m=2,如果取零水平试验次数m0=2,根据星号臂长γ的计算公式[2]为

$γ = \sqrt{\frac{\sqrt{(m_{e} + 2 m + m_{0}) m_{c} - m_{c}}}{2}}$ =1.078 (1)

机器前进速度(x1)的变化范围为0.08～0.22m/s, 割刀工作线速度(x2)的变化范围为60～75m/s。以xj2和xj1分别表示因素xj的上下水平,它们的算术平均值就是因素xj的零水平,以xj0表示。其因素水平编码表如表1所示。

1.2.2 正交组合设计

由于因素数m=2,参考正交表的选用,可以选用正交表L4(23)进行交换,而水平试验次数mc=22=4。试验方案如表2所示。

根据二元二次回归正交组合设计的要求,用公式 $z_{j i}^{´} = z_{j i}^{2} - \frac{1}{n} \sum_{i = 1}^{n} z_{j i}^{2}$ 将二次项z $_{1}^{2}$ 和z $_{2}^{2}$ 分别进行中心化,得到z1′和z2′,二次项中心化结果,如表3所示。

1.3 回归方程的建立

根据计算,得到规范变量与试验指标y之间的回归关系式为

y=10.933-7.065z1-5.06z2+3.088z1z2+

2.522z1-0.584z2

1.4 回归方程及偏回归系数的显著性检验

方差分析表,如表4所示。

方差分析结果表明:所建立的回归方程以及各偏回归系数都达到显著水平。

F0.05(1,4)=7.71,F0.01(1,4)=21.2,F0.05(5,4)=6.26,F0.01(5,4)=15.52。

1.5 失拟性检验

$S S_{e 1} = \sum_{i = 1}^{m_{0}} y_{0 i}^{2} - \frac{1}{m_{0}} (\sum_{i = 1}^{m_{0}} y_{0 i})$ 2=0.18

其自由度为

dfe1=m0-1=1

失拟平方和为

SSLF=SSe-SSe1=15.676

其自由度为

dfLf=dfe-dfe1=3

$F_{L f} = \frac{S S_{L f} / d f_{L f}}{S S_{e 1} / d f_{e 1}} = 29.03 ＜ F$ 0.1(3,1)=53.59

检验结果表明,失拟不显著,回归模型与实际情况拟合得很好。

1.6 回归方程的回代

由二次项中心化公式代入回归方程,根据编码公式整理后得到

y=112.32-831.32x1-0.19x2+7.46x1x2+

700.55x $_{1}^{2}$ -0.01x $_{2}^{2}$

最后,得到最优试验方案为x1=0.2m/s,x2=65m/s时,试验指标y可以达到最小值,y=6.4%。通过回归正交试验设计,可直观看出各个试验因素对试验指标的影响程度和内在函数关系式,并对割刀参数的选择提供了科学依据和理论基础。

2 割刀的参数优化

2.1 功率分析

功率消耗随切割线速度、机器前进速度以及作物条件等因素而变化。切割速度过低会产生撕裂作用而增加切割阻力,切割速度过高,则因加大了空气阻力和抛送灌木的阻力而增加切割阻力。同时,会加剧割台的震动,增加了噪音,影响割台工作的可靠性。

回转式割刀所需的功率由空转功率P1和切割功率P2所组成[2]。

2.1.1 空转功率P1

根据动力学原理,割刀空转消耗的功率为

$Ρ_{1} = \frac{m v^{2} + J ω^{2}}{2} (2)$

式中 m割刀质量(kg);

ω割刀转动的角速度(rad/s);

v割刀刀端的线速度(m/s);

J转动惯量。

2.1.2 切割灌木消耗功率P2

$Ρ_{2} = \frac{v_{m} A l_{0}}{102} (3)$

式中 Vm机器的前进速度(m/s);

A割刀割副宽度(m);

l0切割每平方米灌木所需要功率(kgm/m2)。

根据式(2)和式(3)可以看出,割刀在工作过程中不仅与机器的前进速度和割刀转速有关,还与割刀的质量与割副有关。由于在加工圆盘曲线形割刀时采用的是3mm厚的材料,质量约为圆盘锯齿形割刀质量的2倍,空转时所消耗的功率也相应的增加。

为解决这一问题,可从3方面进行改进:

1) 减小割刀的厚度。可以选用2mm厚的材料进行加工。

2) 减小割刀直径。

3) 在保证割刀刚度和强度的前提下,在刀盘表面加工一些镂空图案。这样既美化了割刀外形,又可减小了割刀的质量。

2.2 割刀的有效长度

通过对切割后的割刀观察发现,割刀刃口在切割过程中并没有完全参与工作,只有AB段刀刃参与切割,如图1所示。如果可以增加刃口的有效长度,则可加强刃口的滑切作用,提高割刀工作效率和切割质量。通过对有效切割区域的测量,发现切割有效长度满足图1所示的变化规律。以O点为中心割刀高度h为半径画圆,与刃口AB交与E点,AE为割刀的有效长度Ls。由于刀刃末端B与O之间的距离较短,即m值较小,Ls≈L-h 。

如果将B点移至D点,则LFD<LEB, L′s=L-LFD>Ls,即增加刀片间距便可增加切割刃口的有效长度。

综合考虑,割刀的直径、割刀的刀片个数和两刀片之间的距离。设计直径为200mm,割刀的刀片个数为15,刀片间距为7mm的割刀。割刀的平面设计图,如图2所示。这里用2mm厚的65Mn进行加工。

3 割刀的试验验证

由于沙生灌木的生长时间的限制,对新研制的割刀进行了室内试验,试验设备及方法与前面相同。为了减少试验次数,仅对直径为200mm割刀进行试验,试验的结果如表5、图3所示。通过与前面试验数据的对比分析,新款割刀的切割效率比较高,切割后平茬断面比较光滑,毛茬高度在0～1mm之间,毛茬面积比为0～4.17%,没有灼伤出现,效果较好,可以做进一步的试验研究。

4 结论

通过室外试验,找出切割影响因素(机器前进速度和割刀工作线速度)与毛茬面积比之间的关系,建立回归方程。求出在机器前进速度为0.2m/s和转速为4 870r/min时,可得到最小的毛茬面积比为6.4%。

刀片数量的优化,刀口有效长度的确定,割刀的重新研制及试验效果表明:用等滑切角刃口曲线方程设计割刀具有科学性与可行性。

摘要：针对沙生灌木在收割过程中出现的问题,用滑切角为53°的割刀进行室外切割对比试验,统计分析试验结果并建立回归方程。通过分析、优化圆盘曲线形割刀的参数,设计了一款圆盘割刀,经试验表明切割效果显著,可为相关装备设计提供借鉴。

关键词：沙生灌木,平茬机,滑切角

参考文献

[1]赵延魁,田种贤,胡桂英.柠条林平茬更新技术[J].中国林业,2005(11):45.

[2]袁志发,周静芋.试验设计与分析[M].北京:高等教育出版社,2000.

平茬技术第6篇

关键词：柠条,端面质量,评价指标

0 引言

柠条为蝶形花亚科锦鸡儿属多年生丛生灌木, 它根系发达, 耐寒、耐旱、耐沙埋、适应性强、易成林, 是三北地区水土保持、防风固沙的重要灌木树种。柠条嫩枝叶是良好的家畜饲草, 枝条坚实, 含有蜡质和纤维, 可用做薪柴、加工纤维板、编织等, 是综合利用、发展多种经营的好原料[1,2,3]。

为了能更好地促进柠条的生长发育, 达到灌木资源的永续利用, 必须在3～5年平茬复壮1次。柠条平茬后最理想的切割端面是较为光滑的圆形或椭圆形, 平茬端面的毛口、撕裂、灼伤对次年返青有直接影响[4,5,6]。目前, 国内的理论研究对端面质量的评价还没有一个量化的标准, 为了更科学地评价切割质量好坏、评价切割器设计的优劣, 开展对柠条平茬端面质量的评价指标体系的量化研究, 有非常重要的意义。

1 研究路线

本研究分为室内试验和室外试验两部分。室内试验的目的是设定端面质量的评价指标, 通过正交试验得出影响各个指标的主要因素及因素间的最优组合, 同时为室外试验提供数据基础;室外试验的目的是通过次年柠条返青率, 验证评价指标的正确性并得出各个指标的量化标准, 结合室内试验数据, 进而推出影响柠条平茬后返青率的各切割因素的最佳范围及因素间的最优组合。本文重要阐述室内试验部分。

2 评价指标的设定

根据有关资料显示, 影响柠条次年返青的主要因素是毛口和撕裂。为了准确地描述切割端面的质量、建立评价切割端面质量的科学体系特选定以下因素作为评价指标进行研究。

1) 割茬高度 (H) :

切割后茬口端面与地面之间的距离。

2) 毛口高度 (G) :

茬口端面到毛口尖端的距离。

3) 毛口面积比例 (P) :

毛口面积与总切割端面面积的比值。

4) 阶梯型茬痕数目 (N) :

由于多次进刀在切割端面上产生的茬口, 如图1所示。

阶梯型茬痕裂痕

5) 阶梯型茬痕长度 (L) :

如果N>1, 则茬痕长度为Li (i=1, 2, ) 。

6) 阶梯型茬痕深度 (D) :

如果N>1, 则茬痕深度为Di (i=1, 2, ) 。

7) 裂痕长度 (S) :

未割断的柠条由于自重倾倒后, 在切割端面上留下断裂痕迹的长度。

8) 裂痕深度 (M) :

未割断的柠条由于自重倾倒后, 在切割端面上留下断裂痕迹的深度。

9) 灼伤面积比例 (Y) :

高速切割引起柠条局部端面过热产生灼伤, 如图2所示。其中, 灼伤面积与总切割端面的比值称为灼伤面积比例。

3 试验设备

试验样本采用和林格尔县种植的柠条, 含水率约为29%;DG-2型割灌木机, 额定功率1.2kW, 额定转速5 000r/min;圆盘锯片切割器, 直径255mm、80齿、厚度1.5mm;DT-6234P型光电自转速仪测量割刀转速;卷尺测量切割器前进距离;秒表测量切割时间。

切割试验台简图, 如图3所示。

1.锯片 2.光电测速仪 3.油门 4.发动机 5.推手 6.机架 7.导轨 8.柠条固定装置 9.柠条

4 室内实验方法

室内试验分为两部分, 其试验对象分别为一根和多根柠条。

1) 根据预试验数据用正交试验设计的方法设计安排试验[7];

2) 模拟柠条的自然生长状态, 将其插在固定的装置中;

3) 启动割灌机, 让刀盘空转;

4) 用光电转速仪测量刀盘转速直到达到试验要求转速;

5) 推动机架前进并保持匀速;

6) 从切割器接触柠条开始计时, 直到刀盘完全离开柠条结束;

7) 查看柠条切割端面质量, 记录数据;

8) 处理数据并进行分析;

9) 得出结论。

前进速度可由直径和时间近似求得, 切割速度则由转速求得[8], 计算公式为

undefined

式中 VQ切割器切割速度 (m/s) ;

R刀盘半径 (m)

n刀盘转速 (r/min) 。

5 室内试验

5.1 室内单根试验

利用L9 (34) 正交试验表设计试验并进行数据分析处理, 选取切割速度 (A) 、割灌机前进速度 (B) 、柠条直径 (C) 3个因素进行试验, 每个因素均取3个水平。因素水平如表1所示。

由于单根柠条的切割阻力很小且切割速度较大, 所以切割端面没有出现阶梯型茬痕及裂痕。经过数据分析处理得到各因素影响上述其余评价指标的趋势图, 如图4所示。

图表显示出切割速度VQ对毛口高度、毛口面积比例和灼伤面积百分比的影响都是最严重的;VJ在影响毛口高度的趋势图中折线变化的最为平缓;直径D对毛口面积比例和灼伤面积百分比的影响都最小。多年实践经验显示:毛口低、毛口面积比例较小的端面是比较理想的, 为此进行了极差分析, 并得出影响毛口高度、毛口面积比例、灼伤面积比例因素水平的最佳组合分别是:A3B2C2、A3B1C2、A2B3C3。

5.2 室内多根试验

模拟柠条生长状态, 将多根柠条插入固定装置中。根据柠条地丛径和刀盘直径的大小, 按其与切割器的相对位置分为3个研究点, 单位均为mm, 如图5所示, 即0～50、50～120、120～180 3个研究位置。

采用L9 (34) 正交试验表设计试验并进行数据分析处理, 选取柠条相对切割器静止时的位置。 (A) 、切割速度 (B) 、割灌机前进速度 (C) 、柠条直径 (D) 四个因素进行试验, 每个因素均取3个水平, 如表2所示。

经过数据处理, 得出影响各个评价指标的趋势图如图6所示。

从图6中可以看出, 柠条相对距离切割器的位置和切割速度对各个评价指标影响尤为严重, 处于相对切割器静止位置较远、切割速度较低的柠条, 切割端面的毛口较高、毛口面积比例较大、阶梯型茬痕较深。阶梯型茬痕数目、阶梯型茬痕长度和阶梯型茬痕深度的峰值确是出现在A因素和D因素的第二水平上, 这表明对多根柠条切割时, 切割阻力逐渐增大, 切割功率降低, 导致二次甚至多次进刀才能完成切割。通过对试验数据的极差分析, 得到影响评价指标毛口高度 (G) 、毛口面积比例 (P) 、阶梯型茬痕数目 (N) 、阶梯型茬痕长度 (L1、L2) 、阶梯型茬痕深度 (D1、D2) 的最优组合分别为B2A1D1C1、B3A1D1C1、A1B3D1C1、D1A1B3C3、B2A1C1D1、B3A1D1C1、B2A1C1D1。

6 结论

1) 由于室内实验条件的限制, 部分评价指标没有得出检验结果, 这部分指标的评价将在室外试验中进行研究;

2) 无论是单根试验还是多根试验都表明切割速度对评价指标的影响最为明显;

3) 从单根试验趋势图看出:灼伤面积比例大的端面, 毛口较低、毛口面积比例较小;

4) 切割柠条根数比较多时, 处于第一水平位置的柠条, 切割速度较高时, 毛口低、毛口面积比例小、阶梯型茬痕数目较少;

5) 对整株柠条平茬时, 切割器前进60mm左右时, 需要增大发动机的输出功率, 以此减少二次进刀的次数。

参考文献

[1]赵延魁, 田种贤, 胡桂英.柠条林平茬更新技术[J].中国林业, 2005 (11) :45.

[2]麻宝林.几种灌木固沙林的效益研究[J].水土保持通报, 1994, 14 (7) :22-28.

[3]黄金田.沙生灌木资源与我区林业产业[J].林业实用技术, 2005 (7) :13.

[4]恩和, 毕玉革.沙生灌木平茬工艺及切割机里的分析[J].林业机械与木工设备, 2004, 32 (8) :43-50.

[5]赵静, 钱桦, 袁湘月, 等.林木生物质收获机械发展现状[J].林业机械与木上设备, 2006 (5) :11-16.