穴灌播种机的设计和配套农艺技术的研究

摘要

西南丘陵山地玉米区是我国第三大玉米主产区，四川丘陵区玉米播种面积占西南丘陵山地玉米产区近1/3。播种时的干旱、播种环节多、播种效率低下是当前四川玉米生产中的重要问题，穴灌播种机是一种能够有效降低人工成本、提高劳动效率和解决干旱问题的农业机械。因此研究适用于四川丘陵区的穴灌播种机和配套农艺技术，在推动四川丘陵区玉米发展方面有重要意义。本研究通过在不同的土壤含水量下进行机械播种试验，研究了适宜穴灌播种的土壤含水量;通过不同的土壤水分含量和穴灌量的盆栽试验，研究了适宜的穴灌量;通过不同灌溉方式、耕作方式以及是否覆膜的三因素裂区试验，研究了灌溉方式对玉米的影响并筛选了穴灌条件下适宜的种植方式和耕作方式，并以此为依据设计了一种穴灌播种机。主要研究结果如下:
　　(1)穴灌播种机应在土壤含水量低于20％±1％时使用，最适宜普通机械播种的土壤含水量为20％±1％。土壤含水量为20％±1％时，玉米出苗率达到96％，比土壤含水量为16％±1％和24％±1％处理高24.68％和17.07％。土壤含水量为20％±1％有利于提高播种质量，出苗率、幼苗整齐度和穴距整齐度均为最高;土壤含水量为20％±1％处理下玉米有效穗比含水量为16％±1％和24％±1％高24.58％和15.81％，产量高26.53％和9.20％。
　　(2)在土壤水分含量为13％时，最佳穴灌量为200ml/穴;在土壤水分含量为15％时，最佳穴灌量为160ml/穴;在土壤水分含量为17％时，最佳穴灌量为140ml/穴。
　　(3)穴灌是一种高效不减产的灌溉方式。相比于常规灌溉，穴灌玉米苗期株高、叶面积和干物质下降6.57％、17.89％和3.3％，穴灌玉米苗期根长和根表面积分别提高19.09％和15.91％。这可能是穴灌条件下玉米受到轻微的干旱胁迫造成的。在生育后期，穴灌玉米各项形态指标与常规灌溉差异不显著。穴灌与常规灌溉产量差异不显著，但穴灌灌水量为4.5m3/ha，较常规灌溉节水80％，水分利用效率提高10.80％。
　　(4)在穴灌条件下，冬耕为最佳的耕作方式。冬耕处理下玉米苗期生长受到抑制，玉米苗期的茎粗、叶面积、干物质量、根长、根干重、根表面积和根体积较春耕分别下降20％、88.39％、35.15％、18.05％、41.72％、54.71％和51.56％。冬耕显著提高土壤水分含量，为玉米生长提供充足的水分，在生育后期，冬耕条件下玉米干物质和叶面积显著高于春耕处理。冬耕显著改变了玉米根系垂直分布，在灌浆期，冬耕处理0-20cm层根长占比较春耕提高6.49％，20-40cm和40-60cm层较春耕分别下降31.24％和20.19％。冬耕条件下玉米产量提高13.7％，水分利用效率增加12.3％。
　　(5)在穴灌条件下，覆膜有利于玉米增产增收。相比于不覆膜处理，覆膜显著提高了地温和土壤水分含量，玉米出苗率提高11.03％;覆膜条件下，玉米全生育期的各项形态指标均高于不覆膜处理，覆膜有利于苗期根系的生长，并对后期根系垂直分布影响显著:提高了表层根系分布量，降低了中下层根系分布量。覆膜条件下，玉米产量提高了13.2％，水分利用效率提高8.89％。
　　(6)针对四川丘陵区机械播种现状，结合田间试验数据。设计了一种集播种、穴灌、开沟施肥、镇压覆土和覆膜一体的穴灌播种机。通过穴灌量与密度计算设计播种机水箱容积为0.40m3，穴施水量设计为140-200ml，通过智能穴喷系统进行精量施水与播种。

目录

声明

摘要

1．前言

1．1研究意义

1．2研究现状

1．2．1土壤含水量对机械播种、出苗及生长发育的影响

1．2．2耕作对土壤及玉米生长发育的影响

1．2．3覆膜对土壤环境和玉米生长及产量的影响

1．2．4玉米穴灌播种技术研究进展

1．3研究切入点

2．材料与方法

2．1．4测定项目与指标

2．2适宜四川丘陵旱地不同含水量下穴灌量的筛选

2．2．1试验品种及土壤

2．2．2试验地点

2．2．3试验设计

2．2．4测定项目与指标

2．3 四川丘陵旱地穴灌条件下适宜耕作方式和种植方式的筛选

2．3．1试验地点和品种

2．3．2试验期间降雨情况

2．3．3试验设计

2．3．4测定项目与指标

2．4适宜四川地区的穴灌播种机的设计

2．4．1适宜四川地区的穴灌播种机的设计

2．5数据分析

3．结果与分析

3．1不同含水量对玉米机播质量、生长及产量的影响

3．1．1机播质量

3．1．2玉米苗期素质

3．1．3玉米拔节期形态指标

3．1．4干物质积累

3．1．5玉米产量及产量构成因素

3．2不同土壤含水量与穴灌量对玉米出苗生长的影响

3．2．1出苗率

3．2．2玉米生长

3．3不同灌溉方式及穴灌条件下耕作方式和覆膜与否对玉米生长及产量的影响

3．3．1玉米产量

3．3．2玉米穗部性状及产量构成因素

3．3．3水分利用效率

3．3．4土壤水分含量

3．3．5地温和出苗率

3．3．6玉米株高

3．3．7玉米茎粗

3．3．8玉米叶面积

3．3．9玉米干物质

3．3．10玉米苗期根干重

3．3．11玉米苗期根系形态

3．3．12玉米根干重

3．3．13玉米抽雄期根系分布

3．3．14玉米总根长

3．3．15玉米根长占比

3．3．16玉米总根表面积

3．3．17玉米根表面积占比

3．3．18玉米总根体积

3．3．19根体积占比

3．4适宜四川地区的穴灌播种机的设计

3．4．1播种机整机设计及工作原理

3．4．2关键部位的构成及工作原理

4．讨论

4．1适宜四川丘陵旱地玉米机械播种的土壤底墒

4．2适宜不同含水量条件下穴灌量的确立

4．3灌溉方式对玉米生长和产量的影响

4．4穴灌条件下，冬耕和覆膜的增产机理

4．5智能穴灌覆膜播种机的创新之处

5．结论

参考文献

致谢

作者简历