水稻田间育秧水肥药变量喷灌装置设计与试验

• Published in: 农业工程学报 Vol. 40; no. 13; pp. 1 - 14
• Main Authors: 刘赛赛, 马旭, 王宇唯, 王曦成, 齐龙, 秦亦娟, 陈嘉盈
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 华南农业大学工程学院,广州 510642 01.07.2024; 农业农村部南京农业机械化研究所,南京 210014%华南农业大学工程学院,广州 510642; 新疆农业大学机电工程学院,乌鲁木齐,830052%华南农业大学工程学院,广州 510642
• Subjects: variable rate irrigation; large-scale sprinkler irrigation machine; 变量喷灌; 水稻; rice; 大型喷灌机; paddy field seedling; 田间育秧; 秧苗质量; 灌溉; irrigation; seedling quality; water,fertilizer and pesticide management; 水肥药管理
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202402108

S277.9+4; 为解决南方水稻工厂化田间育秧水肥药人工管理作业中存在的灌溉均匀性差、化肥和农药浪费以及劳动强度大等问题,该研究设计了一种水稻田间育秧水肥药变量喷灌装置,阐述了水肥药变量喷灌装置总体结构和工作原理,进行了关键部件设计与试验;以可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)为控制核心,构建了注肥量在线调控及整机变量喷灌控制系统.采用Box-Behnken试验设计方法,对装置喷灌均匀性与主要影响因素进行试验研究,应用单目标优化方法对喷灌关键参数进行优化,并通过验证试验,得到最优参数组合为:干管入口水压0.20 MPa、球阀开度90°、喷头喷角80°,此时装置的喷灌均匀性为92.69％;构建了氯化钾肥液质量浓度与电导率(electrical conductance,EC)值的线性模型,开展了装置变量灌溉施肥性能试验,3种喷灌等级下各作业区的肥液EC值分别为1.65、1.66和1.68 mS/cm,平均喷灌强度分别为900.85、1 092.04和1 263.67 mm/h,施肥均匀系数分别为85.21％、87.86％和91.62％.采用水肥药变量喷灌装置开展水稻育秧田间管理试验,华航51常规稻和广8优165杂交稻的秧苗长势均匀度均高于95％,成毯性良好,各项素质指标满足机插作业要求.所设计的水肥药变量喷灌装置能够满足水稻田间育秧水肥药变量喷灌作业要求,对提高水稻工厂化田间育秧机械化水平、保证秧苗质量具有实际应用价值.