脱毒微型马铃薯机械物理特性试验.doc

脱毒微型马铃薯机械物理特性试验摘要：对个不同品种脱毒微型马铃薯的质量、几何尺寸、密度、滚动稳定角、休止角和含水率等进行了测试并对几何尺寸等参数的分布特性进行了分析。试验测得微型薯质量分布集中在 ，平均值 ；球形度平均值；容积密度平均值 ；粒子密度平均值 ；含水率平均值（w.b）；微型薯在塑料上的滚动特性比钢板上好。关键词：马铃薯；微型薯；物理特性；试验 ， ， （ ， ， ， ）： ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， （） ： ； ； ； 马铃薯属于块茎类作物，是继小麦、水稻、玉米之后的第四大粮食作物，也是一种世界经济性作物。马铃薯在粮食、蔬菜、工业原料以及饲料生产等方面都有广泛的用途，适宜种植范围广，营养丰富均衡，产量高。我国的马铃薯种植面积和产量均居世界第一，单产水平却低于世界平均水平，与发达国家相比相差甚远。据联合国粮农组织报告，欧美发达国家的马铃薯单产为 ，而我国的马铃薯产量仅为 ，其中一个重要原因就是马铃薯的种薯问题3。目前我国马铃薯种薯主要以切块薯为主，种植机械也是以切块薯为对象进行设计与研究。随着我国马铃薯脱毒技术的快速发展，脱毒微型种薯产量、质量都有了很大的提高，脱毒微型薯是利用脱毒试管苗或由其生产的试管薯，在防虫网室或温室内采用无土栽培技术生产的微型脱毒小薯4。据不完全统计，利用脱毒技术生产的微型薯年产量达到亿粒之多58。而与微型薯相配套种植机械的研究与设计尚未见报道，且针对微型薯的物理特性研究也鲜见报道。研究通过对微型薯的几何参数、物理参数的测定，为精量（精密）播种微型薯排种和分级方法的选择与设计提供基本的试验数据。 材料与方法 供试材料以湖北凯瑞百谷农业科技发展有限公司销售量较好的个微型薯品种费乌瑞它、南中、中薯号为研究对象，购买个品种 的微型薯，在收获不久、未经催芽状态下进行试验，测定其质量、几何尺寸、密度、滚动稳定角、休止角及含水率。 测定方法 微型薯质量与尺寸的测定 依据参考文献9规定，随机取样并标号，对不同品种微型薯各测定次（其中费乌瑞它测定次）。用电子天平（精度）测定质量，物料的长、宽、厚用游标卡尺（精度 ）测得。 微型薯密度与含水率的测定 测量容积密度时，将微型薯装填入已知容积（ ）的容器内，测得容器内种薯质量后除以容器容积即得到容积密度。为得到一致的装填效果，将容器施以一定振动，多余的微型薯用薄塑料板轻轻刮除，并多次重复以减小误差10。由于微型薯体积较大且不溶于水，粒子密度的测量采用悬浮法，测得种薯的真实体积，即可得到其粒子密度。采用数显电热鼓风干燥箱进行微型薯含水率的测定，样品置 干燥箱中烘 h后盖上皿盖取出，冷却至室温称重。然后放入 干燥箱中烘 ，在干燥器中冷却至室温再称重，如此重复几次，直至恒重11。由此即可得到其湿基含水率。 微型薯滚动稳定角与休止角的测定 滚动稳定角反映物料与所接触表面的滚动摩擦特性，采用如图所示的自制斜面仪进行测定。试验时将单个微型薯放在平板上，转动手柄使平板轻轻倾斜，待微型薯刚开始滚动时，平板角度即为微型薯的滚动稳定角。自然休止角的测定采用注入法，当种薯从一定高度自由下落时会形成一个圆锥角，斜母线与水平底面的夹角即为自然休止角2。 结果与分析 测量结果依据以上测定方法，对微型薯的质量、几何尺寸、密度、滚动稳定角、自然休止角等参数进行测量，并依据测量结果计算球形度、孔隙率等参数。测量及计算结果见表表。 物理特性分析 微型薯质量及球形度分布分析 从表与图、图可以得出，同一品种微型薯质量与球形度呈近似正态分布。微型薯质量分布集中在 ，占总体的左右，质量平均值为 ；微型薯球形度分布集中在，占总体的左右，球形度平均值为。表与表的方差分析结果表明，不同品种微型薯之间质量与球形度差异极显著（）。微型薯质量、三轴尺寸和球形度主要作为其排种装置型孔形状和大小设计计算依据，应根据微型薯不同品种及同一品种集中分布规律分类设计排种型孔型式，满足微型薯精量（精密）播种要求。 微型薯密度分析 从表可以得出，微型薯容积密度平均值为 ，粒子密度平均值为 ，含水率平均值为。表与表的方差分析结果表明，不同品种微型薯之间容积密度差异显著（），粒子密度差异不显著。微型薯排种装置种子室容积和材料主要根据其容积密度、粒子密度和孔隙率进行设计。不同品种微型薯几何形状和尺寸差异显著，致使其孔隙率差异也显著，因此在种子室设计容积和选材上应综合考虑其密度和孔隙率3。 微型薯滚动稳定角分析 从表可以得出，微型薯滚动稳定角平均值在钢板上为，在片状模塑料（简称）上的平均值为，在聚丙烯塑料（简称）上的平均值为。同一品种微型薯滚动稳定角在钢板上比塑料上大，说明微型薯在塑料上的滚动特性比钢板好。表、表和表方差分析结果表明，不同品种微型薯之间在钢板上的滚动稳定角差异显著（），在和上的差异极显著（）。微型薯滚动稳定角和自然休止角是与摩擦特性有关的参数，由此主要确定排种器种子室的结构形式。试验结果表明，设计种子室时壁面与水平面的夹角应大于，壁面间的夹角应大于。 小结微型薯质量分布集中在 ，平均值为；球形度分布集中在，平均值为。不同品种微型薯之间质量与球形度差异极显著。微型薯容积密度、粒子密度、含水率平均值分别为 ， ，。不同品种微型薯之间容积密度差异显著，粒子密度差异不显著。微型薯滚动稳定角在钢板、上平均值分别为、。同一品种微型薯滚动稳定角在钢板上比塑料上大，不同品种微型薯之间在钢板上的滚动稳定角差异显著，在和上的差异极显著。微型薯基本物理特性参数是影响排种器设计和排种性能的最主要因素4。结果显示微型薯质量和体积较大，各单体之间质量和球形度差异也较大，不同品种微型薯物理特性差异明显。因此，应根据微型薯物理特性设计计算排种器各参数，满足播种要求的同时使排种器尽可能适应同一品种的大多数和不同品种的微型薯。参考文献： 裴进灵马铃薯机械化生产技术概况与发展当代农机，（）： 杨海鹰，云 庭 浅谈我国马铃薯种薯市场发育现状与发展思路中国马铃薯，（）：3 王朝海，顾 雷，白永生，等 马铃薯新品种会-2脱毒原种产量与原原种大小的相关性研究 安徽农业科学，11，39（14）：82548255，82584 刘连斌，姚 洪，于学萍，等 不同种植密度下7个脱毒马铃薯品种的产量与性状表现 农技服务，11，8（2）：1465 安颖蔚，孟令文，张 辉马铃薯脱毒及微型薯繁育技术体系的研究与应用杂粮作物，（）：6 蒲育林马铃薯微型薯活力及其调控机理研究兰州：甘肃农业大学，7 湖北省马铃薯良种繁育中心微型薯 ：/？，2011-05-138 王树才，许绮川，耿礼如，等水稻种子的种状态与流动性相关的物料特性测定华中农业大学学报（自然科学版），（）：9 张波屏精密播种机械工程北京：机械工