在保护性耕作系统中对行作物播种机附件的比较性研究.doc

毕业设计(论文)外文资料翻译学 院： 理工学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 姓 名： 尹海波 学 号： 061615131 外文出处： Soil & Tillage Research (用外文写) 98 (2008) 2734 附 件： 1.外文资料翻译译文；2.外文原文。 指导教师评语： 签名： 年 月 日附件1：外文资料翻译译文在保护性耕作系统中对行作物播种机附件的比较性研究S. Fallahi, M.H. RaoufatDepartment of Farm Machinery Engineering, College of Agriculture, Shiraz University, Shiraz, IranReceived 23 April 2007; received in revised form 28 September 2007; accepted 2 October 2007 摘要地表残留物可能会降低农作物的产量，从而限制农民种植作物。就此进行了一项研究，比较三种耕作系统，在一定数量土地上用三种类型的播种机，比较耕种完之后地下的残留物，出芽率、种子间距和播种在搀杂着上季小麦（普通小麦）秸秆的土壤对玉米的影响。耕作处理是通过单一圆盘耙，经过三个圆盘耙，并通过单一的圆盘机带动凿机耕作。用既带有普通的行走清洁系统的滚动犁刀又带有连续的组合清洁系统的纯滚动犁刀的播种机去播种玉米。除了播种深度之外耕作处理不显示任何一种有关测量变量的影响因素。播种深度对于带有三个圆盘耙的播种机有最高、最统一的要求。在没有测量变量之间的相互作用的情况下，结合观察免耕播种机模式和系统。相比犁刀系统行与行之间的清理，其是通过滚动犁刀带走少量表面残留物。在行处理系统处理的情况下，表面和地下残留物影响最高出芽率。比没有附件的播种机犁刀系统增加一定质量的肥料指标。行清洁增加一定质量的肥料指标、减少流失、精确指标。带有滚动犁刀的行清洁有最高质量的肥料指标、最低的过失率、更精确的指标；由于这种更好的秸秆清洁和高效的土地清理，可以种出更好、更统一的播种深度。关键词:保护性耕作;耕种;行清洁; 秸秆; 残留物管理1 导言保护性耕作已被定义为在播种完成之后，对土壤表面的残留物保留至少30的覆盖物一种耕作和种植系统。相比裸露的土壤侵蚀减少了至少50%(McCarthy et al., 1999).在土地表面的残留作物为土壤提供了营养素，提高了土壤有机质水平，增加土壤含水量，减少蒸发，增加渗入率（Chastinet al., 1995）。保护性耕作系统不仅减少水土流失，改善了作物生长的土壤环境，而且还能节约能源，减少农业劳动力成本（Triplett and Van Doren, 1977）。尽管保护性耕作有优势，但它也有的风险，因此限制农民使用（Wells et al.,1983; Allmaras et al., 1991）。在保护性耕作的实践中，在各种土壤和秸秆存在的不同土地上种植，普通的播种工具往往是不足够的，表面残留物减少了种植深度和均匀性，并增加了地表的种子的数量。在秸秆存在的情况下，种植深度和不规则的出芽率显现出了降低作物质量，或至少是影响产量（Mock and Erbach, 1977; Nafziger et al.1991; Ford and Hicks, 1992; Swan et al., 1994）。在保护性耕作系统中为了克服种子穴距问题，Erbach (1981)建议用带有滚动犁刀的播种机种植。滚动犁刀清理秸秆，保证种子的位置。据Raoufat and Mahmoodieh(2005)称，在保护行耕作系统下，带有滚动犁刀的播种机系统能够提高播种精确度。他指出，在有小麦秸秆的土地种植作物，和其他不完善的播种机相比，纯滚动犁刀具有更好的性能。Karll(1978)等认为，平面的波纹犁刀比缺口的犁刀清理秸秆清洁的更干净。他注意到，在多的秸秆的条件下，用直径为0.46米的滚动犁刀工作更好。其他的研究表明，滚动犁刀行清洁系统性能优于其他清洁系统。由于气候变暖，表面残留物缓慢出现并减缓玉米早期生长（Van Wijk et al., 1959; Gupta et al., 1983;Swan et al., 1996）和种有其他作物的生长，地下残留物有可能减少种子与土壤的接触（Kushwaha et al., 1986）。此外，Tourn et al.(2003)指出，相比既有带有行清洁的犁刀又有单一犁刀的行清洁的播种机，在行作物播种机的犁刀前方配备行洁净系统具有最佳的性能。本研究的目的是在播种完之后比较三种耕作系统和三行作物播种机系统所留下的大量的表面和地下残留物，出苗率（ERI）和播种深度。其中对影响免耕播种机系统的因素和植物间距有关指数进行了初步探讨。2 材料和方法位于NW Shiraz, Iran in a loamy-clay soil的Badjgah Research Station, Shiraz University，的田间试验成立于2006年夏季。实验作为一个完整的随机区组设计进行四次循环。主要的环节是在三个层次性耕作;一个圆盘耙（D），3个圆盘耙（D3），和带有凿犁圆盘耙（DC）。带有三种类型的种植系统;滑动滚动犁刀（C），行清洁（R）和行清洁的纯滚动犁刀（RC）。播种机没有带有任何被控制的系统（N）。带有秸秆的土地（灌溉小麦）。在0-0.2米的深度范围内，平均含水率为10（db）。秸秆均匀地分布在地面上。重复十次的断面测量是完成秸秆覆盖估计。上季作物覆盖率的平均百分比是整个土地的97。三个耕作处理是随机处理4个区块。每一个划分测量5米25米的大小。圆盘耙被用在一个前面带有交错偏移圆盘上。工作宽度和深度分别为2.46和0.06米。凿犁配备了弹簧弯曲柄，工作在一个2.5米宽和0.25米深的情况下。在每种情况下，每次耕作处理后，三次重复测量是估计秸秆覆盖率。混合型SC- 704玉米，1000粒重量是0.250千克，用多用途气动行作物播种机播种，出芽率是92%和每个区域含量是97%。该播种机装有了双圆盘开沟器。播种机在0.75米宽的行间距和0.10米理论种植间距(xref)。种植是行走，速度保持在7公里每小时。在每个区域种植，应用的播种机的系统是固定的，以实现所需的种植操作。该犁刀的直径为0.47米，用0.035米厚高碳钢制成，并有14的旋转量 (图1)。在这种方法下犁刀被设计，犁刀能跟随机器的方向运转避免侧力。在开沟器接触土壤之前，犁刀可以清理秸秆和渗透土壤。该行清洁系统是由两个直径为0.16米，放置在45角方向的，自由旋转齿轮组成（图2）。行清洁系统由一个枢纽点和弹簧加载环节组成，提供合适的角度。在由种植单元开始的种植区域之前该行清洁可在开沟器前工作和清理一些地里的秸秆。 图1 用在研究中的平的滚动犁刀系统 图2 用在研究中的行清洁系统由Kaspar和Erbach (1998)使用的方法适合测量地表和地下残留物。在种植测量残留在表面和距土壤表面为0.06米（地下残留物），直径为0.150米、高为0.150米的圆柱被正好用在土壤连续的区域。抽样完成于每一行的两个子样品。从行区域表面残留物被移动并且在24小时，105 度C的温度洪干，种植之后去估计表面残留物的质量。在距土壤表面0.06米取样品进行鉴定。在每行2.5米长种植大量植物之后，分别记上 5、6、7、8、10、12、14、16、18和20天。这些数据使用以下公式被用来计算出苗率 (Erbach, 1982)： ERI= （1） 其中n是出现的观察次数，EMGn在当天的观察次数，EMGn-1是在当天（n-1）次出现的观察次数，当n=1时，出苗率等于0，当n次出现的观察被实施之后，DAPn是天数。 计数终止时，要进一步计数观察。连续种植的植物之间的距离，用由Kachmanand Smith (1995)建议的国际标准(1984)测量，限定种子之间的距离。以理论间距(xref)划分成若干区域观察间距：0,0.5xref, (0.5xref, 1.5xref, (1.5xref, 2.5xref, (2.5xref,3.5xref, and (3.5xref, )。这些区域对应以下分类：（1）多，比理论距离接近上季植物，（2）单，比理论距离或单一跳跃接近或超过理论间隔;（3）单一的跳跃，无论是理论还是间距双跳;（4）双跳，及（5）更多跳过。植物间距下降第二个区域被认为是正确的间距种植。 结果和讨论3.1 免耕作业后秸秆的覆盖在分析残留物的百分比后，免耕耕作方式已在这个因素有着一定影响性。对于单一部分圆盘耙有最高的残留物平均覆盖率（见表1）。表1比较之后,测量每块田地的残留物覆盖率耕作处理 残留物覆盖率(%)单盘耙 57.75 aa三盘耙 47.83 b带有凿子耕作的单盘耙 40.67b3.2 种植操作后的地表和地下残留物在变换不一表面的数据分析和种植操作后在地下的残留物分析表明，没有明显影响因素。播种完之后，播种机处理系统对地表和地下残留物有重要的影响(P 0.01)。处理方法结合耕作和种植系统没有任何交互作用(P 0.01)。 地表和地下的耕作残留物处理方法无明显差异，如表2所示。此表还显示，在没有播种机系统（N）的情况下，和控制（N）系统相比，犁刀系统（C）保留着明显的少量的表面残留物。这是由Kushwaha et al.(1986)推出表面残留物声明的结果。相比控制（N）行清洁系统（R）的保留，有明显的少量的表面残留物，但效果不同于平的滚动犁刀（C）系统。这是一种不理想的清洁系统。表2在耕作方式和播种机系统的地表和地下残留物和附件的出现率指数的影响 参数 播种机系统 耕作系统 - D D3 DC Mean-地表残留物（kgm-2） N 0.429a 0.332abccd 0.389ab 0.383A C 0.362abc 0.257abcde 0.305abcde 0.308B R 0.305abcde 0.198cde 0.232bcde 0.245BC RC 0.237bcde 0.0.127e 0.190cde 0.185C Mean 0333A 0.228A 0.279A地下残留物（kgm-2） N 2.802a 3.386a 2.986a 3.058C C 3.192a 3.781a 2.986a 3.459A R 2.945a 3.418a 3.085a 3.149C RC 3.094a 3.600a 3.190a 3.295B Mean 3.008A 3.546A 3.167AERI(%,每天) N 15.060b 15.200b 15.006b 15.089D C 16.048ab 16.492ab 16.619a 16.386C R 18.410a 18.873a 18.219a 18.500A RC 17.711a 17.241a 17.664a 17.539B Mean 16.807A 16.951A 16.877A 根据McCarthy et al. (1999)0.0672kg.每平方米的残留物覆盖率等于30%地表残留物。最近研究发现，关于地表残留物的所有数据好于基本界限。 表2中指出，非系统（N）和行清洁（R）系统有最少的地表残留物。非播种机系统是采取有效阻止残留物进入土壤，在没有系统处理的情况下，鉴于在行清洁（R）处理情况下残留物减缓渗入土壤。就明显的原因而言，非系统（C）处理有最高的地下残留物。在类似的发现中，Kaspar and Erbach (1998)得出结论，相比水平的行滚动犁刀或交错的清洁，犁刀保留相对更多的地下残留物。一个较少的地下残留物由平的滚动犁刀（RC）相比平的滚动犁刀(C)获得。在犁刀工作之前由行清洁系统除走地表残留物。换句话说，犁刀可不强制残流物水平低的土壤上保留表面清洁后，连续运作。3.3 出芽率对出苗率指数数据的分析表明，这免耕处理并没有对种植质量造成影响。对于出苗率指数而言，在耕作模式和播种机处理两方面没有显著的相互作用.较高的表面残留物导致的土壤温度降低，从而地下残留物有可能阻止种子和土壤接触。至于在控制处理的研究中，结果显示，地表有较多残留物比有较少残留物的土地出苗率更好。在表2中我们可以看到纯滚动梨刀处理留下了较少的表面残留物。和非处理系统相比，纯滚动梨刀系统有高的出芽率。地下残渣比较少的是有纯滚动梨刀处理系统的清理装备。3.4 影响种子质量指数为了获得种子质量指数，在0.5间距-1.5间距或者是0.05-0.15米的范围内播种距离的数值是被总共的种植种子数量均分的（如表3）。该指数值越高，表明种子的种植距离适当，从而获得更好地种植效果。关于对种子质量指数的数据分析表明，耕种模式并没有对这个因素有着显著影响;而播种机种植却有着显著影响（P0.01）。在耕种模式和播种机种植模式之间没有什么相互影响。植物的耕作模式所影响种子质量指数的比较显示耕种处理间无显着差异（见表3）。然而，该指数在土壤和单传递的圆盘耙配合耕种的时候是最高的。相对于其他系统处理，非系统处理对种子质量指数的影响是最低的.原因可能是最高的表面残留物（表2）导致播种机车轮打滑。纯滚动犁刀（C）和行清洁（R）处理能够分别提高种子质量指数30%和36%。Raoufat和Mahmoodieh（2005）观察显示，和没有任何处理系统的播种机相比纯滚动梨刀处理下的这一指数高出26%。在本研究中，种子质量指数高达61，是在带有纯滚动梨刀处理的行清洁处理下观察到的。经过对种植进行系统处理（表2）和其他的相应操作的结果显示表明在低表面残留土壤种植条件下的种植质量指数有所提高。原因是播种机在较低的残渣表面覆盖的土壤环境下的正常旋转挤压齿轮。表3耕作和播种机系统对播种指数的影响参数 播种机系统 耕作处理 _ D D3 DC Mean_种植质量指数 N 27.083cd 23.813d 23.745d 24.880C C 35.305abc 25.678cd 28.810cd 29.931B R 39.445ab 28.830cd 33.320bcd 33.865B RC 44.040a 33.948abcd 41.853ab 39.947A Mean 36.468A 28.067A 31.932漏苗率（%） N 53.110a 46.938ab 46.455ab 48.834A C 46.218ab 52.368a 39.793ab 46.126A R 35.538ab 37.048ab 38.493ab 37.041B RC 42.966A 45.242A 38.873A覆盖率（%） N 34.948a 28.953a 35.343a 33.081A C 33.435a 26.738a 33.665a 31.279AB R 27.505a 24.218a 28.640a 26.788BC RC 20.798a 20.928a 23.288a 21.671C Mean 29.171A 25.209A 30.234A_3.4.1 影响漏种指数当播种的距离是（1.5间距，/）或0.15 /米时，为了获得不出芽指数的百分比，播种的数量被总共的播种数量均分。较低的不出苗率是较少的种子没有生长的一个表现以此来获得更好的种植表现。当P小于0.01时耕作处理并没有对出苗率有太大的影响，但是播种机附属处理却有着比较明显的影响。就未出苗指数而言，普通耕作和播种机附属处理并没有什么相互影响。与任何耕种处理紧密联系的未出苗的方式并没有什么显著的不同。对于倾向于处理模式的未出苗率的各种方式的比较表明清陇器和带有纯滚动梨刀的处理导致更糟糕的未出苗率因此需要一个更合理的播种距离。换言之，一排清陇器和带有纯滚动梨刀处理的方式分别对未出苗率降低了24%和23%。类似的结论是Raoufat和Matbooei（2007年）发现的，除此他们还发现了使用了清陇器处理代替没有任何处理的播种机时的未出苗率要低21%。考虑到平均保留秸秆覆盖种植后，结果显示在较低的残渣的小区域里带有较低未出苗率的播种更能让人接受。相比于没有任何处理的土壤，稳定的固定在较低种植秸秆覆盖的纯滚动梨刀处理是不太真实的，但是这并不能在一个比较中的方式下降低未出苗率（表一和表二）。原因可能是小宽度残留平原滚动梨刀处理。3.4.2 影响精确指数通过前后对照，在（0.5xref，1.5xref）范围内的距离标准差（见表3）对于每种经过处理的精密指数能够被获得。在说明由于倍数跳转的差异后，该指数是植物之间间距变化的一个措施。这个指数较低的值表示出更好的种植表现。耕作处理并没有对精密指数表现出太大的影响（P0.01)，然而播种机附件却对这个因素起到 了很大的影响。就精确指数而言，在耕作模式和播种机附件处理之间并没有什么相互的影响。在耕作模式的精确度指数上的数据方式的比较显示在各种方式之间没有什么太大的不同。然而，圆盘耙的三个传递处理导致了精确度指数处于最低值。这一发现是下降的间距变化的迹象。如表三所示，控制处理显示出了最高的精确度指数。和非附加处理相比，梨刀处理不能明显降低精确度指数。这个指数下跌6，是2005年Raoufat和Mahmoodieh报道的，纯滚动库梨刀处理代替没有任何附件的播种机。在这个研究中，和控制处理相比，一排清洁处理器要下降到19%。Raoufat和Matbooei（2007）观察发现，使用纯滚动梨刀处理要比没有任何附件的播种机的精度指标降低8。在这项研究中，和其他播种机附件处理相比，纯滚动梨刀处理显示除了最小精度指数。比较表2和3的结果显示，随着表面残留物减少，精度指数也下降，这是可取的。但值得注意的是，虽然不显着，与没有播种机附件种植地块相比，纯滚动梨刀处理完善了种子间距均匀性指标。由表3仔细观察发现，通过清洁处理器种植的播种指数有所改善。由播种机处理变为带有纯滚动梨刀处理的清洁器，播种指数接近令人满意的程度。3.5 种植深度播种深度数据分析表明，无论免耕播种模式还是播种机附件处理对这项因素都有显着影响（P0.01）。在播种深度相同的情况下，免耕播种和播种机附件处理之间并没有什么相互影响。与单圆耙相比三圆盘耙导致了更深的种子种植深度，显示出了比较小的标准偏差，说明种子均匀分布深度。原因可能是更松散的土壤能够让圆盘梨沟能够更深入更一致的开局工作。和其他种植附件处理相比，非附件和平原滚动梨刀处理能够使种子的深度较浅（表4）。和没有任何附件的处理方式相比，该行清洁处理显示出了更深的种子深度，并附着小变异。带有纯滚动梨刀处理的一排清洁器造成的最深的种子深度，显示最小变异。埃尔巴赫等认为梨刀板免耕比多残留物的土壤能够 获得更浅的种植深的和更高的变异性。同样，在本研究中，对比秸秆覆盖种植后的运作和种子深度（表2和4）表明，种子深度的数据在低低表面残留物时有所增加，但有两个例外观察。首先，尽管在普通滚动梨刀处理表面残留均明显低于没有表面残留附件（N）的地块（表2），但两者有着相似的种子深度（表4）。原因可能是纯滚动梨刀处理有比较小的残渣剩余。第二，尽管纯滚动梨刀处理和一排吸尘器处理有平等的表面残留物，纯滚动梨刀处理的图显示，种子深度显着减小（表2和4）。结论这项研究表明，单一圆盘耙和带有纯滚动梨刀处理的清洁器可以对于减少劳动成本和能源消耗和统一的种植间距建立起一套防流失系统。得出其他结论如下：1.一般来说，在所有的耕作方式中，播种机处理能够提高出苗指数比率，一排清洁器处理显示除了改善。2.带有纯滚动梨刀处理的连续清洁器可以获得最高水平的种子种植指数。 这种处理也在出苗率和精确度指数上表现出了最低的标准，就种植间距指数而言，这也是最好的播种机处理方式。3.和没有带任何附件的播种机相比，带有纯滚动梨刀处理的小宽度的残渣不能导致较低的出苗率和精确度指数，但表现出较少的表面残留物。4.虽然免耕处理并没有在耕作和播种机处理够对残留物有太大的影响，但是三圆盘耙却导致了最深的种植深度。因此，似乎在本研究中，种子的深度是受土壤松散度影响，而不是在免耕处理受到关注时，受到表面残留物的影响。文参考献1 Allmaras, R.R., Langdale, G.W., Unger, P.W., Dowdy, R.H., Van Doren, D.M., 1991. 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