计算机模拟在玉米秸秆切碎刀研究中的应用

秸秆制浆可行性研究报告秸秆是指水稻、小麦、玉米等作物收割后余下的植物秸秆，是农作物的副产品。

由于秸秆数量庞大、造成污染和浪费资源的问题日益突出，对秸秆进行综合利用是当前亟待解决的问题。

其中，秸秆制浆是一种将秸秆作为原料，通过一系列的工艺流程将其转化为浆料的技术。

本研究旨在探讨秸秆制浆的可行性，并对其技术、经济、环境等方面进行深入分析。

二、秸秆制浆技术概述秸秆制浆技术是一种将秸秆进行化学处理和物理操作，最终得到浆料的过程。

主要包括秸秆的预处理、化学浆化、机械碎解、浆料的提取等步骤。

其中，化学浆化是将秸秆中的纤维素和木质素等成分进行有效分离的关键步骤，而机械碎解则是将化学浆化后的秸秆进行细化处理，使之成为可用于造纸和纤维板行业的浆料。

秸秆制浆技术的优势在于可以有效利用农作物秸秆资源，减少对木材资源的依赖，降低浆料生产的成本，同时还能减少农作物秸秆的露天焚烧和堆放，从而减轻环境污染和资源浪费问题。

然而，秸秆制浆技术也存在着一系列的挑战，包括原料收集和储存问题、化学浆化及机械碎解工艺的改进等。

三、秸秆制浆技术的发展现状近年来，国内外对于秸秆制浆技术的研究逐渐受到关注。

在国内，各地农村秸秆资源丰富，但对其的综合利用程度较低。

然而，一些省份开始尝试利用秸秆制浆技术，例如湖北省、湖南省等地建设了秸秆制浆厂，示范出了一定的经济效益。

同时，国外一些发达国家也在秸秆制浆技术上进行了大量的研究及应用，如加拿大、澳大利亚等。

秸秆制浆技术的发展现状虽取得了一定的进展，但在工艺技术、设备技术、市场推广等方面依然存在较大挑战。

本研究将从技术、经济、环境等方面对秸秆制浆技术的可行性进行深入分析。

四、秸秆制浆技术的技术可行性分析1. 秸秆原料的可获得性秸秆是一种易于获得的农作物副产品，其资源分布广泛、数量庞大，是农作物的生产副产品。

因此，秸秆原料的可获得性是秸秆制浆技术的一个重要优势。

在我国，农村地区的秸秆积累较为严重，大量秸秆无法得到有效利用，造成了资源浪费和环境污染。

辽宁农业科学㊀2021(2):18~22Liaoning Agricultural Sciences文章编号:1002-1728(2021)02-0018-05㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀doi:10.3969/j.issn.1002-1728.2021.02.004基于文献计量的我国农作物秸秆综合利用研究态势分析∗张志娟,周腰华(辽宁省农业科学院,辽宁沈阳㊀110161)摘要:为全面把握我国农作物秸秆综合利用相关领域的研究动态,以文献计量学方法为基础,以CNKI期刊数据库收录的2019年以前的中文核心期刊论文为研究对象,借助Excel㊁VOSviewer等工具,从发文量㊁主要研究机构㊁作者㊁期刊㊁被引频次等方面对农作物秸秆综合利用相关文献进行分析㊂结果表明:我国农作物秸秆综合利用的研究整体呈现增长趋势,近年来,相关发文量增长缓慢,研究趋于稳定;玉米和水稻的秸秆利用是其研究热点;各类科研项目基金对秸秆综合利用研究支持力度较大,受到国家高度重视㊂关键词:秸秆;利用;文献计量;CNKI中图分类号:G353.1;S38文献标识码:B㊀㊀农作物秸秆是宝贵的生物质资源㊂随着我国农业生产水平的不断提高,粮食产量逐年递增,秸秆产生量也随之增加[1]㊂近年来随着农村劳动力的城镇化转移,农业能源消费结构发生改变,加上秸秆回收利用成本偏高,市场化和产业化水平偏低,各地区出现了季节性和结构性的秸秆过剩问题,由此引发的粮食主产区违规焚烧秸秆现象屡禁不止,不仅浪费了农业生产资源,威胁交通运输安全,对生态环境污染也有着重要影响[2~4],对城乡生态环境和居民身心健康都带来严重威胁㊂秸秆综合利用是形势所迫也是大势所趋㊂目前,我国秸秆综合利用方式可总结为 五料化 ,即秸秆肥料化㊁饲料化㊁燃料化㊁基料化㊁原料化㊂截至2017年底,全国秸秆综合利用率达83.68%,其中肥料化56.53%㊁饲料化23.24%㊁燃料化15.19%㊁基料化2.32%㊁原料化2.72%,形成以农用为主,农用中以肥料化和饲料化为主的利用格局[5~6]㊂农业农村部提出,力争2020年全国秸秆综合利用率达到85%以上;东北地区秸秆综合利用率达到80%以上,50%重点县市秸秆综合利用率稳定在90%以上;露天焚烧现象显著减少;力争到2030年,全国建立完善的秸秆收储运用体系,形成布局合理㊁多元利用的秸秆综合利用产业化格局,基本实现全量利用[5]㊂本文通过统计秸秆利用相关文献,对年代分布㊁作者㊁机构㊁主要学科㊁研究热点等对象进行分析,探讨我国对农作物秸秆综合利用问题的研究趋势,为促进秸秆综合利用研究提供参考,以期达到改善生态环境,提高秸秆资源利用率的目的㊂1　数据源及分析方法中国知网(CNKI)是国内资源最丰富㊁用户量最大的中文数据库,本文选择CNKI期刊数据库作为数据源㊂为了确保论文质量,限定为核心期刊㊂年限为1992年1月1日至2019年12月31日,检索日期为2020年6月11日㊂检索方法采用高级检索,检索项选择 主题 ,根据秸秆综合利用的研究热点选取 秸秆利用 ㊁ 秸秆肥料 ㊁ 秸秆还田 ㊁ 秸秆饲料 ㊁ 秸秆能源 ㊁ 秸秆基料 ㊁ 秸秆原料 作为检索词,通过构建检索式并对检索结果中不相关的文献进行剔除,共获得相∗收稿日期:2020-12-29基金项目:辽宁省社会科学规划基金项目(L19BJY050)作者简介:张志娟(1983-),女,硕士,助理研究员,研究方向为信息服务与科学计量研究㊂通讯作者:周腰华(1979-),男,博士,副研究员,研究方向为农业经济理论与政策㊂第2期㊀㊀㊀㊀㊀㊀张志娟等:基于文献计量的我国农作物秸秆综合利用研究态势分析关中文核心期刊论文6759篇㊂利用Excel2010对检索到的秸秆综合利用领域的相关文献从发文数量㊁研究机构㊁主要作者㊁载文期刊㊁相关学科等进行文献计量分析㊂并借助VOSviewer可视化软件对来源文献的关键词进行热点分析㊂2㊀结果与分析2.1㊀论文产出分析由图1可以看出我国关于秸秆综合利用的研究的发文较多,整体呈现增长的趋势,尤其从2006年之后增长趋势明显㊁速度较快㊂2016年发文533篇达到高峰,之后略有下降,2010年以来发文量保持在400篇以上,整体趋于平稳㊂2.2㊀主要研究机构关于秸秆综合利用研究领域发文量前10的机构如表1所示㊂其中包含8所高校和2家科研院所,可以看出在秸秆综合利用研究领域高校所占比例较高㊂排名前10的机构共发表论文2093篇,占总量的30.97%㊂发文量居前3的机构分别是中国农业大学(388篇)㊁西北农林科技大学(301篇)和南京农业大学(266篇),说明这三家机构在我国秸秆综合利用研究领域有较高的竞争力,贡献比较突出㊂图1㊀年度发文量分布情况表1㊀秸秆综合利用研究领域发文量前10的研究机构序号机构名称发文量(篇)1中国农业大学3882西北农林科技大学3013南京农业大学2664沈阳农业大学1885中国农业科学院农业资源与农业区划研究所1776甘肃农业大学1767东北农业大学1718河南农业大学1519中国科学院南京土壤研究所14310华中农业大学132 2.3㊀作者分析从表2可以看出,我国农作物秸秆综合利用研究领域中文文献发文量排名前10的作者共发文290篇,占总发文量的4.29%㊂其中,中文文献发文量排名前4位的作者发文量均超30篇,分别是赵立欣㊁陈阜㊁孟海波㊁鲁剑巍,发文量分别为44篇㊁36篇㊁32篇㊁31篇,4位作者分别来自中国农业部规划设计研究院㊁中国农业大学和华中农业大学㊂表2㊀秸秆综合利用研究领域发文量前10的作者序号作者所在机构发文量(篇) 1赵立欣中国农业部规划设计研究院442陈阜中国农业大学363孟海波中国农业部规划设计研究院324鲁剑巍华中农业大学315宁堂原山东农业大学266姚宗路中国农业部规划设计研究院257常志州江苏省农业科学院农业资源与环境研究所258卞新民南京农业大学249田宜水中国农业部规划设计研究院2410许菁山东农业大学23 2.4㊀期刊分布情况由表3可以看出,发文量前10位的期刊共发表论文1526篇,占发文量的22.58%㊂其中‘农业工程学报“发文量最多,共311篇,‘农机化研㊃91㊃辽宁农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2021年究“与‘黑龙江畜牧兽医“发文197篇和141篇分列2㊁3位㊂说明农作物秸秆综合利用研究领域发文比较集中,相关研究人员可以在以上期刊有针对性的查阅文献和投稿㊂表3㊀秸秆综合利用研究领域发文量前10的期刊序号期刊/文献来源发文量(篇)1农业工程学报3112农机化研究1973黑龙江畜牧兽医1414安徽农业科学1375农业环境科学学报1276土壤通报1267中国饲料1258植物营养与肥料学报1229可再生能源12110江苏农业科学119 2.5㊀学科分析由图2可以看出,涉及农业资源与环境的秸秆综合利用的文献最多有1909篇,占全部论文数的28.24%;其次是作物1522篇,占全部论文数的22.52%;畜牧1142篇,占全部论文数的16.90%;农业经济㊁环境科学㊁农业工程均超过300篇,占比也较高㊂从文献研究涉及的学科类别可以看出,农业资源与环境㊁农作㊁畜牧㊁农业经济㊁环境科学等均是其研究重点㊂图2㊀学科分布情况2.6㊀主题分析本文以秸秆综合利用研究领域ȡ50次的高频关键词进行抽取,并借助VOSviewer构建中文高频关键词共现知识图谱和热点图(见图3㊁图4)㊂其中,节点的大小和亮度代表主题词的词频,可表示主题词的重要性和热度;节点之间连线的粗细代表主题词之间的共现频次,可以表示主题词之间关系的密切程度㊂从作物种类角度抽取高频词,其中主要作物有:水稻(181次)㊁玉米(235次)㊁冬小麦(147次)㊁小麦(134次)㊂研究热点词集中在秸秆还田(1159次)㊁秸秆(685次)㊁产量(511次)㊂从共现频次来看,共现频次较高的有: 产量 与 秸秆还田 共现178次㊁ 水分利用效率 与 产量 共现91次㊁ 水稻 与 秸秆还田 共现80次㊁ 玉米 与 秸秆还田 共现81次㊁ 水稻 与 产量 共现64次㊁ 冬小麦 与 产量 共现51次㊁ 土壤酶活性 与 秸秆还田 共现47次㊂说明秸秆综合利用研究主要集中在玉米㊁水稻㊁小麦等农作物的秸秆利用上;秸秆肥料化㊁燃料化㊁饲料化是其主要利用方式;秸秆不同处理方式对产量和作物水分利用效率的影响及秸秆还田与土壤养分间的关系是其研究重点㊂2.7㊀基金项目资助情况6759篇中文核心期刊论文中共有3734篇得到基金立项支持,基金支持率达到55.24%㊂排名前5的基金分别是国家自然科学基金(1242篇)㊁国家科技支撑计划(943篇)㊁国家重点基础研究发展规划(973计划)(215篇)㊁国家高技术研究发展计划(863计划)(190篇)㊁中国科学院知识创新工程项目(137篇)㊂对涉及的基金进行分类汇总,其中国家级基金课题共有10种,省级基金课题20种,其他级别基金课题9种㊂每一级课题资助发表的论文数量如图5所示,国家级课题资助发表论文2932篇,占比达79%,占有绝对优势;省级课题资助发表论文451篇,占比12%;其他类别课题资助发表论文351篇,占比9%㊂通过统计秸秆综合利用研究领域的基金支持情况可以看出,该领域研究资金来源比较广泛,受到国家的高度重视㊂秸秆综合利用研究省级基金课题发文量较高的省份有吉林省60篇㊁河南省58篇㊁山东省44篇㊁江苏省44篇㊁黑龙江省39篇㊁陕西省37篇㊁甘肃省23篇,可以看出这几个省份对秸秆综合利用领域的研究比较关注和重视㊂㊃02㊃第2期㊀㊀㊀㊀㊀㊀张志娟等:基于文献计量的我国农作物秸秆综合利用研究态势分析图3㊀中文高频关键词共现知识图谱(词频ȡ50,共现>1)图4㊀秸秆综合利用领域中文文献热点密度视图图5㊀各级基金课题发表论文数量统计3㊀结论以中国知网(CNKI)中秸秆综合利用研究领域2019年及以前发表的中文核心期刊论文为基础,利用文献计量分析方法,综合分析了该领域的研究现状,探讨了该领域的研究热点和重点,得到的主要结论有:3.1㊀从长期来看,我国秸秆综合利用的研究整体呈现上升趋势,发展态势良好,近年来相关发文量保持在400篇以上,研究趋于稳定㊂3.2㊀中国农业大学㊁西北农林科技大学和南京农业大学三家机构在该领域文献产出量最大㊂该领域核心作者主要来自中国农业部规划设计研究院㊁中国农业大学㊁华中农业大学等几家机构㊂3.3㊀‘农业工程学报“㊁‘农机化研究“与‘黑龙江畜牧兽医“是发表秸秆综合利用相关文章最多㊃12㊃辽宁农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2021年的期刊㊂3.4㊀从文献研究涉及的学科类别可以看出,我国农作物秸秆综合利用的研究重点主要在农业资源与环境㊁作物㊁畜牧㊁农业经济㊁环境科学等学科㊂3.5㊀秸秆综合利用研究热点非常广泛,针对肥料化㊁饲料化方面的研究比较多㊂研究热点主要集中在玉米和水稻的秸秆利用上;秸秆还田和水分利用效率对产量的影响及秸秆还田与土壤养分间的关系是其研究重点㊂3.6㊀各类科研项目基金对秸秆综合利用领域的研究的支持力度较大,重点集中于国家自然科学基金㊁国家科技支撑计划㊁国家重点基础研究发展规划(973计划)㊁国家高技术研究发展计划(863计划)㊁国家科技攻关计划等国家级基金㊂吉林省㊁河南省㊁山东省㊁江苏省㊁黑龙江省㊁陕西省㊁甘肃省等几个省份对秸秆综合利用领域的研究比较关注和重视㊂参考文献:[1]㊀石祖梁,王飞,王久臣,等.我国农作物秸秆资源利用特征㊁技术模式及发展建议[J].中国农业科技导报,2019,21(5):8~16.[2]㊀郑古蕊.辽宁省秸秆综合利用问题研究[J].农业经济,2020(4):112~113.[3]㊀都华,章雅馨,张学勇,等.基于文献计量法分析中国秸秆利用研究现状及发展[J].辽宁大学学报(自然科学版), 2017,44(2):162~170.[4]㊀于秋竹,孙国徽.我国农作物秸秆资源量变化的研究[J].现代化农业,2018(9):13~15.[5]㊀王浩.2020年全国秸秆综合利用率将达到85%以上[N].人民日报,2018-11-10.[6]㊀陈玉华,田富洋,闫银发,等.农作物秸秆综合利用的现状㊁存在问题及发展建议[J].中国农机化学报,2018,39(2): 67~73.Analysis of Research Situation of Comprehensive Utilization ofStraws in China Based on BibliometricZHANG Zhi-juan,ZHOU Yao-hua(Liaoning Academy of Agricultural Sciences,Shenyang,Liaoning㊀110161) Abstract:In order to fully grasp the research trends in the relevant fields of comprehensive utilization of straw in my country,based on bibliometrics methods,the research objects of Chinese core journals before2019in-cluded in the CNKI journal database,with the help of Excel,VOSviewer and other tools,the literature on comprehensive utilization of straw is analyzed in terms of the number of articles,main research institutions, authors,journals,and frequency of citations.The results show that the research on comprehensive utilization of straw in my country has shown an overall increasing trend.In recent years,the amount of related publica-tions has increased slowly,and the research has stabilized;straw utilization of corn and rice is its research hotspot;various scientific research project funds support research on comprehensive utilization of straw Large and highly valued by the state.Key words:Straw;Utilization;Bibliometrics;CNKI㊃22㊃。

小型玉米收获机的设计与试验孙兆柱,杨永发,祁禹衡,王园园,王盼盼(西南林业大学机械与交通学院,昆明㊀650224)摘㊀要:针对云南地区地形特点㊁玉米种植模式及玉米品种,根据现有玉米收获技术设计了小型玉米收获机,阐述了整机㊁传动系统㊁摘穗装置㊁剥皮装置㊁切碎还田装置的设计及特点㊂对整机部件进行合理配置,使整机的设计结构紧凑;摘穗辊采用金属与橡胶两种材料结合的方式,能够有效降低摘穗过程中玉米果穗的损伤率;对剥皮装置进行设计及优化改进,有效提高了玉米苞叶剥净率,降低了玉米果穗的损伤率及玉米籽粒破碎率㊂田间试验表明:机具作业状态符合玉米收获机行业标准,平均损失率为3.5%,苞叶剥净率为88.6%,籽粒破碎率ɤ1%,回转式切碎装置对玉米秸秆的切碎效果较好,可为云南地区的玉米收获机械化发展提供借鉴㊂关键词:玉米收获机;摘穗辊;剥皮装置;云南地区中图分类号:S225.5+1㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A文章编号:1003-188X(2021)06-0084-050㊀引言玉米是我国的第一大粮食作物,在食品加工㊁饲料制造和工业中具有重要意义[1]㊂云南省是我国西南玉米区的主要种植省份之一,2017年全省玉米播种面积176万hm2,总产量912.9万t,是云南省种植面积最大的粮食作物㊂由于云南玉米生产80%分布在山区㊁半山区坡地,坡度多在10ʎ以上,有的甚至超过25ʎ,难以实现大型机械化作业,所以目前全省玉米生产仍然处于人工作业的传统农业状态[2-3]㊂云南气候多样,四季均可种植玉米,形成了四大玉米生态区㊂其玉米品种及种植模式丰富,多实行农作物套种模式㊂套种农作物成熟时间不一致,不同地区没有统一的行距株距,造成农艺与农机不匹配㊂2014年,全省玉米机播㊁机收面积不足5%,玉米生产全过程机械化程度远低于全国平均水平[4]㊂近年来,我国玉米收获机械的研究与推广得到了快速发展,尤其是北方玉米区大型机械化作业玉米收获机已逐渐普及,机械存在的问题也在不断地被解决㊂但是,国内市场还没有研发出成熟可靠的㊁适应云南丘陵玉米区玉米种植和收获特点的先进玉米收收稿日期:2019-11-05基金项目:云南省科技计划项目(2018DC017)作者简介:孙兆柱(1995-),男,山东莱芜人,硕士研究生,(E-mail) sunzhaozhu1995@㊂通讯作者:杨永发(1965-),男,云南保山人,副教授/高级工程师,硕士生导师,(E-mail)yyfkm@㊂获机机型,引进的部分小型玉米收获机在使用过程中出现了玉米籽粒破碎率高㊁工作可靠性差㊁易出现故障及机器输送不平稳等问题㊂同时,这些玉米收获机只完成玉米的摘穗工作,对于玉米的剥皮还需要人工或单独使用剥皮机械来完成㊂针对以上情况,亟需研究一种能够适应云南玉米区且能够集玉米的摘穗㊁输送㊁分离㊁剥皮及茎秆切碎还田于一体的小型玉米收获机,以满足云南丘陵玉米区收获需求㊂1㊀整机设计及工作原理整机主要由摘穗装置㊁剥皮装置㊁拖拉机操纵杆㊁支架㊁集果箱㊁辅助支撑轮㊁发动机㊁机架及切碎还田装置组成,如图1所示㊂该机型可一次性实现玉米摘穗㊁输送㊁分离㊁剥皮㊁收集及秸秆粉碎还田的全过程作业㊂1.摘穗装置㊀2.剥皮装置㊀3.拖拉机操纵杆㊀4.支架㊀5.集果箱6.辅助支撑轮㊀7.发动机㊀8.机架㊀9.切碎还田装置图1㊀小型玉米收获机整体结构Fig.1㊀The overall structure of small corn harvester玉米摘穗装置采用不同材料的摘穗辊设计,摘下的玉米果穗在输送链的作用下向上输送至后部剥皮装置内;剥皮装置设置在发动机上部,集果箱分置在剥皮装置尾部两侧,在玉米摘穗装置下方设计有秸秆粉碎还田装置,在机架后端设计有辅助支撑轮,起到辅助及辅助转向作用㊂工作原理为:启动发动机,机器向前行走,玉米摘穗装置上的拨禾链将玉米茎秆收拢引入摘穗辊中;摘穗辊的摘穗段将玉米果穗摘下,输送链将玉米果穗运至后部剥皮装置内;玉米果穗在两对剥皮辊的作用下将玉米苞叶剥离,而后进入集果箱内,剥下的玉米苞叶从剥皮装置底部排出;玉米秸秆进入摘穗装置后,在摘穗辊强拉段的拉力下,将玉米秸秆向下强拉,摘穗装置下部的切碎还田装置将玉米秸秆切碎还田㊂整机主要技术参数如表1所示㊂表1㊀主要技术要求Table1㊀Main technical requirements项目单位参数外形尺寸(长ˑ宽ˑ高)mm2400ˑ860ˑ1200结构质量kg410工作行数行1最小离地间隙mm120理论工作速度km/h2~4作业小时生产率hm2/h0.30~0.55切碎刀中心距mm70摘穗辊形式卧式剥皮辊形式槽式切碎还田机构形式回转式2㊀传动系统整机传动系统的设计应达到消耗功率小及动力分配合理的要求,使整机的设计结构紧凑㊁安全可靠㊁运行稳定,达到设计的作业要求㊂设计选择动力为8.8kW㊁转速为2400r/min的柴油发动机,考虑到云南地区土地陡峭的作业地貌环境,根据各装置的作业功率和位置结构,发动机位于整机中间位置,以提高整机的工作稳定性㊂发动机输出动力通过带轮传递到变速箱,通过变速箱变速后传递到前部的摘穗装置齿轮箱,再由摘穗装置传动到剥皮装置㊂整机传动简图如图2所示㊂1.发动机㊀2.剥皮装置㊀3.压送装置㊀4.切碎还田装置5.摘穗装置㊀6.减速箱图2㊀小型玉米收获机整机传动简图Fig.2㊀Transmission diagram of small corn harvester3㊀关键部件设计3.1㊀摘穗辊设计在云南玉米种植区,因其地处云贵高原,玉米的品种和长势较平原地区有所不同,其果穗长度和果径也相对较小一些,品种多样,含水率及采收条件各不相同,所以对摘穗辊的摘穗段进行优化设计㊂3.1.1㊀摘穗辊装置的选择当前摘穗装置主要有纵卧辊摘穗㊁立棍摘穗和横卧辊摘穗3种摘穗方式㊂根据收割时玉米秸秆的站立形态,选择纵卧辊摘穗方式㊂为减少摘穗时的玉米果穗尾部籽粒的破碎率,采用摘穗板与摘穗辊相配合的作业方式㊂3.1.2㊀摘穗辊的设计根据云南地区玉米的生物特性,对摘穗辊的结构进行重新设计㊂1)摘穗辊的材料与表面结构㊂当前,最常使用的摘穗辊材料为铸钢或灰铸铁HT200㊂在使用过程中摘穗段对玉米果穗籽粒的损伤较大,故将摘穗辊的摘穗段设计为高强度橡胶材料,摘穗辊引入段及强拉段使用铸钢,摘穗段采用高强度橡胶与摘穗板配合工作,可以有效地减小摘穗过程中对玉米的损伤率㊂摘穗辊结构图如图3所示㊂1.引入段㊀2.摘穗段㊀3.强拉段图3㊀摘穗辊结构图Fig.3㊀Structure drawing of ear picking roller图3中,玉米摘穗辊引入段选择螺旋方式;中间摘穗段为凸起的橡胶块结构,有利于增大摩擦力,方便摘取玉米果穗;强拉段为凸起直棱㊂2)摘穗辊直径及长度的确定㊂根据抓取茎秆而不抓取玉米果穗的条件,来确定摘穗辊直径D㊂由公式[5]可知d g-δ1-11+μ2g ȡDȡd j-δ1-11+μj2(1)式中㊀D 摘穗辊直径(mm);㊀d g 玉米果穗直径(mm);㊀D j 玉米秸秆直径(mm);㊀h 两摘穗辊间隙(mm);㊀μg 摘穗辊对果穗抓取系数;㊀μj 摘穗辊对秸秆的抓取系数㊂由式(1)可得(3~5.5)(d g-h)ȡDȡ(3~5.5)(d j-h)(2)分别将h=(0~0.5)㊁d g=50mm㊁d j=23mm,μg=μj =0.7~1.1带入式(2)中,得90mmȡDȡ70mm㊂综合不同条件,最终确定D=70mm,摘穗辊长度L=700mm㊂3.2㊀剥皮装置设计3.2.1㊀剥皮辊的设计及工作原理根据整机外形㊁物流方向及结构设计等特点,剥皮装置设计在发动机上部㊁整机后部位置,选择2对4根剥皮辊,采用金属辊与橡胶辊槽型配合的组合方式㊂橡胶辊为大小均匀的方形橡胶颗粒,金属辊外表焊接有螺旋钢筋㊁直钢筋和金属凸点㊂剥皮辊结构如图4所示,剥皮辊工作时与玉米果穗之间的位置关系如图5所示㊂3.2.2㊀剥皮辊直径及长度的确定剥皮辊直径的确定原则:不抓取㊁不挤压果穗,并且能够使玉米苞叶顺利剥除[6-7]㊂工作时,玉米果穗与两剥皮辊之间的受力关系如图6所示㊂由图6所示受力关系可得f1+f2()cosα=N1+N2()sinα(3)其中,N1=T1,N2=T2,f1=μ1N1,f2=μ2N2㊂当μ1=μ2=μ(μ为定值)时,可得μN1+N2()cosα=N1+N2()sinα(4)即tanα=μ式中㊀N1㊁N2 剥皮辊对玉米果穗的支持力;㊀f1㊁f2 玉米果穗分别与剥皮辊的摩擦力;㊀R 剥皮辊直径;㊀r 玉米果穗半径;㊀T1㊁T2 玉米果穗作用于剥皮辊的力㊂cosα=R R+r=D D+d(5)式中㊀D 剥皮辊直径(mm);㊀d 玉米果穗最小直径(mm)㊂即D=cosα1-cosαd(6)在曲靖市麒麟区越州镇陈官营村测得玉米果穗平均直径为55mm,取剥皮辊抓取角为11ʎ~17ʎ,带入公式(6)得D=70mm㊂根据现有设计资料特点及计算,选定剥皮辊长度为700mm㊂1.剥皮辊筒㊀2.焊接直钢筋㊀3.螺旋钢筋4.金属凸点㊀5.方形橡胶颗粒图4㊀剥皮辊结构图Fig.4㊀Structure drawing of peeling roller1.玉米果穗㊀2.金属辊㊀3.橡胶辊图5㊀剥皮辊与玉米果穗位置关系图Fig.5㊀Relationship diagram between peeling roller and ear position of corn图6㊀工作时玉米果穗与两剥皮辊之间的受力关系图Fig.6㊀The stress relation diagram between corn ear and㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀two peeling rollers when working3.2.3㊀剥皮辊轴向倾角θ的确定剥皮辊的轴向倾角θ直接影响多玉米果穗的剥净率和生产率㊂玉米果穗的受力情况如图7所示㊂图7中,θ减小时,将会降低玉米苞叶的剥净率;θ增大时,不利于玉米果穗的喂入和通过,也影响了整个剥皮装置的设计位置㊂通过借鉴已有机型的经验,最终确定剥皮辊轴向倾角θ=12ʎ㊂图7㊀玉米果穗受力Fig.7㊀Stress on ear of corn3.3㊀切碎还田装置的选择改进云南地区红色土壤粘性较大,秸秆的粉碎程度直接影响了下一季作物的种植和土壤的透气保墒能力㊂加上云南玉米种植模式㊁种植特点及玉米品种多样,在秸秆粉碎还田方面存在较多不确定因素㊂选用甩刀式切碎装置进行试验时,对秸秆的粉碎效果较差,切碎的玉米秸秆长短不一,存留长度大于100mm的超过50%,最终根据现有技术选择由切碎滚筒㊁动刀㊁定刀组成的回转式切碎装置㊂4㊀田间试验4.1㊀试验条件试验日期为2019年10月11日,地点选择在云南省曲靖市麒麟区越州镇陈官营村,采集相关数据进行分析㊂玉米品种为云瑞668,长势情况如图8所示㊂图8㊀云瑞688玉米长势图Fig.8㊀Yunrui688corn growth chart玉米植株生长情况如表2所示㊂表2㊀玉米植株相关数据Table2㊀Corn plant data项目单位平均值垄距mm700株距mm400植株自然高度mm2675结穗高度mm1015根部直径mm22结穗部位茎部直径mm20果穗长度mm203果穗直径mm55籽粒含水率%30%4.2㊀试验方案采用正交试验法,确定4个影响剥皮效果的主要因素为剥皮辊转速㊁压送器转速㊁剥皮辊和压送器的间距㊁剥皮辊倾角㊂表3为正交试验方案表㊂表3㊀正交试验方案表Table3㊀Orthogonal test scheme table试验号剥皮辊转速/rad㊃min-1压送器转速/rad㊃min-1剥皮辊与压送器距离/mm剥皮辊倾角/(ʎ)空白列14001203515 24001202011 3400602515 4400602011 53501503515 63501202511 7350603517 83501502515 9300902011 103009035134.3㊀试验结果田间试验数据分析表明:小型玉米收获机符合设计要求,平均损失率3.5%,剥皮装置对玉米果穗苞叶的平均剥净率为88.6%,籽粒破碎率为ɤ1%㊂试验结果如表4所示㊂表4㊀试验结果Table4㊀The test results项目生产率/hm2㊃h-1总损失率/%籽粒破碎率/%果穗含杂率/%苞叶剥净率/%茎秆切碎合格率/%标准要求ȡ0.4ɤ4ɤ1ɤ1.5ȡ85ȡ85试验结果试验10.45 3.50.8 1.258990试验20.42 3.80.7 1.099088试验30.47 3.20.9 1.178792结论合格合格合格合格合格合格5㊀结论1)本设计适用于云南丘陵山区玉米的收获,能够实现玉米果穗的摘穗㊁输送㊁剥皮㊁收集及秸秆切碎还田一体化作业㊂2)对摘穗辊采用金属与高强度橡胶相结合的方式,能够适应云南玉米种植区不同玉米品种的收获,有效地降低了玉米果穗的损伤率㊂3)设计的玉米剥皮装置对玉米苞叶的剥净率为88.6%,籽粒破碎率为ɤ1%,平均损失率为3.5%,具有较强的适应性㊂4)两种不同切碎还田装置的对比试验表明,由切碎滚筒㊁动刀㊁定刀组成的回转式切碎装置的切碎效果符合农艺要求㊂参考文献:[1]㊀侯海涛.国内外玉米收获机的产品技术比较[J].北京农业,2006(1):34-35.[2]㊀田冬梅,秦海生.我国玉米生产机械化趋势与发展对策[J].当代农机,2015(9):13-15.[3]㊀杨敏丽.新常态下中国农业机械化发展问题探讨(续)[J].南方农机,2015(2):14-19.[4]㊀章慧全.茎穗兼收型玉米收获机摘穗装置设计[J].农业科技与装备,2012(1):30-32,34.[5]㊀邱岳巍,赵荔娜.玉米剥皮机剥皮装置的改进[J].农村牧区机械化,2009(6):38-39.[6]㊀赵德春,吕金庆.玉米剥皮机的研究设计[J].农机化研究,2001(2):59-60.[7]㊀陈宝昌,林君堂,李存斌,等.新型玉米剥皮机的研究设计[J].农机化研究,2012,34(2):88-90.Design and Test of Small Corn HarvesterSun Zhaozhu,Yang Yongfa,Qi Yuheng,Wang Yuanyuan,Wang Panpan (College of Mechanical and Transportation,Southwest Forestry University,Kunming650224,China) Abstract:According to the topographic features of yunnan region,corn planting mode and corn varieties,according to the existing corn harvesting technology,the design of a small corn harvester was studied and designed.The design of the whole machine parts for a reasonable configuration,so that the whole machine design structure compact;The picking roller adopts the combination of metal and rubber,which can effectively reduce the damage rate of corn ear in the process of picking.The design,optimization and improvement of the peeling device can effectively improve the stripping rate of corn bract,reduce the damage rate of corn ear and the breakage rate of corn kernel.The field test showed that the operat-ing state of this model was in line with the industry standard of corn harvester,with loss rate of3.5%,bract stripping rate of88.6%and seed breakage rate of1%.It provides reference for the development of maize harvesting mechanization in yunnan area.Key words:corn harvester;pick the spike roller;peeling device;Yunnan region。

自走式秸秆收获打捆机设计探讨摘要：自走式秸秆收获打捆机是现代农业生产中应用的关键设备，主要应用与秸秆类作物的收获作业。

本文针对自走式秸秆收获打捆机设计进行分析研究，文章中简要分析自走式秸秆收获打捆机设计研究课题的背景，同时也分析4KZ-2000型号自走式秸秆收获打捆机的设计要点，分析该收获打捆机的问题，同时进行设计改进，最终完成打捆机的设计改进。

关键字；自走式；秸秆收获打捆机；设计秸秆收获打捆机主要应用与秸秆作物收获，如玉米、小麦、棉花等作物。

带有秸秆的作物，其秸秆并不是废品，具有能源回收的价值。

所以，在现代农业生产中，要求在秸秆作物生产中，对秸秆进行收集。

所以，研究自走式秸秆收获打捆机是现代秸秆农作物生产的关键工作，对于农业生产效率提升也有关键的作用。

1.自走式秸秆收获打捆机设计研究背景自走式秸秆收获打捆机设计是现代秸秆农作物生产研究的重要作用，该装置的研究是现代农业生产、环保农业发展的必然要求。

①现代化农业正在朝向自动化方向发展，农业机械化、自动化以及智能化是发展的主要方向。

而秸秆收获工作是秸秆作物种植的关键工作。

如，我国玉米、小麦、黄豆以及棉花等作物，都有秸秆产生，每年我国农业需要处理的秸秆达到亿万吨。

而如果采用人工收获的方式，收获效率较慢、浪费人力资源。

所以，在现代化农业生产中，设计了自走式秸秆收获打捆机设计，该装置能够自动打捆、自动行进，极大提高了秸秆打捆工作效率。

②现代化农业生产过程中，秸秆的回收利用也比较关键，是环保农业发展的需求。

传统秸秆作物生产中，部分农业处理中，选择对秸秆进行焚烧处理，造成了大气环境污染现象。

而自走式秸秆收获打捆机设计应用，能够提升打捆效率，农户不必对秸秆进行焚烧处理，可以使用打捆装置打捆之后，储存使用，减少了污染问题。

2.自走式秸秆收获打捆机设计要点——以4KZ-2000型号为例当前，自走式秸秆收获打捆机设计已经成为现代农业设计的主要方向。

本文在研究过程中，针对4KZ-2000型号的自走式秸秆收获打捆机进行了设计分析。

ＤＳＳＡＴ作物系统模型的发展与应用刘海龙1，诸叶平1，李世娟1，杨靖一2，白由路3（1.中国农业科学院农业信息研究所，北京100081；2.加拿大农业与食品科学部温室与加工作物研究所，安大略省N0R 1G0；3.中国农业科学院农业资源与区划所，北京100081）摘要：作物模型对人们认识作物生长过程以及对生长的调控提供了一种高效的工具。

针对农业技术推广决策支持系统DSSAT （Decision Support System for Agrotechnology Transfer ）作物系统模型的发展历程、模型结构、数据输入输出、研究进展等进行了综述，为该模型在我国的应用提供参考。

关键词：DSSAT ；作物系统模型；综述；进展中图分类号：TP315文献标识码：A文章编码：1672－6251（2011）11－0005－08Development and Application of DSSAT Cropping System Model LIU Hailong 1,ZHU Yeping 1,LI Shijuan 1,YANG Jingyi 2,BAI Youlu 3(1.Institute of Agricultural Information Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100081;2.Greenhouse and Processing Crops Research Centre Agriculture &Agri-Food Canada,Canada N0R 1G0；3.Institute of Agricultural Resourcesand Regional Planning Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100081)Abstract:Crop model is an effective tool to investigate crop growth process and adjustment for crop growth.In this paper,the development,structure,input,output and application status of DSSAT (Decision Support System for Agrotechnology Transfer)cropping system model were reviewed to provide a reference for the model ’s application in China.Key words:DSSAT;cropping system model;review;development基金项目：公益性科研院所基本科研业务费专项资金（编号2011-J-04）。

大棚作物秸秆粉碎还田机刀片装置孙平平李雪明王晓林（潍坊科技学院，山东寿光262700）摘要：本文设计了适用于大棚作物的秸秆粉碎还田机刀片装置，研制了一种镰刀型定刀片与直型带弯角的动刀片配合使用的秸秆粉碎还田机刀片装置，制订了定刀片与动刀片的工艺处理方法及刀片的排列配合,试验了该装置的性能。

关键词：秸秆；刀片装置；粉碎还田；新型刀片秸秆废弃物是一种可循环利用的资源匚1。

秸秆还田是当今世界上普遍重视的一项培肥地力的增产措施，在杜绝了秸秆堆积和焚烧所造成的大气污染的同时还有增肥增产的作用囚&市面上现存的秸秆粉碎还田机更多的是用于室外农作物的粉碎还田-.，适用于大棚内作物秸秆粉碎还田的几乎没有&本文针对目前大棚作物秸秆粉碎还田机刀片装置结构复杂庞大，秸秆粉碎长度较大、抛撒不均匀的基金项目：2020年山东省大学生创新创业训练计划项目（项目编号"202012843014）；山东省高校设施园艺实验室资助项目（项目编号：2018YY051）%作者简介:孙平平（1977-），女，汉族，山东寿光人，硕士，副教授，研究方向：机械材料及加工％""""""""""""""""""""""""分利用农业机械化市场中存在的资源。

除此之外，在农业机械化服务体系完善的过程中要始终坚持市场为主体、机械化服务为手段的原则，也要紧跟时代的发展，将农业机械化服务体系不断地进行更新与完善,这样有利于确保农业发展和农业服务体系始终保持统一基调。

2.2.2形成完善的农业机械运作体系这能够有效地推动农业服务产业化与市场化的共同发展,在实现农业现代化发展的过程中也需要不断完善各种农机服务组织，同时也要提高农业机械运作的效率，为农业机械运作体系的完善提供有力的保障。