枸杞果園對靶排肥系統(tǒng)設計與試驗.pdf

1、合理施肥是提高枸杞產區(qū)土壤營養(yǎng)的有效措施，對保證枸杞產量及質量具有重要作用，傳統(tǒng)的枸杞果園施肥技術存在施肥效率低、勞動強度大、施肥量控制精度低、勞動力短缺等問題。本文針對上述問題，設計了一種搭載于果園條開溝施肥機的對靶排肥系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括果園穴施肥精量排肥器和對靶變量施肥控制器。搭建了試驗臺進行了實驗室試驗，并使用兩種果園條開溝施肥機進行了果園驗證試驗。本文主要完成的工作及結論如下:
　　(1)提出了基于紅外光電傳感器枸杞果園

2、雙模靶標探測精量施肥方法，并設計了果園對靶施肥控制系統(tǒng)。針對春季催芽施肥時期和秋季催果追肥時期果樹形貌特點，雙模式探測方法在催芽施肥時期采用傳感器探測果樹樹干的模式，同時排除下垂細枝對探測信號的影響;而對于秋季催果追肥時期，采用傳感器探測樹冠的模式，同時對樹冠內部間隙與樹間間隙判別、樹冠間斷和樹冠連續(xù)三種情況進行判別。根據上述方法，設計了雙模式果樹中心對靶算法，使系統(tǒng)能夠獲取果樹中心位置，讀取排肥量檔位旋鈕及樹冠寬度檔位旋鈕的設置值來指

3、導對靶排肥操作，并具有排肥故障報警的功能。
　　(2)提出了扇葉旋轉式落肥感知方法，并設計了支持故障感知的果園穴施肥精量排肥器。利用高速攝影技術獲得了不同排肥口截面積排肥下落時間，使用間歇旋轉機構實現定量穴排肥，提出了扇葉旋轉落肥感知方法并設計了排肥故障監(jiān)測裝置，進而設計了果園穴施肥精量排肥器。
　　(3)搭建了實驗室試驗臺，開展了落肥監(jiān)測裝置性能試驗，試驗結果表明，單次排肥故障監(jiān)測裝置最少感知落肥通斷信號次數為2次，故障監(jiān)

4、測準確率達到100％。進行了穴排肥精度試驗，試驗結果表明，1～5排肥量擋位下，平均排肥量與理論排肥量最大誤差為10g，最大變異系數為4.6％;平均排肥長度為20.2～40.9cm。開展了樹干探測模式實驗室試驗，試驗結果表明，在樹干探測模式下，對于直徑＜16mm的靶標，控制器可以實現100％排除，中心偏移距離最大為6.2cm。開展了樹冠探測模式實驗室試驗，試驗結果表明，在樹冠探測模式下樹冠間隙＜21cm時進行排除，排除率100％，間斷樹冠

5、平均落肥偏移距離為13.1cm，連續(xù)樹冠平均落肥間距誤差為9.1cm。
　　(4)系統(tǒng)被搭載至不同的拖拉機機型，在春、秋兩時期開展了果園試驗，試驗結果表明，催芽追肥時期，100棵果樹連續(xù)施肥時，施肥次數為97次，對靶排肥準確率為97％;;青果追肥時期，肥量擋位值設置600cm3/穴，連續(xù)施用50kg顆粒肥(容積密度0.97g/cm3)的過程中，施肥次數為95次，施肥量的準確率為90.3％。結果表明雙模式探測系統(tǒng)能夠滿足枸杞園或者相