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基质块压模装置优化设计与仿真试验分析

农机化研究 2018年第10期40卷 125-130,138页

作者：高国华杜以康北京工业大学机械工程及应用电子技术学院北京100124

针对压模机构压制基质块存在破损的问题,对压模装置进行创新优化设计,并对其关键工作参数进行了仿真试验研究,用以提高压制基质块成功率。采用Solid Works建模对压模机构进行创新性优化设计,利用EDEM软件对压制基质块的过程进行数值模... 详细信息

针对压模机构压制基质块存在破损的问题,对压模装置进行创新优化设计,并对其关键工作参数进行了仿真试验研究,用以提高压制基质块成功率。采用Solid Works建模对压模机构进行创新性优化设计,利用EDEM软件对压制基质块的过程进行数值模拟分析。接触模型的确立是颗粒物料进行数值模拟的基础,选取ECM颗粒模型,通过对仿真数据的分析得出在其他参数一定时速度范围在0.0 4~0.0 8 m/s中随着下压速度的增大,基质块内部颗粒间表面接触数量减少,颗粒内聚力降低;在其他条件一定时,填充基质颗粒数量过多,压制成型的基质块会出现底部回弹现象。根据创新设计的压模装置搭建试验台,得到的仿真结果与试验结果基本吻合,验证了EDEM软件的可行性。以试验台为基础,设计正交试验,得出对基质块质量影响因素依次为含水率、基质填充量、下压速度。仿真与实测效果都表明:本优化设计具有较高的可靠性,为今后基质块压模机相关设计研究提供了参考。

关键词：基质块压模装置优化设计 EDEM 正交试验

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蔬菜育苗基质块成型机设计与试验

中国农机化学报 2021年第9期42卷 77-82页

作者：赵威崔志超管春松陈永生杨雅婷高庆生农业农村部南京农业机械化研究所南京市210014 江苏现代园艺工程技术中心江苏镇江212400

基质块育苗移栽具有护根护苗、缓苗期短、成活率高等优点,相比穴盘钵苗,基质块苗市场保有量仍相对较少,主要受限于基质块成型加工设备配套不足,因此本文设计了一种蔬菜育苗基质块成型机,实现自动铺土、压块、投块、输送等功能为一体,通... 详细信息

基质块育苗移栽具有护根护苗、缓苗期短、成活率高等优点,相比穴盘钵苗,基质块苗市场保有量仍相对较少,主要受限于基质块成型加工设备配套不足,因此本文设计了一种蔬菜育苗基质块成型机,实现自动铺土、压块、投块、输送等功能为一体,通过对整机结构和传动系统、钵盘机构、压块及投块机构等关键部件进行设计,以蚯蚓粪—土壤为原料对影响基质块成型的3个因素进行正交试验,得出优选参数组合为蚯蚓粪—土壤混合配比1∶3、压缩比0.65、含水率10%,此时尺寸稳定性为98.96%,抗压力为246.86 N,散坨率为4.15%,可极大地满足基质块育苗移栽的要求,从而为基质块成型加工的研发提供理论参考。

关键词：基质块成型机蔬菜移栽压块制钵

不同规格根际调控基质块对玉米生长及Cd吸收的影响

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农业环境科学学报 2013年第9期32卷 1745-1751页

作者：陈曦左强邹国元张琳谷佳林宫延刚王甲辰北京市农林科学院植物营养与资源研究所北京100097 内蒙古师范大学民族艺术学院呼和浩特011517

污染土壤修复一直是科学家高度关注的问题。目前通常采用的是物理、化学和生物修复方法，但上述方法都有一定局限。为了探索新的方法技术，为根际调控修复污染农田提供技术和实践依据，采用4种不同规格基质块（直径X厚度分别为50mmx20mm... 详细信息

污染土壤修复一直是科学家高度关注的问题。目前通常采用的是物理、化学和生物修复方法，但上述方法都有一定局限。为了探索新的方法技术，为根际调控修复污染农田提供技术和实践依据，采用4种不同规格基质块（直径X厚度分别为50mmx20mm、35mmx20mm、50mmx25mm、65mm20mm，质量分别为40．0、19．6、50．0、67．6g）与含5．19mg·k—cd的土壤组合成5个处理的盆栽试验，探索不同规格根际调控基质块对玉米生长及cd吸收的影响，进行基质块根际调控阻抗重金属研究尝试。结果表明，体积和质量最大基质块处理5比其他处理显著促进了玉米地上部生长，同时，该处理的总根系干重、块内和块外根系干重也显著高于其他处理。与不用基质块的处理1（cK）相比，应用基质块的玉米地上部cd含量降低了11．5％～46．3％、根系降低了1．19％．56．0％，只有处理5的玉米地上部cd含量显著下降。试验结果还表明，根际调控需要适当调节空间，验证了本科研组提出的重金属根际调榨拮术的可行性以及实际应用的可操作性。

关键词：根际调控不同规格基质块玉米 Cd

压缩型绿化基质块配方及成型过程关键参数优化研究

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压缩型绿化基质块配方及成型过程关键参数优化研究

作者：郑志明华中农业大学

学位级别：硕士

屋顶绿化是一种应用于城市建筑特殊空间构建生态种植系统的综合技术,通过扩大城市绿化面积,可以达到美化城市空间,建设绿色建筑的目的,也可以有效吸收二氧化碳,改善城市生态环境。栽培基质作为屋顶绿化系统的重要组成部分,为植物提供直... 详细信息

屋顶绿化是一种应用于城市建筑特殊空间构建生态种植系统的综合技术,通过扩大城市绿化面积,可以达到美化城市空间,建设绿色建筑的目的,也可以有效吸收二氧化碳,改善城市生态环境。栽培基质作为屋顶绿化系统的重要组成部分,为植物提供直接的生长环境,是本研究的重点。现有绿化基质以散体物料为主,存在产业化程度低、运输难度大、屋顶施工效率低等问题。将散体基质压缩成型为基质块可以有效避免这些问题,而目前关于栽培基质的成型技术研究较少,还没有形成完善的成型工艺。关于基质原料方面,过往研究已经提出用农林废弃物替代传统草炭,农林废弃物的基质化研究可以促进环保减排,同时又能实现废弃物的资源化与增值化利用,已经成为新型基质配方的主流。但基于原料的有机复杂性,需要针对其物料特性对配方和成型工艺展开单独研究。针对上述问题,本研究提出基于烟草秸秆、污泥腐熟料的基质化利用,采用机械化方式生产压缩型基质块的解决办法。通过成型技术将散体基质进行压缩从而得到固定形状基质块,开发一种轻量化、免养护绿化基质块产品。研究首先探讨烟草秸秆、污泥腐熟料的物料特性,选取草炭进行对比,分析其作为基质使用的可行性;以这两种原料为基础进行压缩型基质块的配方研究,然后针对基质块的压缩成型工艺展开研究,分析基质块成型机理,通过试验评估、模型优化等方法探究关键因素对基质块成型特性的影响,获取成型过程关键参数;最后,选取不同配方基质块进行绿化植物栽培试验,通过实际绿植栽培应用对基质块产品进行综合评价,指导实际生产。研究取得的主要结论如下:(1)烟草秸秆、污泥用做栽培基质的可行性探究,选取目前应用上成熟的基质主料草炭,与本研究使用的经过堆肥处理基质原料进行对比。主要从原料的基本理化特性、养分含量、木质纤维素含量、元素含量以及金属与重金属离子含量进行分析。结果表明:草炭容重处于烟草秸秆、污泥腐熟料之间,原料p H分别为7.79、7.84,高于草炭(5.31),EC值分别为1.843ms/cm、0.104ms/cm,符合绿化用基质要求(0.3～3.0ms/cm)。原料中营养元素TN、TP、K总含量超过25mg/g高于草炭。烟草秸秆中木质素含量达28.78%,比草炭高6.32%。元素分析结果表明,原料O/C比超过1,稍高于草炭(0.81),C/N比分别为15.41、16.61,低于草炭(35.08),原料基本达到腐熟状态。对于原料中重金属离子(Cd、Pb、Cr、As、Ni、Cu、Zn)含量进行分析,其限值满足国家标准。综合评价基质原料满足要求,可以作为栽培基质使用。(2)基质块成型配方研究,从基质物料配比、粘结剂挑选、原料含水率三个方面对基质配方进行研究,基质块容重、松弛率、抗弯强度为指标,优选合理的基质块配方;通过保水淋溶试验、基质植物毒性试验对配方进行评价。基质物料配比试验结果表明:相同压缩条件下,当烟草秸秆与污泥腐熟料质量比为7:3时,基质块抗弯强度最高达0.38MPa。粘结剂挑选试验取黄原胶、海藻酸钠和羧甲基纤维素钠(CMC)三种,添加量为0%、2%、4%、6%、8%进行对比,当添加黄原胶4%时强度提升最高,基质抗弯强度达到0.93MPa,提升2.48倍。在保证基质块强度的前提下,原料不同含水率试验的结果表明,当原料含水率为30%±2%,既符合轻质化的要求,容重为0.97g/cm,也可以保证松弛率(125.47%)合理。对不同秸秆占比配方的保水和淋溶试验表明,各试验组第一次饱和吸水率小于100%,第二次饱和吸水率均提升超过30%,基质再吸湿力明显增强,各试验组基质块饱和吸水率低于草炭。充分吸水后,基质块失水速率在180h之后趋于稳定,失水速率低于0.2g/h,保水性优于草炭。对基质块淋溶10次后,p H(6.74～6.91)、EC值(286.9～371.4us/cm)均处于稳定状态。基质植物毒性试验表明,秸秆和污泥质量比为7:3,添加4%黄原胶的试验组发芽指数最高,达到0.88,满足栽培基质要求(0.70)。(3)基质块成型过程关键参数优化研究。本研究主要探究影响成型的主要机械因素,如压力、加载频次、加载速度、保压时间等对基质块的成型特性影响规律。中心复合设计(CCD)试验以成型关键参数压力、加载速度、保压时间为因素进行三因素五水平响应面优化,得到优化工艺参数组合。结果表明:压力对基质块成型影响显著,压力超过40k N(9.52MPa)时,基质处于压实阶段;模型优化器预测出两个工艺参数组合。其一侧重基质块尺寸稳定和高强度:(1)压力40k N,加载速度40mm/min,保压时间70s;其二侧重基质吸水能力和轻质化:(2)压力20k N,加载速度40mm/min,保压时间90s。采用这两种工艺压制基质块,跟预测结果进行对比验证,偏差合理。采用双因素试验探究压力、加载频次对基质块容重,成型能耗的影响

关键词：屋顶绿化烟草秸秆基质块成型植物栽培

基质块育苗法和催花药剂处理对瓜叶菊生长与开花的影响

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林业实用技术 2014年第1期 47-49页

作者：张君艳张君君甘肃林业职业技术学院甘肃天水741020 甘肃省麦积区农业机械技术学校甘肃天水741000

为了研究基质块育苗法和催花药剂处理对瓜叶菊生长与开花的影响,采用基质块育苗法、穴盘育苗法和大田育苗法对瓜叶菊进行栽培养护,并用0.5mg/l硫酸锰、100mg/l赤霉素和20mg/l磷酸二氢钾对现蕾后的单株进行喷施,测定与其生长开花相关的... 详细信息

为了研究基质块育苗法和催花药剂处理对瓜叶菊生长与开花的影响,采用基质块育苗法、穴盘育苗法和大田育苗法对瓜叶菊进行栽培养护,并用0.5mg/l硫酸锰、100mg/l赤霉素和20mg/l磷酸二氢钾对现蕾后的单株进行喷施,测定与其生长开花相关的形态指标。结果表明:基质块育苗法能明显简化栽培程序,并在出苗时间、发芽率、叶片数量、株高和现蕾时间方面均优于其他方法;赤霉素提前花期的效果优于其他药剂处理,硫酸锰能增强其抗病性,而磷酸二氢钾能有效促进其茎叶生长,增加开花数量。

关键词：瓜叶菊基质块赤霉素生长开花

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基质块苗移栽机双螺旋传动轴设计及模态分析

江苏农业科学 2018年第6期46卷 204-206页

作者：付宇超张文毅纪要夏倩倩农业部南京农业机械化研究所江苏南京210014

针对油菜基质块育苗的模式设计一种单独的传动机构,以实现全自动移栽时基质块油菜苗的横向精确传动,传动方式采用水稻插秧机双螺旋传动凸轮轴的形式,依据双螺旋传动轴的设计原理进行参数设计。给出该模型应符合的动力学方程,并通过ANSY... 详细信息

针对油菜基质块育苗的模式设计一种单独的传动机构,以实现全自动移栽时基质块油菜苗的横向精确传动,传动方式采用水稻插秧机双螺旋传动凸轮轴的形式,依据双螺旋传动轴的设计原理进行参数设计。给出该模型应符合的动力学方程,并通过ANSYS仿真软件对设计结果及其结构振型进行模态分析。

关键词：油菜基质块双螺旋传动凸轮轴结构振型动力学方程模态分析

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黄沙基质块的性能及定植后对辣椒生长的影响

中国农学通报 2021年第4期37卷 79-84页

作者：曾悦曲萍刘娜江苏省农业科学院循环农业研究中心/农业部种养结合重点实验室南京210014 南京师范大学环境学院南京210042 新疆农业科学院新疆农业机械化研究所乌鲁木齐830091

为充分利用新疆地区丰富的黄沙资源,对黄沙进行改良,制备适合辣椒生长的新型黄沙基质块。研究测定黄沙基质块的总氮含量、pH、EC值、力学性能,考察基质块对辣椒苗期以及定植后生长的影响。结果表明,黄沙基质块氮素释放速率在第7周时养... 详细信息

为充分利用新疆地区丰富的黄沙资源,对黄沙进行改良,制备适合辣椒生长的新型黄沙基质块。研究测定黄沙基质块的总氮含量、pH、EC值、力学性能,考察基质块对辣椒苗期以及定植后生长的影响。结果表明,黄沙基质块氮素释放速率在第7周时养分释放率达到74.4%,基质块3种酶活性分别比基质高60.5%、69.1%、62.4%。采用分段掉落且第一次掉落高度高于第二次掉落高度的方式移栽,可有效降低基质块的损伤。定植后基质块培育辣椒幼苗生长状态优于黄沙基质培育辣椒。基质块培育辣椒其中所含的辣椒素、维生素C、可溶性糖、粗纤维、氨基酸含量分别比基质培育高28.57%、29.2%、3.31%、10%、20.41%。该黄沙基质块能缓慢释放养分,能为幼苗以及定植后的辣椒生长提供营养,且栽培作物生长状况及品质都显著优于普通基质。

关键词：黄沙基质块辣椒育苗

过量浸水对基质块N、P、K流失及秧苗生长的影响

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安徽农业科学 2012年第3期40卷 1379-1381,1399页

作者：王甲辰左强谷佳林肖强邹国元张琳王美菊北京市农林科学院植物营养与资源研究所北京100097

[目的]研究过量浸水对基质块N、P、K流失及秧苗生长的影响。[方法]设计让基质块吸水饱和膨胀后再多加其体积1/2的过量水,并设13个时间梯度用来研究一次性过量浸水与基质块N、P、K养分浸出、损失的回归关系,并种植西红柿研究基质块泡水... 详细信息

[目的]研究过量浸水对基质块N、P、K流失及秧苗生长的影响。[方法]设计让基质块吸水饱和膨胀后再多加其体积1/2的过量水,并设13个时间梯度用来研究一次性过量浸水与基质块N、P、K养分浸出、损失的回归关系,并种植西红柿研究基质块泡水后对植株养分吸收及生长的影响。[结果]3种养分在浸泡水中的浓度与时间都存在回归方程分别为:N=-2E-05t2+0.016 1t+2.055 3、P=0.002 2t+2.248 5及K=0.004 7t+0.875 8。虽然3种养分都有损失,但氮损失总量与时间的回归方程方差分析差异不显著,这与其挥发性质有关,而P、K的回归方程为:P=0.125 7t-0.117、K=0.022 5t0.1514。这样造成植株地上部对N、K的吸收产生不利影响,回归方程分别为:N=20.64e-4E-04t、K=E-06t2-0.011 3t+29.055。同时,在该试验条件下,过量浸水未对壮苗指数造成显著不利影响。[结论]为指导基质块浸水方式及其栽培管理和育苗提供理论依据,同时指导农业生产。

关键词：基质块吸水饱和膨胀过量水回归方程

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添加稀土对镉污染土壤上青椒生长与镉吸收分布的影响

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中国稀土学报 2013年第3期31卷 353-362页

作者：王甲辰左强邹国元陈曦张琳谷佳林宫延刚北京市农林科学院植物营养与资源研究所北京100097 内蒙古师范大学民族艺术学院内蒙古呼和浩特011517

分别以青椒为供试蔬菜、以Cd为供试重金属,采用盆栽试验探索相同规格根际调控基质块中添加不同剂量的碳酸轻稀土对青椒生长、Cd吸收和在器官分配的影响,为今后复合根际修复技术的开展提供理论和实践依据。结果表明:当稀土剂量为40 mg·k... 详细信息

分别以青椒为供试蔬菜、以Cd为供试重金属,采用盆栽试验探索相同规格根际调控基质块中添加不同剂量的碳酸轻稀土对青椒生长、Cd吸收和在器官分配的影响,为今后复合根际修复技术的开展提供理论和实践依据。结果表明:当稀土剂量为40 mg·kg-1时,与不添加稀土的对照相比,极大地促进了青椒苗株高和干重的增加,它们分别提高了21.52%和11.11%。在土壤中含量为5.19 mg·kg-1的Cd胁迫下,保留基质块处理比冲掉块(裸栽)处理的植株地上部干重、生物量、果干重均显著增加,而对根系却没有明显的促进作用。不管基质块中添加不添加稀土,此浓度的Cd胁迫显著抑制了植株根系生长。但适当的稀土添加能够在基质块缓解Cd对青椒毒害的基础上使青椒的生理状况得到进一步改善,而对植株产果没有显著的促进作用。结果还表明:任何剂量的稀土添加对根系Cd含量没有显著降低作用。而当稀土剂量为10 mg·kg-1时,虽然显著促进了茎、叶中Cd的含量,但也显著降低了果实中Cd的含量。由于果实是食用器官,这些结果支撑了稀土添加到基质块作为根际调控方法具有应用价值的重要依据。本试验为以后系统开展复合根际重金属调控研究奠定了基础。

关键词：根际调控基质块轻稀土 Cd吸收和在器官分配