【摘 要】
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在杂交水稻制种过程中,授粉是制种不可或缺的环节,而充分、均匀的授粉则是杂交水稻种子优质、高产的前提和基础。传统的人工辅助授粉方式,劳动强度大、授粉均匀性差、作业效率低、父母本种植行比小,严重阻碍了杂交水稻制种授粉机械化进程。本课题拟对多种气流辅助式杂交水稻制种授粉器进行研究,并设计和制作出适用的高地隙杂交水稻制种授粉机样机,在保证授粉质量符合要求的前提下,提高授粉作业的效率,对提升我国杂交水稻制种
【基金项目】
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国家点研发计划项目子课题“水稻制种自走式授粉机和农用无人机授粉机技术装备研发（2017YFD0701202）”
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在杂交水稻制种过程中,授粉是制种不可或缺的环节,而充分、均匀的授粉则是杂交水稻种子优质、高产的前提和基础。传统的人工辅助授粉方式,劳动强度大、授粉均匀性差、作业效率低、父母本种植行比小,严重阻碍了杂交水稻制种授粉机械化进程。本课题拟对多种气流辅助式杂交水稻制种授粉器进行研究,并设计和制作出适用的高地隙杂交水稻制种授粉机样机,在保证授粉质量符合要求的前提下,提高授粉作业的效率,对提升我国杂交水稻制种的机械化水平有着重要意义。课题在分析研究国内外杂交水稻机械化制种授粉技术的基础上,根据气力式辅助授粉原理,运用计算流体力学（Computational Fluid Dynamic,CFD）技术对导流锥型和旋翼型涵道风扇授粉器、管道送风式授粉器等3种气流辅助式授粉器的气流场分布进行数值模拟,根据优选的参数设计并制作了相应的高地隙杂交水稻制种授粉机,并进行了大田试验验证,测试了各气流式辅助授粉器不同距离下的气流流速;田间实际授粉作业时,运用载玻片法采集了气流辅助式高地隙杂交水稻制种授粉机赶粉后花粉的沉积规律,并在收获时对其结实率进行了考核。田间授粉验证试验结果表明,导流锥型涵道风扇授粉器在相同距离、相同速度条件下即出风口处气流速度为10.0 m/s进行田间授粉试验,上述的导流锥型涵道风扇高地隙杂交水稻制种授粉机赶粉后,所测得的花粉平均数,单位视野内平均数达到3.99粒,运用单旋翼无人机赶粉后,所测得的花粉平均数为3.48粒;为了克服导流锥型涵道风扇高地隙杂交水稻授粉机风压偏低,风量小等问题,进一步优化设计了旋翼涵道风扇式授粉器及管道送风式等两种授粉器,试制了旋翼型涵道风扇式高地隙杂交水稻制种授粉机和管道送风式高地隙杂交水稻制种授粉机,田间授粉验证试验结果表明,两种授粉器出风口处气流速度达到10.0 m/s,赶粉后,旋翼型涵道风扇式高地隙杂交水稻制种授粉机赶粉与农用无人机赶粉相比较时,两者花粉平均数分别为8.47粒、7.34粒,母本结实率分别达到44.2%、42.7%,平均亩产分别达到100.10 kg/667m~2、98.48 kg/667m~2;管道送风式高地隙杂交水稻制种授粉机赶粉与农用无人机赶粉相比较时,两者花粉平均数分别为8.54粒、7.34粒,母本结实率分别达到50.7%、48.2%,平均亩产分别达到190.06 kg/667m~2、191.85 kg/667m~2;根据上述可知,气流辅助式高地隙杂交水稻制种授粉机赶粉法与农用无人机赶粉法较接近,两者差异性较小。本课题开发的气流辅助式高地隙杂交水稻制种授粉机达到了杂交水稻制种授粉机械化的实际生产要求。
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