[01666066]作物小区育种机械化关键技术与装备

该成果针对作物小区育种作业过程中播种精度差、小区转换难,收获效率低、混种率高,考种繁杂、测量精度差等问题,对作物小区育种机械化技术及装备进行了系统研究,取得了系列创新性研究成果,总体技术处于国际先进水平,其中无级精确调控播种、多孔道导送风清集收获、份量测产技术达到国际领先水平。主要创新成果如下： 1. 首创了作物小区育种“自净”、“份量”机械化作业理论。针对播种、收获、产后处理过程中种子残留导致混种的难题,建立了种子滞留与强制清除的运动与动力学数学模型,探明了种子存留与清排存在的非稳动态机理,提出了不同小区机械化作业品种无混杂的自净方法;围绕单一小区、不同品种的作业要求,探明了播种作业单区种子量-标准行长-行走速度-动态转速的相互作用关系,揭示了振动干扰下收获过程无混杂集聚成份的作业机理,提出了全过程身份识别的份量作业方法。 2. 创新了份量种子品种（系）区块间转换动态无混杂播种、多孔道导送风清集收获与“量分考测”关键技术。首创了区块差异化种带株距无级快速精确调控、自动供种的锥格带盘式送-排-清、基于区块位置控制的种区秩齐等9项小区播种关键技术,攻克了区块更替播种品种混杂、株距不精确、行长不一致等技术难题,跨区转换自净率为100%;发明了稻麦割台气力辅助清种、玉米低损摘穗、份量集装测产等8项小区收获关键技术,突破了收获过程中品种存留多、损失率高等技术瓶颈,收获转换区间残留为0;发明了不同品系种子含水率等参数快速测试分析与数据集成处理的考种技术,解决了干扰因素多、份量识别难等技术难题,测量误差≤0.5%。 3. 研制出适于不同品种小区育种的精密播种、精确收获、高效考种系列装备与基于北斗导航系统的精准定点约束作业人机交互控制平台。发明了适应不同育种试验方法的份量单区以及株行、穗行的育种试验自净精密播种系列装备19种,播深合格率提高至99%,行长合格率提高至98.2%以上;研制出高度自净、份量集种且具备精确测产的小区稻麦、玉米联合收获装备,收获转换区间自净时间分别降至17s、15s,破碎率降至0.04%、0.2%;开发出参数快速输出的独立及可挂配的小区育种收获测产系统和份量清选干燥设备12种,获取精准数据测量时间≤30s,清选干燥效率提高5个百分点;研发的装备提高了育种的效率与精度,主要性能指标优于国内外同类机型。 授权发明专利19件、实用新型专利42件、软件著作权3项,发表论文44篇,出版著作1部,制定技术规范3项;新增产值2.4亿余元,新增利润3703万余元,用户累计收益约7.09亿元,为我国作物小区育种机械化水平的提高奠定了基础。