Developing the Device for Root Vegetable Crop Tuber Measuring

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0246

Abstract

Abstract:

Root vegetable crops, such as beet, potato, etc., are rich in nutrition and suitable for large-scale planting, and have broad development potential. However, the growth process of the aboveground and the underground parts of root vegetable crops differ widely. It is hard to estimate the growth of the underground tuber by observing the aboveground part. To monitor the process of the underground tuber growth in real time and conduct auto-management, a tuber auto-measuring device was developed. The device was composed of X-type measuring clamps, resistance displacement meters, built-in wires, data memories, and other components. A field test was conducted to measure sugar beet tuber growth by the device. The results showed that the device was capable of monitoring the tuber growth in real time, and was qualified to distinguish the growth period and determine the tuber root diameter. The error range of the developed device was 2%-7% through the investigation.

Key words: root vegetable crop, tuber, sugar beet, measuring device, development

ZHANG Chunfeng, LIU Junliang, WANG Nannan, ZHU Baoguo, MENG Qingying, FENG Haoyuan. Developing the Device for Root Vegetable Crop Tuber Measuring[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(7): 129-134.

Figures/Tables 8

References 31

[1]	张旭, 王改梅. 遥感技术在精细农业发展中的应用[J]. 绿色科技, 2011(7):211-212.
[2]	蒙继华, 吴炳方, 杜鑫, 等. 遥感在精准农业中的应用进展及展望[J]. 国土资源遥感, 2011(3):39-40.
[3]	杨邦杰, 裴志远. 农作物长势的定义与遥感监测[J]. 农业工程学报, 1999, 15(3):214-218.
[4]	吴素霞, 毛任钊. 中国农作物长势遥感监测研究综述[J]. 中国农学通报, 2005, 21(3):319-345.
[5]	宋丽娟, 叶万军, 等. 遥感与作物生长模型数据同化在水稻上的应用进展[J]. 中国稻米, 2020, 26(5):84-89. doi: 10.3969/j.issn.1006-8082.2020.05.019
[6]	YANG Chenghai. Remote sensing and precision agriculture technologies for crop disease detection and management with a practical application example[J]. Engineering, 2020, 6(5):528-532. doi: 10.1016/j.eng.2019.10.015 URL
[7]	杨邦杰, 裴志远, 周清波, 等. 我国农情遥感监测关键技术研究进展[J]. 农业工程学报, 2002, 18(3):191-194.
[8]	吴素霞, 毛任钊, 李红军, 等. 中国农作物长势遥感监测研究综述[J]. 中国农学通报, 2005, 21(3):319-345.
[9]	姚妮, 李宝龙. 遥感技术在农业科技服务领域的应用[J]. 北京农学院学报, 2018, 33(2):113-116.
[10]	徐新刚, 吴炳方, 蒙继华, 等. 农作物单产遥感估算模型研究进展[J]. 农业工程学报, 2008, 24(2):290-298.
[11]	刘海启, 金敏毓, 龚维鹏. 美国农业遥感技术应用状况概述[J]. 中国农业资源与区划, 1999, 20(2):56-60.
[12]	林忠辉, 莫兴国, 项月琴, 作物生长模型研究综述[J]. 作物学报, 2003, 29(5):750-758.
[13]	谢云, JAMES R Kiniry. 国外作物生长模型发展综述[J]. 作物学报, 2002, 28(2):190-195.
[14]	杨靖民, 杨靖一, 姜旭, 等, 作物模型研究进展[J]. 吉林农业大学学报, 2012, 34(5):553-561.
[15]	罗锡文, 周学成, 严小龙. 植物根系三维构型原位观测技术的研究进展[A].//农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第三分册[C]. 2005.
[16]	杨国梁, 张光年, 葛庆平, 等. 计算机视觉技术在植物根系形态研究中的应用[J]. 首都师范大学学报(自然科学版), 2006, 27(1):18-23.
[17]	陈智锴, 张冲, 胡志超, 等. 土下果实挖掘限深技术发展现状与展望[J]. 农机化研究, 2019(1):9-14.
[18]	舒洪岚. 探地雷达在植物根系研究中的应用[J]. 江西林业科技, 2007(5):32-33.
[19]	王申莹, 胡志超, 陈有庆, 等. 土下作物自动对行挖掘收获试验台研制[J]. 农业工程学报, 2020, 36(5):29-37.
[21]	张茂明. 变应传感器在甜菜根茎测定中的应用[J]. 中国糖料, 2012, 2:33-36.
	周艳丽, 江伟, 卢秉福. 甜菜中耕管理机械化技术[J]. 中国糖料, 2014, 4:70-73.
[22]	刘娜, 李晓威, 张文彬, 等. 内蒙古甜菜生产机械化调查分析[J]. 中国糖料, 2021, 43(2):71-75.
[23]	张洪宇, 万霖, 车刚, 等. 甜菜拔送机构协同配合减损试验研究[J]. 中国农机化学报, 2020, 41(1):49-53. doi: 10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2020.01.09
[24]	韩秉进, 朱向明. 我国甜菜生产发展历程及现状分析[J]. 土壤与作物, 2016, 5(2):91-95.
[25]	王申莹, 胡志超, 张会娟, 等. 国内外甜菜生产与机械化收获分析[J]. 中国农机化学报, 2013(3):20-25.
[26]	卢秉福, 周艳丽, 刘晓雪. 甜菜机械化栽培的农机与农艺技术融合研究[J]. 农学学报, 2019, 9(7):53-56. doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas18070010
[27]	苗玉新. 大田作物根系研究法概述[J]. 黑龙江农业科学, 2005, 3:50-52.
[28]	王婧朏, 刘奇, 卢秉福, 等. 黑龙江省甜菜种植技术及影响因素调查分析[J]. 中国糖料, 2019, 41(3):58-62.
[29]	王方艳, 张东兴. 圆盘式甜菜挖掘装置性能参数的优化[J]. 农业工程学报, 2015, 31(11):17-23.
[30]	王方艳, 张东兴. 圆盘挖掘式甜菜联合收获机设计与试验[J]. 农业工程学报, 2013, 29(13):7-14.
[31]	蒙继华, 程志强, 董文全, 等. 面向精准农业的农田信息遥感获取系统[J]. 高技术通讯, 2018, 28(6):477-487.

项目	测定1次	测定2次	测定3次	测定4次	测定5次	测定6次	测定7次	测定8次	测定9次	测定10次	测定11次
卡尺设定值/mm	50	60	70	80	90	100	110	120	130	140	150
输出电压/V	5.25	5.00	4.70	4.40	4.10	3.80	3.50	3.20	2.95	2.68	2.42
实物计算值/mm	50.00	59.72	69.96	80.57	91.17	101.20	111.30	121.20	131.30	140.80	150.00

项目	测定1次	测定2次	测定3次	测定4次	测定5次	测定6次	测定7次	测定8次	测定9次	测定10次	测定11次
卡尺设定值/mm	50	60	70	80	90	100	110	120	130	140	150
输出电压/V	5.25	5.00	4.70	4.40	4.10	3.80	3.50	3.20	2.95	2.68	2.42
实物计算值/mm	50.00	59.72	69.96	80.57	91.17	101.20	111.30	121.20	131.30	140.80	150.00

项目	测定1次	测定2次	测定3次	测定4次	测定5次	测定6次	测定7次	测定8次	测定9次	测定10次	测定11次
卡尺实测值/mm	50	60	70	80	90	100	110	120	130	140	150
输出电压/V	4.35	4.1	3.9	3.5	3.2	3.09	2.8	2.5	2.24	1.98	1.69
实物计算值/mm	50.00	60.70	67.27	82.29	91.68	97.50	108.77	119.85	129.23	139.03	150.00

项目	测定1次	测定2次	测定3次	测定4次	测定5次	测定6次	测定7次	测定8次	测定9次	测定10次	测定11次
卡尺实测值/mm	50	60	70	80	90	100	110	120	130	140	150
输出电压/V	4.35	4.1	3.9	3.5	3.2	3.09	2.8	2.5	2.24	1.98	1.69
实物计算值/mm	50.00	60.70	67.27	82.29	91.68	97.50	108.77	119.85	129.23	139.03	150.00

装置编号	2015年				2016年
装置编号	开始日/cm	终止日/cm	测定值/cm	误差/%	开始日/cm	终止日/cm	测定值/cm	误差/%
装置1	13.84	14.37	14.40	5.66	13.68	14.26	14.30	6.90
装置2	7.68	14.40	14.55	2.23	6.21	11.87	12.00	2.30