农业工程概论ppt课件.ppt

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1、大家好1 2大家好展展（时时代代的的划划分）分）：从从2000多多年年以以前前19世世纪纪中中叶：叶：原原始始农农业业（古古代代农农业）业）；19世世纪纪中中叶叶20世世纪纪40年年代代（二二战战结结束）束）：传传统统农农业业（近近代代农农业）业）；20世世纪纪40年年代代至至今：今：现现代代农农业。业。3大家好4大家好5大家好6大家好1892年的拖拉机年的拖拉机7大家好8大家好 1904年，加利福尼亚的工程师霍尔特设计了年，加利福尼亚的工程师霍尔特设计了 界界上第一台履带式拖拉机，上第一台履带式拖拉机，1907年，霍尔特创办的拖拉年，霍尔特创办的拖拉机制造公司制造出世界上最早的以汽油内燃机为

2、动力机制造公司制造出世界上最早的以汽油内燃机为动力的履带式拖拉机。这种拖拉机是当时最成功的拖拉机，的履带式拖拉机。这种拖拉机是当时最成功的拖拉机，并成为数年后英国研制世界上第一种坦克时所参考的并成为数年后英国研制世界上第一种坦克时所参考的样车。样车。 轮式拖拉机的发明，最初是在钢轮外加一层橡胶轮式拖拉机的发明，最初是在钢轮外加一层橡胶保护层，汽车轮胎诞生后，人们先后给拖拉机使用了保护层，汽车轮胎诞生后，人们先后给拖拉机使用了实心和充气胎。但汽车轮胎并不完全适用于拖拉机，实心和充气胎。但汽车轮胎并不完全适用于拖拉机，一是汽车轮胎的沟纹过于浅细。二是人们发现拖拉机一是汽车轮胎的沟纹过于浅细。二是人

3、们发现拖拉机在轮胎气不足时反而比气很足时的软地行驶性能更好。在轮胎气不足时反而比气很足时的软地行驶性能更好。 1932年，美国的菲尔斯当轮胎和橡胶公司生产出年，美国的菲尔斯当轮胎和橡胶公司生产出一种大尺寸的高花纹低压充气橡胶轮胎。这是第一种一种大尺寸的高花纹低压充气橡胶轮胎。这是第一种真正适用于农用拖拉机轮胎。真正适用于农用拖拉机轮胎。9大家好1908年产的履带拖拉机（年产的履带拖拉机（ 25HP ）10大家好1908年产的履带拖拉机（年产的履带拖拉机（L20）11大家好1912 年的履带拖拉机（年的履带拖拉机（ Holt 30 ）12大家好1914 年的履带拖拉机（年的履带拖拉机（ Holt

4、 30 ）13大家好1917年产的履带拖拉机（年产的履带拖拉机（40HP）14大家好1917年年Holt产的实验性履带拖拉机产的实验性履带拖拉机15大家好1918年产的履带拖拉机（年产的履带拖拉机（Holt45）16大家好1928年产的毛毛虫（年产的毛毛虫（Caterpillar）L20履带拖拉机履带拖拉机17大家好1929年产的履带拖拉机（毛毛虫年产的履带拖拉机（毛毛虫60 ）18大家好1977年毛毛虫年毛毛虫D1019大家好1913年的金属轮拖拉机年的金属轮拖拉机20大家好1932年的橡胶轮胎拖拉机年的橡胶轮胎拖拉机21大家好22大家好23大家好温室温室最早起源于中国，据最早起源于中国，据

5、前汉书前汉书召信臣传召信臣传记记载，距今载，距今2000多年前的西汉时，当时的皇都西安已在多年前的西汉时，当时的皇都西安已在生有暗火的屋子里种植葱、韭一类蔬菜，可在冬季为生有暗火的屋子里种植葱、韭一类蔬菜，可在冬季为皇宫提供新鲜蔬菜。这是世界上最早的温室。发展到皇宫提供新鲜蔬菜。这是世界上最早的温室。发展到清代，温室的形式和栽培技术已较成熟，除用于种植清代，温室的形式和栽培技术已较成熟，除用于种植黄瓜等多种蔬菜外，还生产许多名贵花卉。黄瓜等多种蔬菜外，还生产许多名贵花卉。在欧洲，公元在欧洲，公元1世纪罗马帝国已使用一种用云母世纪罗马帝国已使用一种用云母片装配的温床，促成水果早熟和为宫廷生产黄瓜

6、。片装配的温床，促成水果早熟和为宫廷生产黄瓜。1599年，在荷兰建成一栋栽培热带植物的温室，这是年，在荷兰建成一栋栽培热带植物的温室，这是欧洲最早的温室之一。直到欧洲最早的温室之一。直到19世纪，温室才在欧洲普世纪，温室才在欧洲普及开来，当时有许多博物学家从热带地区把多种植物及开来，当时有许多博物学家从热带地区把多种植物新种带回北方寒冷的家乡，同时玻璃制造技术发达也新种带回北方寒冷的家乡，同时玻璃制造技术发达也使建造框架式的日光温室成为可能。使建造框架式的日光温室成为可能。24大家好 18361841年，英国德温公爵的园丁领班帕克顿年，英国德温公爵的园丁领班帕克顿在备德贝郡查兹沃斯府邸建了一具

7、大型温室，在铁、在备德贝郡查兹沃斯府邸建了一具大型温室，在铁、木框架上共镶有木框架上共镶有7000多平方米的玻璃。多平方米的玻璃。1851年，在英年，在英国举办世界上首次万国博览会时，帕克斯顿以他建造国举办世界上首次万国博览会时，帕克斯顿以他建造的温室为蓝本，为博览会的主展馆设计了著名的的温室为蓝本，为博览会的主展馆设计了著名的 “水水晶宫晶宫”。 在现代的大型温室中，已经配有带热风或湿冷风在现代的大型温室中，已经配有带热风或湿冷风的混风设备，并采用喷灌、滴灌和地下灌溉等技术，的混风设备，并采用喷灌、滴灌和地下灌溉等技术，有的还使用无土栽培法。有的温室还装备有电脑控制有的还使用无土栽培法。有的

8、温室还装备有电脑控制系统，以变化的光照强度为中心，随时调节室温和空系统，以变化的光照强度为中心，随时调节室温和空气中二氧化碳浓度，或辅以湿度、风速、温度场乃至气中二氧化碳浓度，或辅以湿度、风速、温度场乃至营养液中无机盐含量的调节，从而为作物创造适合生营养液中无机盐含量的调节，从而为作物创造适合生长的最佳环境。长的最佳环境。25大家好26大家好27大家好28大家好 中国农产品加工业的历史源远中国农产品加工业的历史源远流长。早在战国、西周、西汉的文流长。早在战国、西周、西汉的文献资料中，对粮食制饴，葡萄酿酒，献资料中，对粮食制饴，葡萄酿酒，煎蔗为糖，大豆生产豆腐、酱油，煎蔗为糖，大豆生产豆腐、酱油

9、，牛奶制作奶酒等食品技术就有记载。牛奶制作奶酒等食品技术就有记载。29大家好1976年在河南新郑裴李岗出土的石磨年在河南新郑裴李岗出土的石磨盘。据考证，为盘。据考证，为7000年前的新石器时年前的新石器时期早期，比仰韶文化还要早。期早期，比仰韶文化还要早。30大家好 在沈阳“老龙口”出土的正面为“阴阳鱼”造型的石磨群。是山西商人孟子敬于清代康熙元年（1662年），在沈阳小东门外建的制酒作坊的遗物。31大家好32大家好5000年前（神农氏）的榨油工具33大家好风力车、石磨等34大家好晋代的水磨35大家好36大家好37大家好38大家好公元前5000多年，中国就有了石磨39大家好龙骨提水车，又叫翻车

10、。是东汉灵帝（公元168-189年）毕岗创造的，直到20世纪50年代末，在江南农村还能见到。40大家好筒 车41大家好井 车42大家好43大家好44大家好45大家好46大家好47大家好48大家好49大家好 “精确农业精确农业” (Precision Agriculture)技技术研究发展的驱动力，是在所有耕地中发术研究发展的驱动力，是在所有耕地中发现的作物生长环境和收获产量实际分布的现的作物生长环境和收获产量实际分布的空间差异性。空间差异性。 精确种植的基本技术至少要具备以下四精确种植的基本技术至少要具备以下四项功能：项功能：随时间或随时间或( (及及) )空间变化采集数空间变化采集数据；据；

11、根据数据绘制数据电子地图，即田根据数据绘制数据电子地图，即田间状态图，并加工、处理，形成管理设计间状态图，并加工、处理，形成管理设计( (或作业执行电子地图，即对策图或作业执行电子地图，即对策图) )；精精确控制田间作业；确控制田间作业；对精确种植的农业效对精确种植的农业效果、经济效益及环境效益进行评估。果、经济效益及环境效益进行评估。50大家好 精确种植的技术包括以下内容：全球定位系统精确种植的技术包括以下内容：全球定位系统GPSGPS、地理信息系统地理信息系统GISGIS、计算机控制器、传感器及遥感系统、计算机控制器、传感器及遥感系统RSRS、变量投入设备、绘制电子地图及数据处理加工软、变

12、量投入设备、绘制电子地图及数据处理加工软件、专家系统件、专家系统ESES及决策支持系统及决策支持系统DSSDSS等软件及硬件。等软件及硬件。 GISGeographical Infromation System，地理信息系统；，地理信息系统； GPSG1obal Positioning System，全球定位系统：，全球定位系统： RSSRemote Sensing System，遥感系统；，遥感系统； SSSimulation System，模拟系统；，模拟系统； ESExpert System，专家系统；，专家系统； DSSDecision Support System决策支持系统；决策支

13、持系统； ICSIntelligence Contro1 System，智能控制系统，智能控制系统51大家好52大家好53大家好54大家好55大家好56大家好57大家好58大家好提供提供有关农业工程的基本概念、常识、有关农业工程的基本概念、常识、基本方法；进一步深入了解各方面基本方法；进一步深入了解各方面内容的必要线索。内容的必要线索。59大家好世界农业科n6、由“化学化”向“生物化”发展n7由“单向性”向”综合性”发展60大家好我我国国农农业业61大家好第一章第一章 农业物料的工程性质农业物料的工程性质 1研究的意义研究的意义 农业物料一般指：动植物产品、加工成 品、半成品、以及与农业作业有

14、关的土壤、 肥料、农药等。（即：产品和作业对象）意义：有利于正确的设计工艺与设备；质量 的评估。2 农业物料的形态特征农业物料的形态特征 一、尺寸和形状一、尺寸和形状 尺寸和形状尺寸和形状62大家好（一）圆形和球形 圆度 式中：圆度表示与理想圆的接近程度； r指各棱角的曲率半径； R值最大内接圆的半径。（P6 图1-1）Rmrm1ii异能够反映相互之间的差态能够描述物料实体的形63大家好64大家好di dc 式中：di指类球体的最大投影面积图形的最大 内切圆直径 dc指类球体的最大投影面积图形的最小 外接圆直径对于椭球：球度=3/1外接球体积椭球体积=3/13a6abc665大家好=a3/ 1

15、)abc(=（二）尺寸的表示最大直径几何平均直径（1）粒径（非类球物料） )8P 21( ) 7P 11(如表然后计算平均值，需先测定单一粒，群体平均直径的计算，如表单一粒径的计算，66大家好测定计算平均粒径的简易方法：粗颗粒的平均粒径（可以一粒一粒的 分拣） 200nMnM6dssn3ssns为颗粒个数，一般为密度为总质量，按表1-2的算法 会存在d3d2d1d7d4d5d6的不同结果粉状物的平均粒径 （取为50100g试样） 67大家好68大家好m1iiisdX1d（调和平均粒径）或用算术平均粒径 m1iiis)dx(d相邻筛子之间物粒的名义直径 1iii d dd1ii d d69大家好

16、Xi为di下方，di+1上方的物料占总质量的百分数。（权重）应根据测定的目的选用，如所对应的粒径）中径（粒径总积分布达评定分级装置时，用质量平均径气力输送时，用算术平均径尺寸比较时，用%50 ddd5061（2）单项尺寸的测定，用 70大家好，按过筛情况分组利用不同的孔径的套筛或图具，然后分级统计，卡尺、轮廓放大仪等量21（三）尺寸分布 可代表一批物料粒径的平均尺寸71大家好二、密度 一）真实密度（true density）： fVst实际体积质量（成分、水含量等） 测量方法主要有 比重瓶法（粉末物料）浮力法（小物体）称重法（大物体）比重瓶法（粉末物料）浮力法（小物体）称重法（大物体）72大家

17、好（二）容积密度（bulk density）与孔隙率（度）： tsaV/m（物料总质量与视在体积或称虚表容积之比）孔隙度（率） %100VV%100)1 (tvta孔隙所占体积与整个物料所占体积之比（孔隙比孔隙体积与物料固体物质体积之比） 73大家好) 1(1attatatatstvsvvavvvvvvvvvve孔隙度三、农业物料形态特征在农业工程中的应用三、农业物料形态特征在农业工程中的应用（一）品质评定： 1谷物成熟程度（与尺寸有关）、杂质含量、均匀度等与有关；土壤紧实程度 2牛奶放置时间长，变大。（二）确定物料清选和分级工艺74大家好根据球度的大小影响滚动性尺寸形状的差异影响选择分选方法

18、的设备由尺寸的分布规律，确定分选的可能性及筛孔的大小等。（1）分选可能性（分离程度）和孔型 （图1-4 不同的物料的尺寸频率分布曲线）（2）筛孔（窝眼）大小的选择：根据分选的 目的和要求确定（图1-5）（三）设计计量装置或容器根据容积密度75大家好76大家好3 3农业物料的机械特性农业物料的机械特性 一、应力、应变与破坏一、应力、应变与破坏 有助于选择加工方法 （一）、应力与应变：农业物料的流变特性农业物料的流变特性是研究物料在外力作用下产生的变形和流动，以及载荷作用的时效。77大家好 变形弹性变形；流动：塑性流动粘性流动流变特性用应力、应变和时间三个参数表示。应力松弛指物料突然地变形到给定值

19、并保持 不变时，应力随时间变化的函数关系。（与蠕变对应）东农303马铃薯的应力松弛模量方程（P11.图1-7）弹性模量：t 2 . 1e178. 0t036. 0e69. 178. 1) t (E78大家好79大家好80大家好农业物料的应力应变关系，因农业物料通常等特点，而变得非常复（P12.图1-8）。 水分非均质性多相性具有（二）农业物料的破坏（1）破坏的原因机械力：挤压、切断、碰撞、颠簸等。 谷粒的损伤与受力大小受力大小和水分高低水分高低密切相关（P12.图1-9）其他应力（物理化学的作用）：热应力（烘干与冷却过程）；乙醇促使苹果边熟腐烂；湿应力（西瓜番茄水分过大的裂口）。 81大家好8

20、2大家好 物料自身的生化作用呼吸代谢作用在 温度 湿度较高条件下（受伤后速度变快），导 致生命缩短而坏死（呼吸加快，营养消耗加 快）。甘薯受伤后呼吸量加大（P13.图1-10）83大家好（2）破坏的类型： 切断（正切、斜切、歪切、滑切） 粉碎（击磨玉米；压磨小麦、大 蒜） 去壳（克剥核桃；热胀应力松籽 、板栗；撞击葵花籽） 碎土（弯曲犁地）有害性破坏的防止提高贮藏质量降温降湿充氮防振动撞击改善运输装置和包装84大家好85大家好二、流体动力学特性二、流体动力学特性（ 流体流体以空气、水 （形变介质）为载运体）与物料的输送、装 卸、分离等作业有关系（一）流体对农业物料的作用力 摩擦阻力形面阻力（压

21、差阻力）阻力升力（浮力）221VCAPV（）阻力与阻力系数根据因次（量纲）分析，流体的总阻力C为阻力系数（一般由试验确定）86大家好A为物体垂直于平面内的投影面积 为流体密度 g/cm3V为流体和物体的相对速度 m/s 阻力系数:为雷诺数为系数ekeRkaRaC,VdReVdRe数）流体的粘度（动粘滞系流体密度流体和物体的相对速度物体的特征尺寸Vd87大家好88大家好 动力粘度的定义（P21）单位面积、单位速度梯度时所受到的剪力。AdhdvF 1PaS（帕秒）=10P（泊：达因S/cm2；克/cmS）=1000CP(厘泊；毫帕秒)C=f(Re)的关系复杂，一般为34个区域 00紊流压，摩擦阻力

22、不可忽略形面阻力和摩擦阻力均层流区小域，形面阻力cba89大家好（）物料在流体（形变介质）中的临界速度 （即:重力-浮力=阻力 时的相对速度V0）球状物体 重力浮力：时2021VCAPgWsssCAgVss)(20球体的体积和投影面积分别为d3/6 和d2/4，一般情况下，C0.4490大家好CgdVs)(155. 10非球状物体 实验证明：当Re液体气体；水的导热系数为0.06 W/mK。果蔬的导热系数 ：dwMM)1 ( 肉类：=0.0798+0.00517M（ 当温度为060，含水率6080%时） （三）导温系数（热扩散系数，）： 反映导热过程中物料导热能力和储热能力间的关系，是衡量物料

23、受热后温度传导能力的重要参数。 122大家好CdxdTdAdQCsmQKmmsKQ/23（单位：m2/s）三、农业物料热特性的应用三、农业物料热特性的应用（一）设计烘干和冷却工艺参数和规范供热和升温与比热有关物料层的厚度和加热均匀度与导热系数有关热特性跟温度和水分的关系等（二）品质检验： 如牛奶比热C=0.93若偏离过大即为掺假或变质。 123大家好5 农业物料的电磁辐射特性农业物料的电磁辐射特性 不同的物料对不同波有不同的反射、折射、绕射（衍射）、散射和吸收作用，能引起内部组织和结构的变化。 124大家好一、农业物料的可见光特性一、农业物料的可见光特性（约为0.40.77m）（一）反射特性：

24、 光反射率 ：%1000IIRR I0和IR分别表示射向物料总辐射强度和反射回的辐射强度（即单位面积上的光通量，W/m2）。 （P27.图1-31）125大家好126大家好不同物料或同物料的不同发育阶段其R不相同。为了消除物料外形、光源的强弱所产生的误差，通常采用两种波长的光测其反射率差。R或反射率比R1/R2作为判断标准。 （二）光透射特性 透射率：T=IT/I0100%实际应用中，常采用吸光度 )1log(TA127大家好能够同时反映物料的外表特征和内部密度等。（三）延迟发光特性 物料经过照射，使叶绿素分子离子化，产生自由电子，使最低能级的叶绿素放出延迟光然后，逐渐衰减（P27.图1-32

25、）。128大家好二、农业物料的其它光辐射特性农业物料的其它光辐射特性（红外光：0.771000m；紫外光：0.040.39m）红外线辐射有显著的热效应和较强的穿透力。红外辐射特性（R、T、A等）与物料的厚度、结构、密度、水分以及照射条件有关。129大家好 远红外探测器，可探测森林火灾、作物长势和预报病虫害等。紫外线辐射（0.040.39m），有激发光现（不同物质发出不同颜色的荧光），用于分拣、 鉴定纯度等。用近红外光 谱分析法，可以快速、准确测定物料的品质和成分； 生物受适当强度的紫外光照射，可促进维生素D的转化，有利于健康；过强的紫外线能消毒杀菌，但有害于健康。130大家好三、农业物料的其它

26、三、农业物料的其它电磁辐射电磁辐射特性特性（一）微波（0.10.01m）辐射特性(R、T、A等)比短波显著。1、原理、原理： 通过极性水分子振荡，导致细胞膜破裂和细胞间的氢键松弛破坏而难以存活；但有时可能激活细胞，增加种子发芽率等。2、用途、用途 杀死有害微生物率加热：单位物料消耗功22EtgfP（二）X射线和放射性辐射波1、原理：、原理： 穿透力强，使水和其它物质电离，从而影响新陈代谢131大家好2、用途、用途： 推迟果菜完熟期； 推迟蘑菇破膜开伞； 诱变育种； 杀菌保鲜（大蒜）。四、电磁辐射的应用四、电磁辐射的应用（见P29.表1-10）rrrrr132大家好133大家好134大家好6 农

27、业物料的电特性和磁特性农业物料的电特性和磁特性一、生物电一、生物电受精蛋两端电位差mV7320mV-15雌性：雄性： 植株受伤部分和完整部分间存在电位差，且伤势严重，则电位升高。 135大家好r (0和C0为真空介电常数和电容。表示提高电容量的能力)(表示物料在交流电场中吸收电能转化为热能的能力)二、介电特性二、介电特性 介电常数： =D/E (D电通量密度；E电场强度)相对介电常数=/0=C/C0r介质损耗角正切：CRI /I/tg136大家好用途测含水率加热物料 （见P31.图1-34） 137大家好 充满理想电解质的电容器没有能量消耗，其电流Ic超前电压V为900。由于有了损耗，使电流I

28、与电压V的相位角减小，损耗角增加。 （通常）在任何给定频率下，电介质可用理想电容和电阻R组成的并联电路表示（见上图）。总电流I与外加电压V之间的角度称为相位角，cos称为功率系数，在很小时， tgcos。 138大家好图1-34 稻谷介电常数与含水率的关系139大家好三、电阻率（三、电阻率（m）AlR已知实验得出，吸湿性物料有：bawlog（水分传感器原理） a、b为物料特性常数=f(品种、密度、温度等)西瓜电阻率与含糖量的关系，P31.图1-35140大家好141大家好AlR 四、磁特性四、磁特性用磁化水灌溉，可以增强根系的吸水性、有利于叶茎的生长。磁化的主要表现（作用）：作物增产。例如，在

29、播前612天，将小麦种子在3060mT（毫特斯拉）磁感应强度下进行处理数秒数秒，能够提高净光合速率。142大家好减少耕翻作业的能耗。在犁铧处安装强磁性减少耕翻作业的能耗。在犁铧处安装强磁性源，可以使阻力源，可以使阻力11.3%；阻力波动小（波动系；阻力波动小（波动系数由数由6.95%到到1.99%）。）。增强土粒凝聚性。增强土粒凝聚性。土壤磁化率与有机质的关系：土壤磁化率与有机质的关系：X=28.6+14.6Om(%) ，相关系数，相关系数r=0.902；磁化率磁化率=磁化强度磁化强度/磁感应强度，磁感应强度， 磁感应强度磁感应强度磁性物质中单位体积的磁矩磁性物质中单位体积的磁矩。143大家好

30、1、电阻率、电阻率等）与含水量的关系。等）与含水量的关系。（二）物料干燥（二）物料干燥 利用介电损耗原理。利用介电损耗原理。 采用高频（采用高频（1150MHz）或超高频）或超高频(微微波波)（9152450MHz）加热更加优越，如：）加热更加优越，如：含水量含水量17%的蘑菇经微波处理的蘑菇经微波处理5分钟，水分便分钟，水分便可降到可降到5%一下，而在一般烘房内则需一下，而在一般烘房内则需68小小时。时。 利用电特性（电导率利用电特性（电导率五、农业物料电特性在农业工程中的应用五、农业物料电特性在农业工程中的应用（一）含水率测定（一）含水率测定144大家好微波加热的原理利用材料对电磁波的吸收

31、进行加热，主要有高频波（10kHz300MHz)；微波(300MHz 300000MHz)两种电磁波。145大家好水分子在微波长中极化运动示意图146大家好（三）质量评定（三）质量评定 测：测： 主频含水量电导率碰伤电位差细胞组织材料的阻抗与电流频率147大家好148大家好紫外线、静电种子清选微波软化皮层提高发芽率)(用于：（四）种子处理149大家好7 农业土壤的工程性质农业土壤的工程性质 周礼中指出：“万物自生焉则曰土，以人所耕而树艺焉则曰壤”。古书说文解字对土的定义：“土者，地之吐生物者也”。并进一步解释：“二象地之上，地之中”。即土壤位于岩石上，地面以下的大地表层；“ ”是“物出之形”，

32、表示土壤能够生长植物。两者合起来就是“土”。本节主要内容：土壤的形成；土壤的组成；土壤的性质；土壤盐碱化及其危害。150大家好 一、自然土与农业土壤的形成一、自然土与农业土壤的形成（一）自然土的形成：岩石母质微生物植物五大自然成土因素：母质、气候、生物、地形、时间。 岩石层母质层沉积层带酸型的淋溶层枯枝败叶层自然土（5层）：151大家好（二）农业土壤的形成土壤（4层）屑或母质）底土层（自然风化的碎状态）心土层（保持自然土的）犁底层（）耕作层（10cm-520-15cm二、土壤孔隙度、土壤水和空气二、土壤孔隙度、土壤水和空气土壤为三相体（见下图）： 33/5 . 10 . 1/8 . 12 .

33、1%6030cmgcmg粘质土壤砂质土壤容积密度（其中非水即气）孔隙占152大家好45%5%50%土粒45%有机质5%孔隙50%（一）土壤孔隙度土壤孔隙 mmm10010011非毛管孔隙毛管孔隙非活性孔隙153大家好 土壤要求：总孔隙度为30-60%，非毛管孔隙10%；毛管孔隙（含非活性孔隙） 非毛管孔隙=24 1。土壤孔隙度= %100)1 (tatvVV土壤孔隙比： ) 1(1attatatatstvsvvavvvvvvvvvve孔隙度154大家好（二）土壤水：气态水孔隙中的水汽；吸湿水土壤颗粒表面由空气中吸 取的水分子（约20个水分子厚，密度 为1.2 2.4，冰点为78）。薄膜水包容在

34、吸湿水外面的水膜， 最大含量为吸湿水的24倍。外层 膜状水可以被作物利用，但移动缓 慢。毛管水重力水155大家好156大家好三、土壤含水率和土壤状态三、土壤含水率和土壤状态见P34.表1-12；P35.图1-38。含水量：由小大 状态： 固体塑体流体 力学特性：小大小（三）土壤空气：（三）土壤空气：相对湿度大，氧气少，CO2多（是空气中的5120倍）。土壤空气增多，微生物活动旺盛（尤其温度较高时），有利于有机质分解。 157大家好四、土壤的强度与破坏四、土壤的强度与破坏土壤强度不引起屈服应变和破坏的最大应力。外力拉、压、剪、穿透等破坏断裂、压缩、塑流等 土壤强度是变化的，不是定值。质地、含水量

35、的不同； 由于孔隙的存在，难以准确地衡量有 效截面积。158大家好159大家好（一）抗剪强度（一）抗剪强度（S） 据摩尔库伦经验公式：S=C+tg (类似于物料摩擦力公式：F=+fP)160大家好式中：C粘结力；正应力；内摩擦角；粘附力。（二）承压强度（支承能力）（二）承压强度（支承能力）nZ基本公式：P=K（ ）式中：P载荷压强； Z下陷深度； n与土壤性质有关的常数； K考虑到K与承载面积有关，故分为两部分：KbKKC161大家好其中，Kc内聚变形模量，与面积有关； K摩擦变形模量，与面积无关； b矩形支承面的短边或圆形半径。 土壤下塑限开始表现可塑性时的含水量 （犁地的含水量应在下塑限以

36、下） 土壤上塑限失去可塑性，开始流动时的 含水量。 两者之间的含水量范围称为可塑性范围， 两者之差称为塑性值。塑性值大的土壤，可塑性强。 五、土壤结持度五、土壤结持度在不同水分下，土粒在外 力作用下的难移动度。162大家好土壤结持度与含水量有关水分影响土粒的粘结力和粘附力（P37.图1-43）。 163大家好 土壤的状态从 干燥泥浆；其结持性依次为：坚固、酥软、可塑、粘韧、浓浆、薄浆。 通常为了减小机具的摩擦阻力（摩擦阻力约占总阻力的50%，而当作业速度达到14.5km/h时 只占8%），常采取以下措施：增加刃口的锐度；涂聚四氟乙烯和尿素树脂等；电渗法：施以直流电场，使阴阳离子向不同方向迁移；

37、164大家好六、土壤压实六、土壤压实PACVVetvlg基本公式：式中： A压缩系数； P压力； CP0=1时的孔隙比，即单位压力下的e0。 P37.图1-44，表示干、湿土的P-e变化趋势。在酥软结持状态下作业。（另外，还有磁化犁、仿生犁等）165大家好166大家好 图1-45，表示含水量对压实程度的影响，在压在压力一定的情况下，一般当含水量为饱和含水量力一定的情况下，一般当含水量为饱和含水量的的8085%时，最易压实时，最易压实。 压实的后果：透水、透气性，蒸发；有机质分解慢，对作物供氮不足；耕作阻力，质量；影响产量。167大家好 减少压实的措施：复式作业；免耕、少耕；降低接地压力；定期深

38、松；施有机肥； 168大家好七、土壤的热特性七、土壤的热特性 C、各参数的物理意义与1.4是一致的。但由于土壤中水分和空气比一般物料多，热特性波动很大。 水分对土壤热容量的影响见P38.表1-13，当水分低时：C：砂土壤土粘土泥炭；169大家好图1-46 水分对导热系数和导温系数的影响170大家好 当水分高是：C：泥炭粘土壤土 砂土。 水置换了空气，而水的热容量大约是固相的35倍，是空气的3000倍。 、：砂土壤土粘土泥炭。 水导热系数是空气的26倍，是固相的1/31/4，通常土壤导热系数主要受含水量和松紧程度的影响，其影响程度大于容积密度。vCC 公式和是一致的， C乘以即为单位容积的比热。

39、171大家好通过测定（简单），可以研究导热方面的变化。 实践证明，常见作物种子发芽的最佳土温平均25。较高的土温有利于丰产。 昼夜温差大，有利于根系发育根系发育、作物成作物成以及土壤与大气中的气水交换气水交换。因此，耕（肥、中耕）使土壤疏松，可以使Cv，日照后升温快。 关系式vC的作用是：172大家好八、土壤的盐化和碱化八、土壤的盐化和碱化（一）盐碱土分类盐化土表层的中性盐含量0.2%，对作物有 危害；盐土表层的氯化盐0.6%或硫酸盐2%，危 害极大；碱化土表层含有碱性盐，PH8.5，碱化度 （在水中的含量）5%；碱土表层含有碱性盐，PH8.5，碱化度 20% 173大家好（二）盐碱土成因1、

40、自然因素 含盐高的母质，由于水的蒸发，在随雨流 到低洼处；耐盐力强的植物吸水时吸收了盐分，干枯时留在地表。2、人为因素灌溉不当、高位水库（使地下水位抬高）、水旱间隔种植等，造成次生盐渍化。 地下水位临界高度，一般认为：毛管深度+根系主要部分的分布深度。174大家好（三）盐碱土对农业生产的危害 生理干旱含盐水的浓度大，植物吸 水难甚至“反渗”而凋萎； 盐分毒性腐蚀幼芽或使叶子干枯； 营养失调影响植物对某些营养元素的 吸收或生成难溶解的化合物； 恶化土壤理化性质破坏团粒结构，干 时板结，湿时粘重，透气性差。造成植物 出芽难、微生物活动困难。175大家好本章重点、难点： 1、农业物料的机械特性； 2、农业物料特性在农业工程中的应用。思考题： 1、农业物料的基本特性； 2、含水量对农业物料特性的影响。大家好176