農(nóng)業(yè)工程概論

講稿

教材：《農(nóng)業(yè)工程概論》，張偉主編，中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1997年，第一版。主要參考書：

1.《農(nóng)業(yè)物料學(xué)》，周祖鍔主編，農(nóng)業(yè)出版社，1994年；2.《農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程》，崔引安主編，農(nóng)業(yè)出版社，1994年；3.《農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與貯藏》，沈再春主編，農(nóng)業(yè)出版社，1995年；4.《農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程》，朱永達(dá)主編，農(nóng)業(yè)出版社，1993年?！掇r(nóng)業(yè)工程概論》1緒論一農(nóng)業(yè)工程與農(nóng)業(yè)的發(fā)展1.農(nóng)業(yè)的發(fā)展（時(shí)代的劃分）：從2000多年以前——19世紀(jì)中葉：原始農(nóng)業(yè)（古代農(nóng)業(yè)）；19世紀(jì)中葉——20世紀(jì)40年代（二戰(zhàn)結(jié)束）：傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)（近代農(nóng)業(yè)）；20世紀(jì)40年代——至今：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。2※原始農(nóng)業(yè)，完全靠刀耕火種；傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，有了引水灌溉和施用農(nóng)家肥；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，有了工業(yè)產(chǎn)品的武裝（化肥、農(nóng)藥、機(jī)械）。國(guó)外之所以稱為“近代農(nóng)業(yè)”，是因?yàn)槟菚r(shí)也有了少量的半機(jī)械化、機(jī)械化農(nóng)具。

2、農(nóng)業(yè)工程的發(fā)展：

1889年，美國(guó)人伯格首先發(fā)明了底盤與蒸汽機(jī)底盤相似的拖拉機(jī)──“巴加”號(hào)拖拉機(jī)，由芝加哥的查特煤氣機(jī)械公司試制成功。1892年，美國(guó)衣阿華州的約翰﹒M﹒弗羅利奇，在辛辛那提市制造出第一臺(tái)作為農(nóng)用牽引機(jī)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)式拖拉機(jī)，這是一臺(tái)真正實(shí)用的拖拉機(jī)，是著名的約翰﹒迪爾式拖拉機(jī)前身。

3451892年的拖拉機(jī)671904年，加利福尼亞的工程師霍爾特設(shè)計(jì)了界上第一臺(tái)履帶式拖拉機(jī)，1907年，霍爾特創(chuàng)辦的拖拉機(jī)制造公司制造出世界上最早的以汽油內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的履帶式拖拉機(jī)。這種拖拉機(jī)是當(dāng)時(shí)最成功的拖拉機(jī)，并成為數(shù)年后英國(guó)研制世界上第一種坦克時(shí)所參考的樣車。輪式拖拉機(jī)的發(fā)明，最初是在鋼輪外加一層橡膠保護(hù)層，汽車輪胎誕生后，人們先后給拖拉機(jī)使用了實(shí)心和充氣胎。但汽車輪胎并不完全適用于拖拉機(jī)，一是汽車輪胎的溝紋過(guò)于淺細(xì)。二是人們發(fā)現(xiàn)拖拉機(jī)在輪胎氣不足時(shí)反而比氣很足時(shí)的軟地行駛性能更好。1932年，美國(guó)的菲爾斯當(dāng)輪胎和橡膠公司生產(chǎn)出一種大尺寸的高花紋低壓充氣橡膠輪胎。這是第一種真正適用于農(nóng)用拖拉機(jī)輪胎。81908年產(chǎn)的履帶拖拉機(jī)（25HP）91908年產(chǎn)的履帶拖拉機(jī)（L20）101912年年的的履履帶帶拖拖拉拉機(jī)機(jī)（（Holt30））111914年年的的履履帶帶拖拖拉拉機(jī)機(jī)（（Holt30））121917年年產(chǎn)產(chǎn)的的履履帶帶拖拖拉拉機(jī)機(jī)（（40HP））131917年年Holt產(chǎn)產(chǎn)的的實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)性性履履帶帶拖拖拉拉機(jī)機(jī)141918年年產(chǎn)產(chǎn)的的履履帶帶拖拖拉拉機(jī)機(jī)（（Holt45））151928年年產(chǎn)產(chǎn)的的毛毛毛毛蟲(chóng)蟲(chóng)（（Caterpillar））L20履履帶帶拖拖拉拉機(jī)機(jī)161929年年產(chǎn)產(chǎn)的的履履帶帶拖拖拉拉機(jī)機(jī)（（毛毛毛毛蟲(chóng)蟲(chóng)60））171977年年毛毛毛毛蟲(chóng)蟲(chóng)D10181913年年的的金金屬屬輪輪拖拖拉拉機(jī)機(jī)191932年年的的橡橡膠膠輪輪胎胎拖拖拉拉機(jī)機(jī)2021★20世世紀(jì)紀(jì)30～～50年年代代，，發(fā)發(fā)達(dá)達(dá)國(guó)國(guó)家家已已經(jīng)經(jīng)實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了了機(jī)械械化化。然然后后農(nóng)農(nóng)業(yè)業(yè)工工程程向向更更高高層層次次發(fā)發(fā)展展：：即即設(shè)施施農(nóng)農(nóng)業(yè)業(yè)（打打破破了了季季節(jié)節(jié)性性、、地地域域性性的的限限制制））→→農(nóng)副副產(chǎn)產(chǎn)品品加加工工、貯貯運(yùn)運(yùn)→→農(nóng)農(nóng)業(yè)業(yè)環(huán)環(huán)境境與與資資源源保保護(hù)護(hù)（（保護(hù)護(hù)性性耕耕作作）→→精確確農(nóng)農(nóng)業(yè)業(yè)。22溫室室最早早起起源源于于中中國(guó)國(guó)，，據(jù)據(jù)《《前前漢漢書書··召召信信臣臣傳傳》》記記載載，，距距今今2000多多年年前前的的西西漢漢時(shí)時(shí)，，當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)的的皇皇都都西西安安已已在在生生有有暗暗火火的的屋屋子子里里種種植植蔥蔥、、韭韭一一類類蔬蔬菜菜，，可可在在冬冬季季為為皇皇宮宮提提供供新新鮮鮮蔬蔬菜菜。。這這是是世世界界上上最最早早的的溫溫室室。。發(fā)發(fā)展展到到清清代代，，溫溫室室的的形形式式和和栽栽培培技技術(shù)術(shù)已已較較成成熟熟，，除除用用于于種種植植黃黃瓜瓜等等多多種種蔬蔬菜菜外外，，還還生生產(chǎn)產(chǎn)許許多多名名貴貴花花卉卉。。在歐洲，，公元1世紀(jì)羅羅馬帝國(guó)國(guó)已使用用一種用用云母片片裝配的的溫床，，促成水水果早熟熟和為宮宮廷生產(chǎn)產(chǎn)黃瓜。。1599年，，在荷蘭蘭建成一一棟栽培培熱帶植植物的溫溫室，這這是歐洲洲最早的的溫室之之一。直直到19世紀(jì)，，溫室才才在歐洲洲普及開(kāi)開(kāi)來(lái)，當(dāng)當(dāng)時(shí)有許許多博物物學(xué)家從從熱帶地地區(qū)把多多種植物物新種帶帶回北方方寒冷的的家鄉(xiāng)，，同時(shí)玻玻璃制造造技術(shù)發(fā)發(fā)達(dá)也使使建造框框架式的的日光溫溫室成為為可能。。231836─1841年年，英國(guó)國(guó)德溫公公爵的園園丁領(lǐng)班班帕克頓頓在備德德貝郡查查茲沃斯斯府邸建建了一具具大型溫溫室，在在鐵、木木框架上上共鑲有有7000多平平方米的的玻璃。。1851年，，在英國(guó)國(guó)舉辦世世界上首首次萬(wàn)國(guó)國(guó)博覽會(huì)會(huì)時(shí)，帕帕克斯頓頓以他建建造的溫溫室為藍(lán)藍(lán)本，為為博覽會(huì)會(huì)的主展展館設(shè)計(jì)計(jì)了著名名的““水晶宮宮”。在現(xiàn)代的的大型溫溫室中，，已經(jīng)配配有帶熱熱風(fēng)或濕濕冷風(fēng)的的混風(fēng)設(shè)設(shè)備，并并采用噴噴灌、滴滴灌和地地下灌溉溉等技術(shù)術(shù)，有的的還使用用無(wú)土栽栽培法。。有的溫溫室還裝裝備有電電腦控制制系統(tǒng)，，以變化化的光照照強(qiáng)度為為中心，，隨時(shí)調(diào)調(diào)節(jié)室溫溫和空氣氣中二氧氧化碳濃濃度，或或輔以濕濕度、風(fēng)風(fēng)速、溫溫度場(chǎng)乃乃至營(yíng)養(yǎng)養(yǎng)液中無(wú)無(wú)機(jī)鹽含含量的調(diào)調(diào)節(jié)，從從而為作作物創(chuàng)造造適合生生長(zhǎng)的最最佳環(huán)境境。24252627中國(guó)農(nóng)產(chǎn)產(chǎn)品加工工業(yè)的歷歷史源遠(yuǎn)遠(yuǎn)流長(zhǎng)。。早在戰(zhàn)戰(zhàn)國(guó)、西西周、西西漢的文文獻(xiàn)資料料中，對(duì)對(duì)糧食制制飴，葡葡萄釀酒酒，煎蔗蔗為糖，，大豆生生產(chǎn)豆腐腐、醬油油，牛奶奶制作奶奶酒等食食品技術(shù)術(shù)就有記記載。281976年在河河南新鄭鄭裴李崗崗出土的的石磨盤盤。據(jù)考考證，為為7000年前的新新石器時(shí)時(shí)期早期期，比仰仰韶文化化還要早早。29在沈陽(yáng)““老龍口口”出土土的正面面為“陰陰陽(yáng)魚(yú)””造型的的石磨群群。是山山西商人人孟子敬敬于清代代康熙元元年（1662年），，在沈陽(yáng)陽(yáng)小東門門外建的的制酒作作坊的遺遺物。30315000年前（（神農(nóng)氏氏）的榨榨油工具具32風(fēng)力車、、石磨等等33晉代的水水磨34353637公元前5000多年，，中國(guó)就就有了石石磨38龍骨提水水車，又又叫翻車車。是東東漢靈帝帝（公元元168-189年））畢崗創(chuàng)創(chuàng)造的，，直到20世紀(jì)紀(jì)50年年代末，，在江南南農(nóng)村還還能見(jiàn)到到。39筒車車40井車車41保護(hù)性耕耕作是以以保水保土土為核心的的少耕免免耕、殘殘茬覆蓋蓋、生物物覆蓋和和作物輪輪作相結(jié)結(jié)合的技技術(shù)體系系，起源源于20世紀(jì)30年代代的美國(guó)國(guó)基本概念念:用大大量秸稈殘茬茬覆蓋地表，將將耕作減少少到只要能能保證種種子發(fā)芽芽即可，，并主要要用農(nóng)藥藥來(lái)控制制雜草和和病蟲(chóng)害害的一種種耕作技技術(shù)保護(hù)性耕耕作的起起源與發(fā)發(fā)展42保護(hù)性耕耕作的四四項(xiàng)關(guān)鍵鍵技術(shù)免耕播種種技術(shù)深松技術(shù)術(shù)秸稈殘茬茬覆蓋處處理技術(shù)術(shù)雜草控制制技術(shù)。。431、免耕法能能夠形成成小氣候候優(yōu)勢(shì)2、保護(hù)護(hù)性耕作作改善土土壤結(jié)構(gòu)構(gòu)，保蓄蓄更多水水分，提提高土壤壤水分利利用效率率,增增加作物物產(chǎn)量3、作物根茬覆蓋蓋能固定表土土，阻止土粒粒、沙塵的移移動(dòng)，防止土土壤風(fēng)蝕,有有效扼制沙塵暴的的發(fā)生4、少免耕法減少少機(jī)具在田間間的耕作次數(shù)數(shù)、降低成本本，提高燃油油利用率與經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益保護(hù)性耕作的的意義4445大型多梁牽引引式免耕播種種機(jī)464748“精確農(nóng)業(yè)””(PrecisionAgriculture)技技術(shù)研究發(fā)展展的驅(qū)動(dòng)力，，是在所有耕耕地中發(fā)現(xiàn)的的作物生長(zhǎng)環(huán)環(huán)境和收獲產(chǎn)產(chǎn)量實(shí)際分布布的空間差異異性。精確種植的基基本技術(shù)至少少要具備以下下四項(xiàng)功能：：①隨時(shí)間或或(及)空間間變化采集數(shù)數(shù)據(jù)；②根據(jù)據(jù)數(shù)據(jù)繪制數(shù)數(shù)據(jù)電子地圖圖，即田間狀狀態(tài)圖，并加加工、處理，，形成管理設(shè)設(shè)計(jì)(或作業(yè)業(yè)執(zhí)行電子地地圖，即對(duì)策策圖)；②精精確控制田間間作業(yè)；④對(duì)對(duì)精確種植的的農(nóng)業(yè)效果、、經(jīng)濟(jì)效益及及環(huán)境效益進(jìn)進(jìn)行評(píng)估。49精確種植的技技術(shù)包括以下下內(nèi)容：全球球定位系統(tǒng)GPS、地理理信息系統(tǒng)GIS、計(jì)算算機(jī)控制器、、傳感器及遙遙感系統(tǒng)RS、變量投入入設(shè)備、繪制制電子地圖及及數(shù)據(jù)處理加加工軟件、專專家系統(tǒng)ES及決策支持持系統(tǒng)DSS等軟件及硬硬件。GIS—GeographicalInfromationSystem，，地理信息系系統(tǒng)；GPS—G1obalPositioningSystem，全全球定位系統(tǒng)統(tǒng)：RSS—RemoteSensingSystem，，遙感系統(tǒng)；；SS—SimulationSystem，，模擬系統(tǒng)；；ES—ExpertSystem，專家系統(tǒng)統(tǒng)；DSS—DecisionSupportSystem．決策支支持系統(tǒng)；ICS—IntelligenceContro1System，智能控制制系統(tǒng)505152二農(nóng)業(yè)工程程學(xué)科的性質(zhì)質(zhì)與任務(wù)1、學(xué)科的發(fā)發(fā)展：★1896年年，美國(guó)內(nèi)布布拉斯加大學(xué)學(xué)農(nóng)學(xué)院，，開(kāi)設(shè)“農(nóng)業(yè)業(yè)工程概論””課程；★1907年，在美國(guó)國(guó)的麥迪遜，，成立美國(guó)農(nóng)農(nóng)業(yè)工程程學(xué)會(huì)（AmericaSocietyofAgriculturalEngineering.ASAE）；；★隨后，在以以后的10多多年里，美國(guó)國(guó)、加拿大大的許多大大學(xué)都成立了了“農(nóng)業(yè)工程程系”。農(nóng)農(nóng)業(yè)工程系系一般由工程程學(xué)院和農(nóng)學(xué)學(xué)院共同領(lǐng)領(lǐng)導(dǎo)，起初分分兩個(gè)科目：：1.農(nóng)業(yè)業(yè)工程（農(nóng)業(yè)業(yè)工程科學(xué)））2.農(nóng)業(yè)業(yè)機(jī)械化（農(nóng)農(nóng)業(yè)工程技術(shù)術(shù)）53★學(xué)科的發(fā)發(fā)展：機(jī)械械應(yīng)用與管理理→耕作土壤動(dòng)力學(xué)學(xué)→農(nóng)業(yè)物料的的工程性質(zhì)質(zhì)→農(nóng)田水利學(xué)學(xué)→農(nóng)村能源→農(nóng)村電氣化→農(nóng)副產(chǎn)品品加工→農(nóng)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程（計(jì)算機(jī)模模擬、專家家系統(tǒng)等））。1996年年以前，農(nóng)農(nóng)業(yè)工程學(xué)學(xué)科包括9個(gè)本科專專業(yè)：1.農(nóng)業(yè)機(jī)機(jī)械化；2.農(nóng)業(yè)業(yè)建筑與環(huán)環(huán)境工程；；3.農(nóng)業(yè)業(yè)電氣化與與自動(dòng)化；；544.農(nóng)田水水利工程；；5.土地規(guī)規(guī)劃與利用用；6.農(nóng)村能能源開(kāi)發(fā)與與利用；7.農(nóng)產(chǎn)品品貯運(yùn)與加加工；8.水產(chǎn)品品貯藏與加加工；9.冷凍冷冷藏工程。。1996年年以后合并并為4個(gè)本本科專業(yè)：：1.農(nóng)業(yè)機(jī)機(jī)械化及其其自動(dòng)化；；2.農(nóng)業(yè)電電氣化與自自動(dòng)化；553.農(nóng)業(yè)建建筑環(huán)境與與能源工程程；4.農(nóng)田水水利工程。。2.性質(zhì)質(zhì)與任務(wù)農(nóng)業(yè)工程學(xué)學(xué)科——是是應(yīng)用物理理科學(xué)、化化學(xué)和生物物科學(xué)及工工程技術(shù)來(lái)來(lái)研究、解解決農(nóng)業(yè)生生產(chǎn)及其過(guò)過(guò)程的工程程科學(xué)與工工程技術(shù)。。即：農(nóng)業(yè)工程學(xué)學(xué)科是將農(nóng)業(yè)與與工程聯(lián)系系起來(lái)，研研究｛生物物、生產(chǎn)、、生態(tài)｝與與｛物力、、化學(xué)、管管理｝的邊緣學(xué)科（性質(zhì)）。。56農(nóng)業(yè)工程———《中國(guó)國(guó)農(nóng)業(yè)百科科全書.農(nóng)農(nóng)業(yè)工程卷卷》中指出出：“農(nóng)業(yè)業(yè)工程是改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)手手段、生態(tài)態(tài)環(huán)境和農(nóng)農(nóng)村生活設(shè)設(shè)施的各種種工程技術(shù)術(shù)、工程管管理、工程程理論的總總稱”（任任務(wù)）。三.農(nóng)業(yè)工工程師的素素養(yǎng)和農(nóng)業(yè)業(yè)工程學(xué)的的研究方法法1.必須具具備農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及及生物學(xué)基基礎(chǔ)知識(shí)；（※生物系統(tǒng)的的特點(diǎn)：隨時(shí)間變變化；對(duì)環(huán)環(huán)境有自適適應(yīng)性。））2.必須具具備工程理論和和工程訓(xùn)練練，掌握系統(tǒng)統(tǒng)分析方法法；（能力力）57農(nóng)業(yè)工程屬屬于應(yīng)用學(xué)學(xué)科：要會(huì)綜合，會(huì)會(huì)做科學(xué)試試驗(yàn)；（綜合、、實(shí)踐→創(chuàng)創(chuàng)新）本課程的目目的：提供有關(guān)農(nóng)業(yè)工工程的基本本概念、常常識(shí)、基本方法；；進(jìn)一步深深入了解各各方面內(nèi)容的必要要線索。58世界農(nóng)業(yè)科科技變革趨趨勢(shì)1、由“平平面式”向向“立體式式”發(fā)展2、由“石石油型”向向“生態(tài)型型”發(fā)展3、由“自自然式”向向“設(shè)施式”發(fā)展4、由“機(jī)機(jī)械化”向向“自動(dòng)化化”發(fā)展5、由“農(nóng)農(nóng)場(chǎng)式”向向“公園式”發(fā)展6、由“化化學(xué)化”向向“生物化化”發(fā)展7．由“單單向性”向向”綜合性性”發(fā)展59我國(guó)農(nóng)業(yè)戰(zhàn)戰(zhàn)略布局沿海地區(qū)和和大中城市市郊區(qū)要大大力發(fā)展高高效農(nóng)業(yè)。。中部糧食食主產(chǎn)區(qū)要要抓住主銷銷區(qū)騰出部部分糧食市市場(chǎng)的機(jī)遇遇，擴(kuò)大優(yōu)優(yōu)質(zhì)糧食生生產(chǎn)，提高高糧食的綜綜合效益和和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)力。西部部地區(qū)要發(fā)發(fā)展特色農(nóng)農(nóng)業(yè)、旱作作農(nóng)業(yè)和生生態(tài)農(nóng)業(yè)。。60第一一章章農(nóng)農(nóng)業(yè)業(yè)物物料料的的工工程程性性質(zhì)質(zhì)§1研研究究的的意意義義農(nóng)業(yè)業(yè)物物料料———一一般般指指：：動(dòng)動(dòng)植植物物產(chǎn)產(chǎn)品品、、加加工工成成品、、半半成成品品、、以以及及與與農(nóng)農(nóng)業(yè)業(yè)作作業(yè)業(yè)有有關(guān)關(guān)的的土土壤壤、、肥料料、、農(nóng)農(nóng)藥藥等等。。（（即即：：產(chǎn)品品和作業(yè)業(yè)對(duì)對(duì)象象）意義義：有有利利于于正正確確的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)工工藝藝與與設(shè)設(shè)備備；；質(zhì)質(zhì)量量的評(píng)評(píng)估估。。§2農(nóng)農(nóng)業(yè)業(yè)物物料料的的形形態(tài)態(tài)特特征征一、、尺尺寸寸和和形形狀狀尺尺寸寸和和形形狀狀61（一一））圓圓形形和和球球形形圓度度式中中：：圓圓度度表表示示與與理理想想圓圓的的接接近近程程度度；；r指指各各棱棱角角的的曲曲率率半半徑徑；；R值值最最大大內(nèi)內(nèi)接接圓圓的的半半徑徑。。（（P6圖圖1-1））6263對(duì)于于類類球球體體：：球度度=didc式中中：：di指類類球球體體的的最最大大投投影影面面積積圖圖形形的的最最大大內(nèi)切切圓圓直直徑徑dc指類類球球體體的的最最大大投投影影面面積積圖圖形形的的最最小小外接接圓圓直直徑徑對(duì)于于橢橢球球：：球度度===64==（二二））尺尺寸寸的的表表示示（1））粒粒徑徑（（非非類類球球物物料料））65測(cè)定定計(jì)計(jì)算算平平均均粒粒徑徑的的簡(jiǎn)簡(jiǎn)易易方方法法：：粗顆顆粒粒的的平平均均粒粒徑徑（（可可以以一一粒粒一一粒粒的的分揀揀））按表表1-2的的算算法法會(huì)會(huì)存存在在d3<d2<d1<d7<d4<d5<d6的的不不同同結(jié)結(jié)果果粉狀狀物物的的平平均均粒粒徑徑（（取取為為50~100g試試樣樣））6667……………（（調(diào)調(diào)和和平平均均粒粒徑徑））或用用算算術(shù)術(shù)平平均均粒粒徑徑相鄰鄰篩篩子子之之間間物物粒粒的的名名義義直直徑徑68Xi為為d’’i下下方方，，d’’i+1上上方方的的物物料料占占總總質(zhì)質(zhì)量量的的百百分分?jǐn)?shù)數(shù)。。（（權(quán)權(quán)重重））應(yīng)根根據(jù)據(jù)測(cè)測(cè)定定的的目目的的選選用用，，如如（2））單單項(xiàng)項(xiàng)尺尺寸寸的的測(cè)測(cè)定定，，用用69（三三））尺尺寸寸分分布布可代代表表一一批批物物料料粒粒徑徑的的平平均均尺尺寸寸70二、、密密度度一））真真實(shí)實(shí)密密度度（（truedensity））：：（成成分分、、水水含含量量等等））測(cè)量量方方法法主主要要有有71（二二））容容積積密密度度（（bulkdensity））與與孔孔隙隙率率（（度度））：：（物物料料總總質(zhì)質(zhì)量量與與視視在在體體積積或或稱稱虛虛表表容容積積之之比比））孔隙隙度度（（率率））孔隙隙所所占占體體積積與與整整個(gè)個(gè)物物料料所所占占體體積積之之比比（孔孔隙隙比比————孔孔隙隙體體積積與與物物料料固固體體物物質(zhì)質(zhì)體體積積之之比比））72三、、農(nóng)農(nóng)業(yè)業(yè)物物料料形形態(tài)態(tài)特特征征在在農(nóng)農(nóng)業(yè)業(yè)工工程程中中的的應(yīng)應(yīng)用用（一一））品品質(zhì)質(zhì)評(píng)評(píng)定定：：1．．谷谷物物成成熟熟程程度度（（與與尺尺寸寸有有關(guān)關(guān)））、、雜雜質(zhì)質(zhì)含含量量、均勻勻度度等等與與有關(guān)關(guān)；；土土壤壤緊緊實(shí)實(shí)程程度度2．．牛牛奶奶放放置置時(shí)時(shí)間間長(zhǎng)長(zhǎng)，，變變大大。。（二二））確確定定物物料料清清選選和和分分級(jí)級(jí)工工藝藝73根據(jù)據(jù)①球度度的的大大小小影影響響滾滾動(dòng)動(dòng)性性②尺寸寸形形狀狀的的差差異異影影響響選選擇擇分分選選方方法法的的設(shè)設(shè)備備由由尺尺寸寸的的分分布布規(guī)規(guī)律律，，確確定定分分選選的的可可能能性性及及篩篩孔孔的的大大小小等等。（1）分選可能性性（分離離程度））和孔型型（圖圖1-4不同的物物料的尺尺寸—頻頻率分布布曲線））（2）篩孔（窩眼眼）大小小的選擇擇：根據(jù)據(jù)分選的的目的和要求確確定（圖圖1-5）（三）設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)量量裝置或或容器———根據(jù)據(jù)容積密密度7475§3．農(nóng)農(nóng)業(yè)物料料的機(jī)械械特性一、應(yīng)力力、應(yīng)變變與破壞壞有助于選選擇加工工方法（一）、、應(yīng)力與與應(yīng)變：：△農(nóng)業(yè)物料料的流變變特性是研究物物料在外外力作用用下產(chǎn)生生的變形和流動(dòng)，以及載載荷作用用的時(shí)效效。76※變形———彈性變變形；流流動(dòng)：流變特性性用應(yīng)力、應(yīng)變和時(shí)間三個(gè)參數(shù)數(shù)表示。。應(yīng)力松弛弛——指指物料突突然地變變形到給給定值并并保持不不變時(shí)，，應(yīng)力隨隨時(shí)間變變化的函函數(shù)關(guān)系系。（與與蠕變對(duì)對(duì)應(yīng)）東農(nóng)303馬鈴鈴薯的應(yīng)應(yīng)力松弛弛模量方方程（P11.圖1-7）彈彈性模量量：777879★農(nóng)業(yè)物料料的應(yīng)力力——應(yīng)應(yīng)變關(guān)系系，因農(nóng)農(nóng)業(yè)物料料通常等特點(diǎn)，，而變得得非常復(fù)復(fù)（P12.圖1-8）。具有（二）農(nóng)農(nóng)業(yè)物料料的破壞壞（1）破破壞的原原因①機(jī)械力：：擠壓、、切斷、、碰撞、、顛簸等等。谷粒的損損傷與受力大小小和水分高低低密切相關(guān)關(guān)（P12.圖圖1-9）②其他應(yīng)力力（物理理化學(xué)的的作用））：熱應(yīng)力（烘干與與冷卻過(guò)過(guò)程）；；乙醇促促使蘋果果邊熟腐腐爛；濕應(yīng)力（西瓜番番茄水分分過(guò)大的的裂口））。8081③物料自身身的生化化作用———呼吸吸代謝作作用———在溫度濕濕度較高高條件下下（受傷傷后速度度變快）），導(dǎo)致生命縮縮短而壞壞死（呼呼吸加快快，營(yíng)養(yǎng)養(yǎng)消耗加加快）。甘甘薯受傷傷后呼吸吸量加大大（P13.圖圖1-10）82（2）破破壞的類類型：切斷（正切、斜斜切、歪歪切、滑滑切）粉碎（擊磨——玉米米；壓磨——小麥麥、大蒜）去殼（克剝——核桃桃；熱脹應(yīng)力力——松籽籽、板栗；；撞擊——葵花花籽）碎土（彎曲——犁地地）有害性破破壞的防防止8384二、流體體動(dòng)力學(xué)學(xué)特性（流體——以空空氣、水水（形變介介質(zhì)）為為載運(yùn)體體）與物物料的輸輸送、裝裝卸、分離離等作業(yè)業(yè)有關(guān)系系（一）流流體對(duì)農(nóng)農(nóng)業(yè)物料料的作用用力（１）阻阻力與阻阻力系數(shù)數(shù)根據(jù)因次次（量綱綱）分析析，流體體的總阻阻力C為阻力力系數(shù)（（一般由由試驗(yàn)確確定）85A為物體垂垂直于平平面內(nèi)的的投影面面積㎡ρ為流體密密度g/cm3V為流體體和物體體的相對(duì)對(duì)速度m/s阻力系數(shù)數(shù):8687動(dòng)力粘度度的定義義（P21）———單位位面積、、單位速速度梯度度時(shí)所受受到的剪剪力。1Pa··S（帕帕·秒））=10P（泊泊：達(dá)因因·S/cm2；克/cm·S））=1000CP(厘厘泊；毫毫帕·秒秒)C=f(Re)的關(guān)系系復(fù)雜，，一般為為3~4個(gè)區(qū)域域88（２）物物料在流流體（形形變介質(zhì)質(zhì)）中的的臨界速速度（即:重力-浮浮力=阻阻力時(shí)的相對(duì)對(duì)速度V0）①球狀物體體重重力—浮浮力：時(shí)球體的體體積和投投影面積積分別為為πd3/6和和πd2/4，，一般情況況下，C≈0.4489②非球狀物物體※實(shí)驗(yàn)證證明：當(dāng)當(dāng)Re<50,一般不不規(guī)則形形狀的物物體的阻阻力系數(shù)數(shù)C與球球體的阻阻力系數(shù)數(shù)C相差差很?。ǎㄒ?jiàn)P14.圖圖1-12）。?！弋?dāng)達(dá)到到臨界速速度時(shí)，，不規(guī)則則物體和和當(dāng)量球球體所受受的重力力和浮力力相等，，故二者者的阻力力也相等等?！喙こ讨兄?，先求求當(dāng)量球球體（質(zhì)質(zhì)量和密密度相同同的球體）的的臨界速速度，然然后加以以修正———求不不規(guī)則物體體的臨界界速度。。即：90（當(dāng)量球球體）91Kψ——球形形折合系系數(shù)（形形狀修正正系數(shù)）），P15.表1-3給給出了一一般谷粒粒的Kψ值。谷物種類水稻小麥高粱玉米大豆Kψ3.022.472.172.111.3392③有限空間間對(duì)臨界界速度的的影響例如：物物料在管管道中，，使流體體的通過(guò)過(guò)面積減減小、周邊邊流速增增高、產(chǎn)產(chǎn)生局部部阻力（（靜壓差差變大），，導(dǎo)致臨臨界速度度減小。。據(jù)烏斯呂呂斯基試試驗(yàn)（鋼鋼球）得得出經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)公式：：D為管道道直徑，，ds為為物體直直徑，V0為無(wú)無(wú)限空間間時(shí)的臨界界速度。。93④群體物料料（濃度度）對(duì)臨臨界速度度的影響響相互摩擦擦和碰撞撞，激起起紊流，，改變了了混（液液）體的密度度等，將將導(dǎo)致臨臨界速度度減?。ǎㄊ且粋€(gè)個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)問(wèn)題），，錢寧對(duì)對(duì)均勻沙沙粒所做做實(shí)驗(yàn)表明：V0——單粒粒的臨界界速度，，m0——沙粒粒的體積積濃度（（實(shí)驗(yàn)值值為5~25%），β值見(jiàn)P15表表1-4?！锎斯竭m適用于非非粘性粗粗粒泥沙沙94（二）物物料流體體動(dòng)力學(xué)學(xué)特性在在農(nóng)業(yè)工工程中的的應(yīng)用（１）清清選分離離中的應(yīng)應(yīng)用氣流分選選P16，圖圖1-14、15、16、17（２）物物料輸送送中的應(yīng)應(yīng)用959697三、流變變特性（（rheologicbehaviour）（一）流流變特性性的某些些特點(diǎn)：：用應(yīng)力、、應(yīng)變、、時(shí)間三三個(gè)參數(shù)數(shù)描述；；具有應(yīng)力力松弛或或蠕動(dòng)（（的表現(xiàn)現(xiàn)）。981、基本本元件①?gòu)椥栽◤棌椈蒘pring））或（卷簧簧的剪剪切公公式））Et1t2t1t2tt（二））流變變模型型99②塑性元元件（（滑桿桿）只要有有變形形，就就有：：P≥F(即即拉力力大于于等于于最大大摩擦擦力)100③粘性元元件（（牛頓頓液體體阻尼尼器））（即應(yīng)力等于動(dòng)力粘粘度乘以應(yīng)變速速率）1012、粘粘彈性性物料料的流流變模模型①麥克克斯韋韋爾模模型（（Maxwell實(shí)實(shí)質(zhì)質(zhì)是流流體模模型））※應(yīng)力相相等，，應(yīng)變變相加加。（（P19.圖1-21））應(yīng)力松松弛（（stressrelaxation)時(shí)間間：應(yīng)力松松弛至至初始始應(yīng)力力的1/e時(shí)所所需的的時(shí)間間102103②開(kāi)爾爾文模模型（（Kelvin實(shí)實(shí)質(zhì)是是固體體模型型，如如紡織、塑塑料繩繩等））應(yīng)變相相等，，應(yīng)力力相加加。彈彈簧的的運(yùn)動(dòng)動(dòng)是非非線性性的（（延遲遲彈性性變形形）。。（P19.圖1-22、、23）彈性滯滯后時(shí)時(shí)間：：（（retardationelasticity）應(yīng)變達(dá)達(dá)到最最終應(yīng)應(yīng)變的的（1－1/e）時(shí)時(shí)所需需的時(shí)時(shí)間104105典型粘粘彈性性體的的受力力與變變形1、Y點(diǎn)屈服服點(diǎn)(yieldpoint)2、屈屈服強(qiáng)強(qiáng)度（（elasticlimit））：直直線O－LL段的斜斜率，，LL點(diǎn)稱作作彈性性極限限點(diǎn)；；3、R點(diǎn)稱為為破斷斷點(diǎn)：：引起起物質(zhì)質(zhì)破碎碎或斷斷裂的的點(diǎn)。。106③其他模模型A、廣義麥麥克斯斯韋爾爾模型型：多多個(gè)麥麥克斯斯韋爾爾單體體并聯(lián)，主要要描述述復(fù)雜雜的應(yīng)應(yīng)力松松弛現(xiàn)現(xiàn)象。廣義麥麥克斯斯韋模模型107B、廣義開(kāi)開(kāi)爾文文模型型：多多個(gè)開(kāi)開(kāi)爾文文單體體串聯(lián)，主要要描述述具有有一個(gè)個(gè)以上上松弛弛（或或延遲遲）時(shí)時(shí)間的的物。108C、伯格斯斯模型型（Burgers）：：在外外力作作用下下，同同時(shí)呈呈現(xiàn)出出瞬時(shí)時(shí)彈性性變形形、延延遲彈彈性變變形和和粘性性流動(dòng)動(dòng)的性性質(zhì)。。是用用來(lái)預(yù)預(yù)測(cè)物物料蠕蠕變特特性最最著名名的流流變模模型之之一。。109D、賓賓漢模模型（（Bingham）：：*用來(lái)表表描述述外力力超過(guò)過(guò)屈服服應(yīng)力力時(shí)，，物料料才開(kāi)開(kāi)始流流動(dòng)的的現(xiàn)象象。如如：粘粘泥、、果醬醬、油油漆等等。110（三））流變變特性性的應(yīng)應(yīng)用（１））調(diào)節(jié)和和利用用物料料的表表觀粘粘度（（指非非牛頓頓液體在在不同同剪切切速率率或剪剪切應(yīng)應(yīng)力下下動(dòng)力力粘度度）倚時(shí)性性非牛頓頓液體體具有有觸稠性性（如肉肉丸））和觸稀性性的特點(diǎn)點(diǎn)。在某一一剪切切應(yīng)力力τi作用下，非非牛頓頓液體體的粘粘度為：111（２）物物料品質(zhì)質(zhì)檢驗(yàn)純蜂蜜和和假蜂蜜蜜的粘度度不同；；牛奶的的粘度與與脂肪含含量成比比。（３）利利用粘彈彈性物體體拉伸后后回縮的的特性進(jìn)進(jìn)行?？谠O(shè)設(shè)計(jì)（P20.圖1-24））112四、摩擦擦特性（一）固固體物料料的摩擦擦庫(kù)侖定律律：摩擦擦力（１）正正壓力的的影響：：影響凹凹凸不平平的平面面上凸峰的變變形———→F的變變化。（２）速速度的影影響：①①物料變變形；②②磨掉芒芒毛→F↑↓↓；③產(chǎn)產(chǎn)生靜電電等。113（３）水水分的影影響：含含水物料料與鋼板板（一般般為不易吸吸水材料料）等接接觸時(shí)，，會(huì)產(chǎn)生生粘附力μ，則則.其他影響響：滑動(dòng)摩摩擦角、、物料的的方向性性、塵埃埃等影響。（二）流流動(dòng)物料料的摩擦擦：指流體與與非流體體以及各各流體層層之間的的剪切應(yīng)應(yīng)力。某某些流體體的粘度度值見(jiàn)1-6（三）散散粒物料料的摩擦擦休止角越大，散落性就越小，

114內(nèi)摩擦角就越大。（※內(nèi)摩擦角——反映散粒物料間摩擦特性和抗剪強(qiáng)度的參數(shù)）（四）摩摩擦特性性的應(yīng)用用（１）改改變物料料的運(yùn)動(dòng)動(dòng)狀態(tài)，，剎車片片、千斤斤頂、地地輪（（減少打打滑）、、禾稈夾夾持等。。（２）合合理設(shè)計(jì)計(jì)料倉(cāng)。。（３）評(píng)評(píng)定物料料質(zhì)量：：休止角角。115116§4農(nóng)業(yè)業(yè)物料的的熱特性性一、熱量量的傳輸輸過(guò)程二、農(nóng)業(yè)業(yè)物料的的具體熱熱特性（一）比比熱：?jiǎn)螁挝毁|(zhì)量量的物質(zhì)質(zhì)溫度每每升高或或降低一一度度（K））所吸收收或放出出的熱量量。117依據(jù)加熱熱過(guò)程有有∵含水量量的波動(dòng)動(dòng)及影響響，計(jì)算算方法：：果蔬的比比熱計(jì)算算：118表1-7農(nóng)業(yè)業(yè)物料的的比熱值值物料含水率%比熱物料含水率%比熱硬小麥151.639杏85-903.77稻谷151.782桃85-903.77燕麥151.768胡蘿卜85-903.77玉米151.999青蒜85-903.77大豆153.771洋蔥85-903.77黃瓜85-903.68119（二）導(dǎo)導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)（導(dǎo)熱熱率，λλ）：?jiǎn)挝幻娣e積、單位位時(shí)間、、單位溫溫度梯度度傳導(dǎo)的熱量（（W/m·K））?！镫S溫度的的升高，，C略有有增大表示導(dǎo)熱熱的能力力：120★物料的密密度對(duì)導(dǎo)導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)有影響響，固體體>液體體>氣體體；水的的導(dǎo)熱系系數(shù)為0.06W/m·K。果蔬的導(dǎo)導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)：肉類：λλ=0.0798+0.00517M（※※當(dāng)溫溫度為0～60℃，，含水率率60～～80%時(shí)）（三）導(dǎo)導(dǎo)溫系數(shù)數(shù)（熱擴(kuò)擴(kuò)散系數(shù)數(shù)，α））：反映導(dǎo)熱熱過(guò)程中中物料導(dǎo)導(dǎo)熱能力力和儲(chǔ)熱熱能力間間的關(guān)系系，是衡衡量物料料受熱后后溫度傳傳導(dǎo)能力力的重要要參數(shù)。。121（單位：m2/s）三、農(nóng)業(yè)業(yè)物料熱熱特性的的應(yīng)用（一）設(shè)設(shè)計(jì)烘干干和冷卻卻工藝參參數(shù)和規(guī)規(guī)范供熱和升溫與與比熱有關(guān)物料層的厚度度和加熱均勻勻度與導(dǎo)熱系系數(shù)有關(guān)熱特性跟溫度度和水分的關(guān)關(guān)系等（二）品質(zhì)檢檢驗(yàn)：如牛奶比熱C=0.93若偏離過(guò)大大即為摻假或或變質(zhì)。122§5農(nóng)業(yè)物物料的電磁輻輻射特性不同的物料對(duì)對(duì)不同波有不不同的反射、、折射、繞射射（衍射）、、散射和吸收收作用，能引引起內(nèi)部組織織和結(jié)構(gòu)的變變化。123一、農(nóng)業(yè)物料料的可見(jiàn)光特特性（約為0.4～0.77μm）（一）反射特特性：光反射率：I0和IR分別表示射向向物料總輻射射強(qiáng)度和反射射回的輻射強(qiáng)強(qiáng)度（即單位位面積上的光光通量，W/m2）。（P27.圖圖1-31））124125★不同物料或同同物料的不同同發(fā)育階段其其R不相同。?！餅榱讼锪贤庑巍⒐庠吹膹?qiáng)弱所產(chǎn)生的誤差，通常采用兩種波長(zhǎng)的光測(cè)其反射率差。△R或反射率比R1/R2作為判斷標(biāo)準(zhǔn)。（二）光透射射特性透射率：T=IT/I0×100%★實(shí)際應(yīng)用中，，常采用吸光光度126能夠同時(shí)反映映物料的外表表特征和內(nèi)部部密度等。（三）延遲發(fā)發(fā)光特性物料經(jīng)過(guò)照射射，使葉綠素素分子離子化化，產(chǎn)生自由由電子，使最最低能級(jí)的葉葉綠素放出延延遲光然后，，逐漸衰減（（P27.圖圖1-32））。127二、農(nóng)業(yè)物料的其其它光輻射特特性（紅外光：0.77～1000μm；紫外光：：0.04～～0.39μμm）★紅外線輻射有有顯著的熱效效應(yīng)和較強(qiáng)的的穿透力?！锛t外輻射特性性（R、T、、A等）與物物料的厚度、、結(jié)構(gòu)、密度度、水分以及及照射條件有有關(guān)。128遠(yuǎn)紅外探測(cè)器器，可探測(cè)森森林火災(zāi)、作作物長(zhǎng)勢(shì)和預(yù)預(yù)報(bào)病蟲(chóng)害等等?！镒贤饩€輻射（（0.04～～0.39μμm），有激激發(fā)光現(xiàn)（不不同物質(zhì)發(fā)出出不同顏色的的熒光），用用于分揀、鑒鑒定純度等等。用近紅外光譜譜分析法法，可以快速速、準(zhǔn)確測(cè)定定物料的品質(zhì)質(zhì)和成分；生物受適當(dāng)強(qiáng)強(qiáng)度的紫外光光照射，可促促進(jìn)維生素D的轉(zhuǎn)化，有有利于健康；；過(guò)強(qiáng)的紫外外線能消毒殺殺菌，但有害害于健康。129三、農(nóng)業(yè)物料料的其它電磁輻射特性（一）微波（（0.1～0.01μm）★輻射特性(R、T、A等等)比短波顯顯著。1、原理：※通過(guò)極性性水分子振蕩蕩，導(dǎo)致細(xì)胞胞膜破裂和細(xì)細(xì)胞間的氫鍵鍵松弛破壞而而難以存活；；但有時(shí)可能能激活細(xì)胞，，增加種子發(fā)發(fā)芽率等。2、用途

（二）X射線線和放射性輻輻射波1、原理：穿透力強(qiáng)，使使水和其它物物質(zhì)電離，從從而影響新陳陳代謝—1302、用途：①推遲果菜完熟熟期；②推遲蘑菇破膜膜開(kāi)傘；③誘變育種；④殺菌保鮮（大大蒜）。四、電磁輻射射的應(yīng)用——（見(jiàn)P29.表1-10）131132133§6農(nóng)業(yè)物物料的電特性性和磁特性一、生物電受精蛋兩端電電位差植株受傷部分分和完整部分分間存在電位位差，且傷勢(shì)勢(shì)嚴(yán)重，則電電位升高。134(ε0和C0為真空介電常常數(shù)和電容。。表示提高電電容量的能力力)(表示物料在在交流電場(chǎng)中中吸收電能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為熱能的的能力)二、介電特性性※介電常數(shù)：ε=D/E(D——電通通量密度；E——電場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度)相對(duì)介電常數(shù)=ε/ε0=C/C0介質(zhì)損耗角正正切：135用途

（見(jiàn)P31.圖1-34）

136※充滿理想電解解質(zhì)的電容器器沒(méi)有能量消消耗，其電流流Ic超前電電壓V為900。由于有了損損耗，使電流流I與電壓V的相位角減減小，損耗角角δ增加。（通常）在任任何給定頻率率下，電介質(zhì)質(zhì)可用理想電電容和電阻R組成的并聯(lián)聯(lián)電路表示（（見(jiàn)上圖）。。總電流I與外外加電壓V之之間的角度θθ稱為相位角角，cosθθ稱為功率系系數(shù)，在δ很很小時(shí)，tgδ≈cosθ。137圖1-34稻稻谷介電常常數(shù)與含水率率的關(guān)系138三、電阻率（（Ω·m）已知實(shí)驗(yàn)得出，吸濕性物料有：（水分傳感器器原理）★a、b為物料料特性常數(shù)=f(品種、、密度、溫度度等)★西瓜電阻率與與含糖量的關(guān)關(guān)系，P31.圖1-35139140四、磁特性※用磁化水灌溉溉，可以增強(qiáng)強(qiáng)根系的吸水水性、有利于于葉莖的生長(zhǎng)長(zhǎng)。磁化的主要表表現(xiàn)（作用））：①作物增產(chǎn)。。例如，在播播前6～12天，將小麥麥種子在30～60mT（毫特斯拉拉）磁感應(yīng)強(qiáng)強(qiáng)度下進(jìn)行處處理數(shù)秒，能夠提高凈光合速速率。141②減少耕翻作作業(yè)的能耗。。在犁鏵處安安裝強(qiáng)磁性源，可以使阻阻力↓11.3%；阻力力波動(dòng)?。úú▌?dòng)系數(shù)由6.95%↓到1.99%）。。③增強(qiáng)土粒凝凝聚性。★土壤磁化率與與有機(jī)質(zhì)的關(guān)關(guān)系：X=28.6+14.6Om(%)，相關(guān)系系數(shù)r=0.902；★磁化率=磁化化強(qiáng)度/磁感感應(yīng)強(qiáng)度，磁感應(yīng)強(qiáng)度———磁性物質(zhì)質(zhì)中單位體積積的磁矩。142、電阻率等）與含水量量的關(guān)系。（二）物料干干燥利用用介電損耗原原理?！锊捎酶哳l（1～150MHz）或超超高頻(微波波)（915～2450MHz）加加熱更加優(yōu)越越，如：含水水量17%的的蘑菇經(jīng)微波波處理5分鐘鐘，水分便可可降到5%一一下，而在一一般烘房?jī)?nèi)則則需6～8小小時(shí)。利用電特性（（電導(dǎo)率五、農(nóng)業(yè)物料料電特性在農(nóng)農(nóng)業(yè)工程中的的應(yīng)用（一）含水率率測(cè)定143微波加熱的原原理利用材料對(duì)電電磁波的吸收收進(jìn)行加熱，，主要有高頻頻波（10kHz—300MHz)；微波(300MHz—300000MHz)兩種電電磁波。水分、蛋白質(zhì)質(zhì)、糖類、脂脂肪等都屬于于電解質(zhì)，在在電磁場(chǎng)中都都會(huì)發(fā)生極化化反應(yīng)。尤其其是水分，是是極性分子，，在自由狀態(tài)態(tài)下，分子呈呈雜亂排列，，不顯電性，，而在交變電電場(chǎng)中，這些些極性分子會(huì)會(huì)隨著電磁場(chǎng)場(chǎng)方向的變化化而轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)當(dāng)這種變化頻頻率增加，水水分子極化運(yùn)運(yùn)動(dòng)加快，因因此產(chǎn)生摩擦擦熱。家用微波頻率率2450MHz，也就就是說(shuō)水分子子在1s內(nèi)發(fā)發(fā)生1800的轉(zhuǎn)動(dòng)24.5億次。144水分子在微波波長(zhǎng)中極化運(yùn)運(yùn)動(dòng)示意圖145（三）質(zhì)量評(píng)評(píng)定測(cè)：細(xì)胞組織材料料的阻抗與電電流頻率146147用于：（四）種子處處理148§7農(nóng)業(yè)土土壤的工程性性質(zhì)※《周禮》》中指出：““萬(wàn)物自生焉焉則曰土，以以人所耕而樹(shù)樹(shù)藝焉則曰壤壤”。古書《《說(shuō)文解字》》對(duì)土的定義義：“土者，，地之吐生物物者也”。并并進(jìn)一步解釋釋：“‘二’’象地之上，，地之中”。。即土壤位于于巖石上，地地面以下的大大地表層；““∣”是“物物出之形”，，表示土壤能能夠生長(zhǎng)植物物。兩者合起起來(lái)就是“土土”。本節(jié)主要內(nèi)容容：土壤的形形成；土壤的的組成；土壤壤的性質(zhì)；土土壤鹽堿化及及其危害。149一、自然土與與農(nóng)業(yè)土壤的的形成（一）自然土土的形成：巖石——母質(zhì)質(zhì)——微生物物——植物五大自然成土土因素：母質(zhì)、氣候、、生物、地形形、時(shí)間。自然土（5層層）：150（二）農(nóng)業(yè)土土壤的形成土壤（4層）二、土壤孔隙隙度、土壤水水和空氣土壤為三相體體（見(jiàn)下圖））：151（一一））土土壤壤孔孔隙隙度度土壤壤孔孔隙隙152※土壤壤要要求求：：總總孔孔隙隙度度為為30-60%，，非非毛毛管管孔孔隙隙>10%；；毛毛管管孔孔隙隙（（含含非非活活性性孔孔隙隙））∶∶非非毛毛管管孔孔隙隙=2～～4∶∶1。。土壤孔隙度=土壤壤孔孔隙隙比比：：153（二二））土土壤壤水水：：①氣態(tài)態(tài)水水————孔孔隙隙中中的的水水汽汽；；②吸濕濕水水————土土壤壤顆顆粒粒表表面面由由空空氣氣中中吸吸取的的水水分分子子（（約約20個(gè)個(gè)水水分分子子厚厚，，密密度度為1.2～2.4，，冰冰點(diǎn)點(diǎn)為為－－78℃℃））。。③薄膜膜水水————包包容容在在吸吸濕濕水水外外面面的的水水膜膜，，最大大含含量量為為吸吸濕濕水水的的2～～4倍倍。。外外層層膜狀狀水水可可以以被被作作物物利利用用，，但但移移動(dòng)動(dòng)緩緩慢。。④毛管管水水————⑤重力力水水————154155三、、土土壤壤含含水水率率和和土土壤壤狀狀態(tài)態(tài)見(jiàn)P34.表表1-12；；P35.圖圖1-38。。含水水量量：：由由小小————→→大大狀態(tài)態(tài)：：固固體體————→→塑塑體體————→→流流體體力學(xué)學(xué)特特性性：：小小————→→大大————→→小?。ㄈ┩镣寥廊揽湛諝鈿猓海合鄬?duì)對(duì)濕濕度度大大，，氧氧氣氣少少，，CO2多（（是是空空氣氣中中的的5～120倍））。?！寥廊揽湛諝鈿庠鲈龆喽啵?，微微生生物物活活動(dòng)動(dòng)旺旺盛盛（（尤尤其其溫溫度度較較高高時(shí)時(shí)）），，有有利利于于有有機(jī)機(jī)質(zhì)質(zhì)分分解解。。156四、、土土壤壤的的強(qiáng)強(qiáng)度度與與破破壞壞△土壤壤強(qiáng)強(qiáng)度度————不不引引起起屈屈服服應(yīng)應(yīng)變變和和破破壞壞的的最大大應(yīng)應(yīng)力力。。外力力————拉拉、、壓壓、、剪剪、、穿穿透透等等破壞壞————斷斷裂裂、、壓壓縮縮、、塑塑流流等等※土壤壤強(qiáng)強(qiáng)度度是是變變化化的的，，不不是是定定值值。。∵①①質(zhì)地地、、含含水水量量的的不不同同；；②由于于孔孔隙隙的的存存在在，，難難以以準(zhǔn)準(zhǔn)確確地地衡衡量量有有效截截面面積積。。157158（一一））抗抗剪剪強(qiáng)強(qiáng)度度（（S））據(jù)摩摩爾爾————庫(kù)庫(kù)倫倫經(jīng)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)公公式式：：S=C+σtgψ(類類似似于于物物料料摩摩擦擦力力公公式式：：F=μ+fP)159式中中：：C————粘粘結(jié)結(jié)力力；；σ———正正應(yīng)應(yīng)力力；；ψ———內(nèi)內(nèi)摩摩擦擦角角；；μ———粘粘附附力力。。（二二））承承壓壓強(qiáng)強(qiáng)度度（（支支承承能能力力））基本公式：P=K（）式中中：：P————載載荷荷壓壓強(qiáng)強(qiáng)；；Z————下下陷陷深深度度；；n————與與土土壤壤性性質(zhì)質(zhì)有有關(guān)關(guān)的的常常數(shù)數(shù)；；K————考考慮慮到到K與與承承載載面面積積有有關(guān)關(guān)，，故分分為為兩兩部部分分：：160其中中，，Kc————內(nèi)聚聚變變形形模模量量，與與面面積積有有關(guān)關(guān)；；Kψ———摩擦擦變形形模模量量，與與面面積積無(wú)無(wú)關(guān)關(guān)；；b————矩矩形形支支承承面面的的短短邊邊或或圓圓形形半半徑徑。?！鳌寥廊老孪滤芩芟尴蕖_(kāi)開(kāi)始始表表現(xiàn)現(xiàn)可可塑塑性性時(shí)時(shí)的的含含水水量量（犁犁地地的的含含水水量量應(yīng)應(yīng)在在下下塑塑限限以以下下））土壤壤上上塑塑限限————失失去去可可塑塑性性，，開(kāi)開(kāi)始始流流動(dòng)動(dòng)時(shí)時(shí)的的含水水量量?！鶅烧哒咧g間的的含含水水量量范范圍圍稱稱為為可可塑塑性性范范圍圍，，兩兩者者之之差差稱稱為為塑塑性性值值。。塑性性值值大大的的土土壤壤，，可可塑塑性性強(qiáng)強(qiáng)。。五、、土土壤壤結(jié)結(jié)持持度度————在不不同同水水分分下下，，土土粒粒在在外外力作作用用下下的的難難移移動(dòng)動(dòng)度度。。161土壤壤結(jié)結(jié)持持度度與與含含水水量量有有關(guān)關(guān)∵水水分分影影響響土土粒粒的的粘結(jié)結(jié)力力和粘附附力力（P37.圖圖1-43））。。162※土壤壤的的狀狀態(tài)態(tài)從從干干燥燥————泥泥漿漿；；其其結(jié)結(jié)持持性性依依次次為為：：堅(jiān)堅(jiān)固固、、酥酥軟軟、、可可塑塑、、粘粘韌韌、、濃濃漿漿、、薄薄漿漿。?！ǔ３闉榱肆藴p減小小機(jī)機(jī)具具的的摩摩擦擦阻阻力力（（摩摩擦擦阻阻力力約約占占總總阻阻力力的的50%，，而而當(dāng)當(dāng)作作業(yè)業(yè)速速度度達(dá)達(dá)到到14.5km/h時(shí)時(shí)只只占占8%）），，常常采采取取以以下下措措施施：：①增加加刃刃口口的的銳銳度度；；②涂聚聚四四氟氟乙乙烯烯和和尿尿素素樹(shù)樹(shù)脂脂等等；；③電電滲滲法法：：施施以以直直流流電