2026 年江苏大学 811 农业机械学考研真题 样题

一、名词解释（每小题 6 分，共 30 分）

1. 土壤坚实度
2. 犁的入土角
3. 旋耕机的切土节距
4. 筛子运动的加速度比
5. 漂浮速度

答案解析

1. 土壤坚实度

   解析：土壤坚实度又称土壤硬度或土壤穿透阻力，指土壤抵抗外力挤压或穿透的能力，是反映土壤物理性状的核心指标之一。其本质是土壤颗粒间的黏结力、内摩擦力与孔隙水压力共同作用的结果，通常用单位面积上的压力（kPa 或 MPa）表示，可通过土壤坚实度仪（如圆锥式、柱塞式）测定。

   农业生产中，土壤坚实度直接影响农机作业效率与作物生长：坚实度过高会增加犁耕阻力，导致农机能耗上升、耕作深度不足；还会阻碍作物根系下扎，影响水分与养分吸收；坚实度过低则易导致土壤板结（如农田反复碾压后）或保水保肥能力下降。不同作物对土壤坚实度要求不同，如小麦播种前适宜坚实度通常为 150-250kPa，水稻田插秧前则需较低坚实度以保证秧苗扎根稳定。
2. 犁的入土角

   解析：犁的入土角指犁体主犁铧的刃口线与水平面之间的夹角，是决定犁体能否顺利入土及入土深度的关键结构参数，主要由犁体的几何形状（如主犁铧的曲率、犁侧板角度）决定。

   其作用机制为：耕作时，入土角使主犁铧刃口形成向下的分力，当该分力大于土壤对犁体的阻力时，犁体即可自动切入土壤；入土角过大易导致犁体 “扎土过深”，增加牵引阻力，甚至损坏犁铧；入土角过小则犁体难以入土，需额外施加向下的压力（如增加犁的配重），降低作业效率。不同类型的犁（如铧式犁、圆盘犁）入土角不同，铧式犁的入土角通常为 12°-16°，圆盘犁因依赖圆盘滚动切入土壤，入土角略小（8°-12°）。
3. 旋耕机的切土节距

   解析：旋耕机的切土节距指旋耕刀轴旋转一周时，每把旋耕刀前进的距离，也是相邻两把旋耕刀在土壤中切割轨迹的纵向间距，计算公式为：s = v / (n × z)（其中 s 为切土节距，v 为机组前进速度，n 为刀轴转速，z 为同一截面上的刀片数）。

   切土节距直接决定旋耕机的碎土质量与作业阻力：节距过小（如机组前进速度慢、刀轴转速快）时，刀片切割土壤的次数增多，碎土更细，但会增加刀轴负荷与能耗，且易导致土壤过度翻动；节距过大（如机组前进速度快、刀轴转速慢）时，刀片切割间距大，碎土粗糙，可能出现漏耕现象，无法满足农艺要求（如播种前需细碎土壤）。农业生产中，需根据土壤质地（黏土需小节距，沙土需大节距）与农艺需求（播种前节距通常为 5-8cm，耕地后碎土节距可放宽至 8-12cm）调整切土节距。
4. 筛子运动的加速度比

   解析：筛子运动的加速度比指筛面运动的最大加速度与重力加速度（g≈9.8m/s²）的比值，用符号 “K” 表示，是评价筛子清选性能的核心动力学参数，主要与筛子的运动形式（如往复直线运动、圆周运动）、振幅与频率相关（计算公式为：K = ω²A /g，其中 ω 为角频率，A 为振幅）。

   加速度比的大小决定筛面对物料的分离效果：K 值过小（通常 K<1.5）时，筛面对物料的作用力不足，物料易堆积在筛面，无法有效分层（轻杂质在上、籽粒在下），清选效率低；K 值过大（通常 K>3.5）时，筛面对物料的冲击力过强，物料易产生剧烈跳动，导致籽粒与杂质混杂，甚至造成籽粒破碎；适宜的加速度比需根据物料特性（如谷物籽粒与秸秆、碎叶的密度差异）调整，谷物清选时 K 值通常为 2-3，既能保证物料分层，又避免籽粒损伤。
5. 漂浮速度

   解析：漂浮速度又称悬浮速度，指在垂直向上的气流作用下，物料颗粒所受的气流升力与自身重力相等时的气流速度，是气流清选装置（如联合收割机的清选风扇、种子清选机）设计的关键参数，计算公式为：v_t = √(4mg / (ρA))（其中 v_t 为漂浮速度，m 为颗粒质量，g 为重力加速度，ρ 为空气密度，A 为颗粒迎风面积）。

   漂浮速度的核心作用是实现 “不同物料的气流分离”：密度小、迎风面积大的杂质（如秸秆碎、碎叶）漂浮速度小（通常为 1.5-3m/s），密度大、迎风面积小的籽粒（如小麦籽粒）漂浮速度大（通常为 4-6m/s）。清选时，若气流速度介于杂质与籽粒的漂浮速度之间，杂质会被气流带走，籽粒则因重力作用下落至筛面，实现清选。实际应用中，需根据物料种类（如水稻籽粒漂浮速度略小于小麦）与杂质特性调整气流速度，确保清选效率（通常要求清选后籽粒含杂率 < 0.5%）。

二、填空题（每空 2 分，共 40 分）

1. 犁体外载（空间测力）的表示方法有______和______。
2. 按农艺要求，播种可分为______、和。
3. 按耙组的配置形式，圆盘耙可分为______和______。
4. 常用的往复式割刀的传动机构有______和______。
5. 根据对作物脱粒过程的物理现象，归纳起来，脱粒可以靠______、______、______和______等原理进行。

答案解析

1. 直角坐标系法；极坐标系法

   解析：犁体外载是犁体耕作时受到的土壤阻力（空间力），需通过特定方法表示以指导犁的设计与性能测试。直角坐标系法以犁的前进方向为 x 轴、垂直方向为 z 轴、水平侧向为 y 轴，将外力分解为 x（牵引阻力）、y（侧向阻力）、z（垂直阻力）三个分力，便于计算农机牵引功率；极坐标系法以犁体某一基准点为原点，用径向力（沿犁体曲面法线方向）与切向力（沿犁体曲面切线方向）表示外力，更贴合犁体与土壤的接触受力特性，常用于犁铧强度设计。
2. 撒播；条播；穴播（点播）

   解析：播种的农艺要求核心是 “保证作物合理密植、出苗均匀”，不同播种方式对应不同作物需求：撒播（如水稻直播、牧草播种）是将种子均匀撒在地表，优点是效率高，缺点是种子分布不均、易受鸟害；条播（如小麦、玉米播种）是将种子按一定行距播成条带，优点是通风透光好、便于田间管理，是最常用的播种方式；穴播（如棉花、花生播种）是将种子按一定株行距播成穴状（每穴 2-3 粒），优点是节省种子、保证株距，适用于大粒种子或需精量播种的作物。
3. 对置式；偏置式

   解析：圆盘耙的耙组配置形式决定其耕作时的侧向力平衡与作业幅宽：对置式指左右两组耙片对称布置，旋转方向相反，侧向力相互抵消，避免机组跑偏，适用于拖拉机牵引的中型圆盘耙（如 24 片对置圆盘耙），作业幅宽均匀；偏置式指左右两组耙片偏向一侧布置，侧向力无法完全抵消，需通过拖拉机转向调整，优点是作业幅宽可灵活调整（如通过增减耙片数量），适用于小型圆盘耙或不规则地块耕作（如田埂边缘）。
4. 曲柄连杆机构；摆环机构

   解析：往复式割刀是收割机（如小麦收割机、水稻收割机）的核心工作部件，需通过传动机构实现 “往复直线运动” 以切割作物：曲柄连杆机构由曲柄、连杆、割刀架组成，曲柄旋转时通过连杆带动割刀往复运动，优点是结构简单、可靠性高，适用于中小型收割机（如小型麦稻收割机）；摆环机构由摆环、偏心轴、滑块组成，摆环旋转时通过滑块带动割刀往复运动，优点是运动平稳、惯性力小，可实现高速切割（割刀速度可达 1.5-2m/s），适用于大型联合收割机。
5. 冲击；揉搓；梳刷；碾压

   解析：脱粒是将作物籽粒从穗部（或荚部）分离的过程，依赖不同物理作用实现：冲击指利用脱粒元件（如脱粒滚筒的纹杆）对穗部的瞬时冲击力，使籽粒脱落（如小麦脱粒）；揉搓指脱粒元件与凹板之间的相对运动，对穗部产生揉搓作用，适用于韧性较强的作物（如水稻）；梳刷指利用梳齿状脱粒元件（如齿式脱粒滚筒）梳理穗部，将籽粒从穗轴上刷下，适用于穗型松散的作物（如燕麦）；碾压指利用脱粒元件的压力碾压穗部，使籽粒脱落，适用于籽粒与穗轴结合紧密的作物（如大豆）。实际脱粒装置（如联合收割机的脱粒滚筒）通常结合多种原理，以提高脱粒效率（要求脱粒率 > 98%）。

三、问答题（共 80 分）

1. 作简图分析高度调节法和力调节法对耕深稳定性的影响。（20 分）
2. 简述植物保护的常用方法及其特点。（20 分）
3. 常用的物料清选装置有哪几种？各自的特点是什么？（20 分）
4. 综述谷物联合收割机的特点及技术发展。（20 分）

答案解析

1. 高度调节法和力调节法对耕深稳定性的影响（含简图逻辑）

   解析：耕深稳定性指犁在耕作过程中保持预设耕深的能力，高度调节法与力调节法是拖拉机悬挂犁的两种核心耕深调节方式，其原理与稳定性差异如下：

   （1）高度调节法（基于 “地轮高度定位”）

   • 工作原理：通过调节犁的地轮高度设定耕深（地轮高度降低，耕深增加；反之则减小），耕作时地轮沿地表滚动，通过连杆机构保持犁体与地轮的相对高度，从而维持耕深。
   • 简图逻辑：绘制 “拖拉机 - 悬挂机构 - 犁体 - 地轮” 示意图，标注 “地轮高度 H”“耕深 h”“悬挂点”，箭头表示地轮随地表起伏的运动方向 —— 当地表凸起时，地轮上升，带动犁体上升，耕深 h 减小；当地表凹陷时，地轮下降，带动犁体下降，耕深 h 增大。
   • 稳定性影响：耕深稳定性依赖地表平整度，地表起伏较大时（如坡地、有土块的地块），地轮随地表剧烈运动，导致耕深波动大（误差可达 ±3cm）；但结构简单、成本低，适用于地表平整的地块（如平原麦田）或对耕深精度要求不高的作业（如深耕改土）。

   （2）力调节法（基于 “土壤阻力反馈”）

   • 工作原理：通过传感器检测犁体耕作时的土壤阻力（如牵引阻力或垂直阻力），当土壤阻力变化时（如遇到硬土层，阻力增大），控制系统调节悬挂机构的升降：阻力大于设定值时，犁体上升，耕深减小，阻力降低；阻力小于设定值时，犁体下降，耕深增大，阻力回升，实现 “阻力恒定 - 耕深稳定” 的闭环控制。
   • 简图逻辑：在高度调节法简图基础上，增加 “阻力传感器”“控制器”“液压执行机构”，标注 “设定阻力 F0”“实际阻力 F”，箭头表示阻力信号传递方向 —— 当 F>F0 时，控制器指令液压机构提升犁体；当 F<F0 时，指令液压机构下降犁体。
   • 稳定性影响：耕深稳定性不依赖地表平整度，仅与土壤阻力相关，即使地表起伏，只要土壤阻力均匀（如均质土壤），耕深波动小（误差可控制在 ±1cm 内）；但结构复杂（需液压系统、传感器）、成本高，适用于地表不平整的地块（如丘陵地）或对耕深精度要求高的作业（如播种前的精细耕地）。

   （3）对比总结

   调节方式	核心依据	耕深稳定性（地表起伏时）	结构复杂度	适用场景
   高度调节法	地轮高度	差（波动大）	简单	平整地块、低精度耕作
   力调节法	土壤阻力	好（波动小）	复杂	不平整地块、高精度耕作

2. 植物保护的常用方法及其特点

   解析：植物保护指预防和控制植物病、虫、草、鼠等有害生物危害的措施，核心目标是 “减少损失、保障作物产量与品质”，常用方法分为 5 类，各有特点：
   （1）农业防治法
   • 原理：通过调整农业生产措施，创造不利于有害生物生存、有利于作物生长的环境，从源头减少危害。
   • 具体措施：合理轮作（如水稻与油菜轮作，减少水稻纹枯病）、深耕改土（破坏害虫越冬场所，如蛴螬）、选用抗病虫品种（如抗虫棉）、调整播种期（避开害虫高发期，如早播小麦避开蚜虫危害）。
   • 特点：环保无残留，符合绿色农业要求；但见效慢，需长期坚持，仅适用于预防或轻度危害，无法应急防治（如突发大面积虫害）。
   （2）物理防治法
   • 原理：利用物理手段（如光、热、机械）直接杀灭或阻隔有害生物。
   • 具体措施：灯光诱杀（如频振式杀虫灯诱杀蛾类害虫）、高温消毒（如种子暴晒杀灭病菌）、机械除草（如除草机切割杂草）、防虫网阻隔（如大棚防虫网防止蚜虫进入）。
   • 特点：操作简单、成本低，对环境无污染；但防治范围有限（如灯光诱杀仅适用于夜间活动的害虫），需配合其他方法使用，不适用于大规模农田。
   （3）生物防治法
   • 原理：利用生物间的 “捕食、寄生、拮抗” 关系，控制有害生物数量，实现 “以虫治虫、以菌治菌”。
   • 具体措施：天敌防治（如释放赤眼蜂防治玉米螟）、微生物防治（如喷施苏云金杆菌（Bt）防治鳞翅目害虫）、植物源农药（如苦参碱防治蚜虫）。
   • 特点：环保、可持续，不会导致害虫抗药性；但防治效果受环境影响大（如温度、湿度影响天敌活性），见效慢（通常需 7-10 天），不适用于急性病虫害防治。
   （4）化学防治法
   • 原理：使用化学农药（如杀虫剂、杀菌剂、除草剂）直接杀灭有害生物，是应急防治的主要手段。
   • 具体措施：喷雾防治（如喷施吡虫啉防治蚜虫）、拌种防治（如种子包衣防治地下害虫）、熏蒸防治（如仓库用磷化铝熏蒸防治储粮害虫）。
   • 特点：见效快、防治范围广，可快速控制大规模病虫害；但易造成农药残留（危害人体健康）、害虫抗药性（需不断更换农药品种）、环境污染（如土壤农药积累），需严格按照剂量与安全间隔期使用。
   （5）物理机械防治法（农机结合型）
   • 原理：利用农业机械的特定功能，实现有害生物防治，是现代农业的重要发展方向。
   • 具体措施：植保无人机喷雾（高效覆盖大面积农田，减少人工）、激光除草机（利用激光能量杀灭杂草，无残留）、种子清选机（去除混杂的杂草种子，减少草害源头）。
   • 特点：效率高、适用性强，可结合规模化农业生产；但设备投入成本高（如植保无人机单价数万元），需专业操作维护，适用于大型农场或集约化种植基地。
   综上，植物保护需遵循 “预防为主、综合防治” 原则，通常将农业防治、生物防治作为基础，物理防治作为辅助，化学防治作为应急手段，农机结合型防治作为规模化生产的补充，以实现 “环保与效率的平衡”。
3. 常用的物料清选装置及各自特点

   解析：物料清选装置用于分离作物籽粒与杂质（如秸秆、碎叶、泥土），核心目标是 “提高籽粒纯度、减少损失”，常用装置有 4 类，特点如下：
   （1）气流清选装置
   • 工作原理：利用 “不同物料漂浮速度差异”，通过垂直或水平气流将轻杂质（漂浮速度小）与籽粒（漂浮速度大）分离，核心部件为风扇、导风板、沉降室。
   • 特点：
     • 优点：结构简单、无运动部件（除风扇外），维护方便；可分离轻质杂质（如碎叶、秸秆绒），清选效率高（轻杂质去除率可达 90% 以上）。
     • 缺点：对重杂质（如小土块、石子）无效，需配合其他装置；气流速度控制要求高，速度过大易带走籽粒（损失率 > 1%），速度过小则杂质分离不彻底。
   • 适用场景：联合收割机的初步清选（如脱粒后的籽粒与秸秆分离）、种子清选机的轻杂质去除。
   （2）筛子清选装置
   • 工作原理：利用 “不同物料颗粒大小差异”，通过筛面的振动（如往复直线运动、圆周运动）使籽粒（小于筛孔）从筛孔漏下，杂质（大于筛孔）从筛面末端排出，核心部件为筛面（如冲孔筛、编织筛）、振动机构。
   • 特点：
     • 优点：可分离不同粒度的杂质（如大秸秆、小土块），籽粒纯度高（清选后含杂率 < 0.5%）；可通过更换不同筛孔尺寸的筛面，适配不同作物（如小麦用 5mm 筛孔，玉米用 8mm 筛孔）。
     • 缺点：筛面易堵塞（如潮湿物料黏附筛孔），需定期清理；振动机构惯性力大，易导致设备振动噪声（需加装减振装置）。
   • 适用场景：联合收割机的精细清选（气流清选后的籽粒与重杂质分离）、种子精选机的粒度分级。
   （3）比重清选装置
   • 工作原理：利用 “不同物料密度差异”，在倾斜的振动筛面（或台面）上，通过气流与振动的共同作用，使高密度的籽粒（如饱满籽粒）下沉至筛面底部，向一侧运动；低密度的杂质（如瘪粒、虫蛀粒）上浮至表面，向另一侧运动，实现分离，核心部件为比重筛面、风机、振动电机。
   • 特点：
     • 优点：可分离粒度相近但密度不同的物料（如饱满籽粒与瘪粒），清选精度极高（瘪粒去除率可达 95% 以上）；适用于种子精选（如良种繁育中的籽粒分级）。
     • 缺点：结构复杂（需同时控制振动与气流），成本高；处理量小（通常为 0.5-2t/h），不适用于大规模联合收割机。
   • 适用场景：种子清选机的精选环节（如小麦良种、玉米良种的纯度提升）、粮食加工厂的籽粒分级。
   （4）磁选清选装置
   • 工作原理：利用 “磁性杂质（如铁钉、铁丝）与非磁性物料（籽粒）的磁性差异”，通过永磁体（如永磁滚筒、磁选机）吸附物料中的磁性杂质，实现分离，核心部件为永磁体、输送带、杂质收集槽。
   • 特点：
     • 优点：专门针对磁性杂质，分离效率接近 100%；结构简单、运行可靠，无能耗（除输送带电机外）；可避免磁性杂质损坏后续设备（如粉碎机、榨油机）。
     • 缺点：仅能分离磁性杂质，对非磁性杂质无效；永磁体需定期清理（吸附的杂质过多会降低磁性）。
   • 适用场景：粮食加工厂的预处理（如小麦、水稻加工前的磁性杂质去除）、饲料加工厂的原料清选（避免铁钉混入饲料危害畜禽）。
   实际应用中，清选装置通常 “组合使用” 以提升效果：如联合收割机采用 “气流清选 + 筛子清选”（先气流去除轻杂质，再筛子去除重杂质）；种子清选机采用 “气流清选 + 筛子清选 + 比重清选”（先去轻杂，再去粒度杂质，最后精选饱满籽粒），确保清选后物料满足农艺或加工要求。
4. 谷物联合收割机的特点及技术发展

   解析：谷物联合收割机（简称 “联合收割机”）是集 “收割、输送、脱粒、清选、秸秆处理” 于一体的农业机械，是规模化谷物生产的核心设备，其特点与技术发展如下：

   （1）谷物联合收割机的核心特点

   1. 作业效率高，实现 “一条龙” 生产

      传统谷物收获需 “人工收割→运输→脱粒→清选” 多环节，联合收割机可一次性完成所有工序，作业效率可达 0.5-2hm²/h（根据机型大小），是人工收获的 20-50 倍，大幅缩短收获周期，避免谷物因延误收获霉变（如小麦收获期遇雨易发芽）。
   2. 功能集成度高，适配多种作物

      联合收割机通过更换 “割台、脱粒滚筒、筛面” 等部件，可适配小麦、水稻、玉米、大豆等多种谷物：小麦收获用 “挠性割台 + 纹杆滚筒”，水稻收获用 “刚性割台 + 钉齿滚筒”，玉米收获用 “玉米割台 + 摘穗辊”，实现 “一机多用”，降低农户设备投入成本。
   3. 损失率低，保障产量

      现代联合收割机通过优化结构（如流线型脱粒滚筒、双风道清选）与智能控制（如喂入量自动调节），可将收获损失率控制在 2% 以内（国家标准为≤3%）：切割损失（漏割作物）<0.5%，脱粒损失（未脱净籽粒）<0.5%，清选损失（籽粒随杂质排出）<1%，远低于人工收获的损失率（通常 5%-10%）。
   4. 对作业条件要求高，依赖配套设备

      联合收割机机身重（大型机型可达 10t 以上）、作业幅宽宽（可达 6-12m），需在平整、开阔的地块作业，不适用于丘陵山地或小块农田；同时需配套运输车辆（如拖拉机挂车）及时转运籽粒，否则会因粮箱满溢影响作业。

   （2）谷物联合收割机的技术发展趋势

   1. 智能化：从 “人工操作” 到 “自动控制”

      核心技术包括：① 喂入量自动调节（通过传感器检测作物密度，自动调整前进速度与滚筒转速，避免过载堵塞）；② 导航自动驾驶（采用 GPS 或北斗导航，实现 “直线行驶、自动转弯”，作业精度可达 ±5cm，减少漏耕与重耕）；③ 故障诊断与预警（通过物联网传感器监测发动机、液压系统参数，异常时实时报警，降低故障率）。例如，约翰迪尔 C230 联合收割机配备 “AutoTrac” 自动驾驶系统，可实现 24 小时连续作业，人工干预减少 50%。
   2. 绿色化：从 “高能耗、高污染” 到 “节能、环保”

      发展方向包括：① 动力升级（采用国四排放标准发动机，比国三发动机减排 30% 以上；部分机型试点电动驱动，如中联重科电动联合收割机，零排放）；② 秸秆综合利用（加装秸秆粉碎还田装置，将秸秆粉碎后直接还田，替代化肥提升土壤肥力；或加装秸秆打捆装置，将秸秆压缩成捆用于饲料或发电）；③ 减少农药残留（部分机型集成 “收获 - 清选 - 杀菌” 一体化功能，收获后通过紫外线杀菌减少籽粒农药残留，提升食品安全）。
   3. 大型化与轻量化并存，适配不同种植模式
      • 大型化：针对规模化农场（如东北国营农场），发展作业幅宽 10m 以上、喂入量 15kg/s 以上的大型联合收割机（如克拉斯 Lexion 8900），配合大马力拖拉机（500 马力以上），实现 “高效收割 - 规模化生产”。
      • 轻量化：针对丘陵山地或小块农田（如南方丘陵水稻田），发展机身轻（<5t）、作业幅宽 2-3m 的小型联合收割机（如久保田 4LZ-3.0），采用履带式行走（适应泥泞地块），满足小农户需求。
   4. 信息化：从 “单机作业” 到 “智慧农业集成”

      核心发展包括：① 物联网数据采集（收割机配备物联网终端，实时采集作业面积、收获产量、籽粒水分等数据，上传至云端平台）；② 大数据分析（农场管理者通过云端平台查看各地块收获数据，优化种植方案，如根据产量差异调整施肥量）；③ 远程运维（厂家通过云端监测设备状态，提供远程故障诊断与维护指导，减少维修等待时间）。例如，中国一拖 “东方红” 联合收割机接入 “智慧农业平台” 后，运维响应时间缩短至 2 小时以内。
   综上，谷物联合收割机的发展正朝着 “更智能、更环保、更适配、更互联” 的方向推进，以满足现代农业 “规模化、绿色化、精准化” 的生产需求。