不同产量水平下小麦倒伏与茎秆力学特性的关系

为探讨晋中晚熟冬麦区高产与倒伏的矛盾,研究小麦基部茎节形态结构与抗倒力学的关系,该文采用SAN-CMT6104微机控制电子万能材料测试仪,对大田不同产量水平及倒伏程度下的小麦基部第2茎节进行了弯折力、惯性矩、弹性模量、抗弯刚度和弯曲强度等生物力学指标的测定。结果表明：不同产量水平随基本苗的过量增加,拔节期最高分蘖峰值的增加,群体倒伏时间提早,面积加大。虽然成穗数差异不大,但穗粒数降低,特别是千粒质量明显降低,产量递减。表明受该地区自然条件与种植制度的制约,合理的基本苗（450万/hm2左右）,通过返青后适期适量的水肥调控,保持稳健的最高分蘖数是关系高产不倒的两个重要的群体临界指标。研究明确了倒伏与基部第2茎节形态结构、株高、节间距与力学指标弯折力、惯性矩、弹性模量、抗弯刚度、弯曲强度都呈负相关。而茎秆干质量、茎秆外径、壁厚与弯折力、惯性矩、弹性模量、抗弯刚度、弯曲强度都呈正相关。说明随着基本苗的过量增加与拔节最高茎蘖数的增加,基部茎秆力学负荷降低,就会发生倒伏。研究筛选出与茎节抗倒、群体质量、植株形态结构以及产量结构关系密切的两个力学指标,即“弯曲强度”与“弹性模量”,可作为抗倒育种或株型育种以及高产群体架构设计的参考指标。     

小麦不同品种外植体的农杆菌转化方法的研究

本实验在小麦中对农杆菌介导的大麦黄矮病病毒CP基因进行了转化，选择生产用小麦品种（系），对影响小麦组织条件和转化的主要因素进行研究，并获得了小麦转基因植株，研究表明，增加肌醇浓度有利于小麦愈伤组织的分化，而添加ABA却只对部分品种有效；采用幼胚和幼胚愈伤组织均能获得转基因植株；以茎尖和花药愈伤组织为受体未能获得阳性植株；小麦不同品种对不同农杆菌菌株的反应不同。     

不同生长期小麦茎秆力学性质与形态特性的相关性（简报）

为了研究小麦茎秆生物力学性质指标与小麦优种特性的相关性,以正在优种选育过程中的4个北方小麦品种为研究对象,试验测定了开花期、乳熟期及蜡熟期茎秆基部第二节间的惯性矩、拉伸强度、弯曲强度、剪切强度、弹性模量、抗弯刚度等生物力学指标及小麦形态、生理特性指标值;应用SAS软件进行相关性分析,筛选出了开花期主要生物力学评价指标为弯曲强度,乳熟期为抗弯刚度.并且确定了与相应生物力学相关度较大的形态、生理特性指标,开花期为:外径、茎秆干质量、株高、节间距、含水率、壁厚、穗质量;乳熟期为穗质量、外径、株高、叶鞘高、茎秆干质量.并且随着生长期的不同,相关度也不同,尤其是与含水率的相关度逐渐减小.该研究为建立生物力学指标评价体系提供了选择依据.     

夜间增温与农田铜污染对小麦吸持铜的影响

当前部分农业土壤铜(Cu)富集与非对称气候变暖潜在地影响我国小麦生产,理解夜间增温与土壤Cu污染对小麦吸持利用Cu的影响有助于确保小麦的安全优质生产。本研究利用田间被动式夜间增温系统,设置土壤Cu污染与对照对比盆栽试验,研究小麦地上部物质积累、不同组织Cu含量与积累量、Cu迁移系数对增温的响应。结果表明,夜间增温显著增加小麦茎叶(增幅为25.1%)、穗(增幅为221.3%)、地上部(增幅为22.7%)和全株(增幅为22.3%)的生物量,能缓解土壤Cu污染对小麦生长的抑制。夜间增温使对照处理小麦茎叶、穗、地上部与全株的Cu积累量显著增加14.7%～56.5%;使Cu污染下小麦根、穗和全株的Cu积累量显著增加12.1%～22.8%,却使Cu污染下小麦茎叶Cu含量显著降低13.9%。夜间增温和Cu污染胁迫影响Cu在不同小麦组织间的迁移和利用,夜间增温显著增加了对照处理下Cu由根向茎的迁移系数,但由茎向叶、茎向穗的迁移系数显著降低;Cu污染胁迫下,夜间增温显著降低了由根向茎的转运,且未显著影响Cu由茎向叶的转运,却增加了茎向穗的转运利用。Cu污染胁迫改变了小麦吸收利用Cu对夜间增温的响应规律。夜间增温有利于小麦生物产量、缓解Cu胁迫生长危害,但增加了Cu胁迫农田粮食遭受Cu污染的潜在风险。     

茎秆作物抗倒伏生物力学评价研究及关联分析

研究茎秆作物的生物力学性质可为相关作物机械化生产及产品深加工等作业装备提供设计参数，还能对茎秆作物优种筛选进行评价指标。该文在高秆、中秆和矮秆3个品种，4个不同生长期的小麦茎秆弯折性能试验，2个玉米品种灌浆高峰期弯折性能试验，2个高粱品种灌浆高峰期弯折性能试验，2个大豆品种结荚鼓粒期弯折性能试验数据的基础上，进行了茎秆作物抗倒伏特性的生物力学评价指标研究及关联分析。采用灰色关联法分析了不同生长期惯性矩、弹性模量、抗弯刚度、抗弯强度等与弯折性能有关的各生物力学指标与抗倒性之间的关系，并以小麦茎秆为例对评价指标进行了权重数确定和检验。结果表明：茎秆作物不同品种茎秆生物力学性能指标中的弹性模量、抗弯折强度和惯性矩对倒伏的影响程度基本相当，抗弯刚度对倒伏影响较小。该结论为茎秆作物生物力学评价提供了新的途径和方法。     

磷钾肥配施对小麦茎秆力学特性的影响

为了对小麦精准施肥,提高小麦的抗倒伏能力,该文以郑麦9023为研究对象,磷钾肥配施共6个处理,分别在小麦拔节期、孕穗期、扬花期、灌浆期、成熟期等5个生长期,利用非金属材料万能试验机,对去鞘茎秆作3点弯曲试验,测试茎秆基部第2节间的弯曲强度和抗弯刚度。分析结果表明：施用钾肥,可显著提高茎秆基部第2节间的弯曲强度和抗弯刚度。研究结果可为小麦的高产栽培、抗倒伏研究提供参考依据。     

基于驻波原理的短探针小麦茎水分传感器

该文以小麦为研究对象,尝试利用驻波率原理,研究一种测量小麦茎含水率的方法。针对小麦茎的特点,设计了具有短探针结构的传感器,波导探头为长21 mm,间距8 mm,直径0.7 mm的平行双针结构。研究了同轴传输线长度对传感器性能的影响,确定其长度为39 cm,并验证了基于驻波率原理测量方法的可行性。试验结果表明,该文设计的传感器具有较好的稳定性、线性度及灵敏度。通过与烘干法对比研究,得出了针对小麦茎含水率的标定公式,测量误差最大不超过±3%,平均偏差为1.126%,标准偏差为1.299%。     

氮素营养对单作和间套作小麦氮素吸收、同化和籽粒蛋白质含量的影响

本研究通过在栗钙土上设置田间试验。研究结果表明:开花期小麦不同器官中氮的积累量随着施氮量的增加而增加,以叶片中积累的氮素量最高,其次为穗>茎>叶鞘,但当施氮量达到450kg/hm2时,单作小麦叶片和间套作小麦叶鞘、茎、穗氮的积累量减少,而且间套作小麦相同施氮量各器官的氮素积累量大于相应单作小麦各器官的氮素积累量。成熟时小麦各营养体氮积累量随着施氮量的增加而增加,颖壳+穗轴氮积累量最多,其次为茎>叶鞘>叶;成熟时籽粒氮素的吸收积累量随着施氮量的增加而增加,间套作小麦籽粒氮素的吸收积累量大于相同施氮量单作小麦氮素的吸收积累量。在同一施氮水平下,间套作小麦花前氮同化量和总氮同化量都大于相应单作小麦,而间套作小麦花后氮同化量却小于相应单作小麦;单作和间套作小麦总氮同化量与其蛋白质含量之间呈显著正相关(r分别为0.936 ,0.987 )。     

小麦中一类依赖于NAD的细胞质型苹果酸脱氢酶cDNA的克隆和进化树分析

苹果酸脱氢酶普遍存在于各种生物中，它负责催化草酰乙酸和苹果酸之间的相互转换。根据其辅酶的特异性和在细胞内的分布和生理功能的不同，苹果酸脱氢酶在高等植物中可以区分出不同的类型。依赖于NAD的细胞质型苹果酸脱氢酶(cyMDH)是其中研究较少的一类。报道了从小麦(Tritium aestivum L.)中克隆的一种cyMDH的部分cDNA序列，并命名为W-MDH1。进化树分析表明来自不同生物的MDH可能是通过基因复制形成的。W-MDH1刖在小麦的根、茎、叶中呈组成型表达。     

水分处理对专用型小麦后期氮积累及子粒蛋白质含量的影响

采用盆栽方法研究了水分处理对专用小麦各营养器官氮含量积累、运转和子粒蛋白质的影响。结果表明，在不同的水分处理中，开花后随着时间的推移小麦叶鞘和茎中氮含量逐渐降低，而根中氮含量先下降后上升。（1）80％FC提高了各专用小麦叶鞘氮含量；豫麦34茎中氮含量在各处理下差异不大，豫麦49在60％FC下提高茎中氮含量，豫麦50茎氮含量在40％FC下最高。（2）各营养器官氮转运量品种间表现为豫麦50〉豫麦49〉豫麦34，各品种间不同水分处理下各营养器官氮转运量均为80％FC〉60％FC〉40％FC。（3）各品种叶鞘氮转运效率为80％FC〉60％FC〉40％FC；但不同品种间各水分处理下茎氮转运效率因存有差异，豫麦34为：40％FC〉60％FC〉80％FC，豫麦49为：60％FC〉40％FC〉80％FC，豫麦50为：60％FC〉80％FC〉40％FC。（4）各营养器官及总转运氮对籽粒的贡献率为80％FC〉60％FC〉40％FC，各品种器官转运量和贡献率均为：叶鞘〉茎，器官转运效率为：茎〉叶鞘。（5）对豫麦34，蛋白质含量和产量均以60％FC为好，且蛋白产量达显著性差异；豫麦49和豫麦50，蛋白质含量以40％FC最高，蛋白质产量以80％FC最高。豫麦49差异均达到显著水平，豫麦50蛋白质产量达极显著水平。     

甘蔗茎在弯曲荷载下的破坏

研究甘蔗的物理力学特性对研究甘蔗切割过程、设计刀片具有重要意义。该文采用三点弯曲方法研究甘蔗茎在弯曲荷载下的力学特性。以“桂林—1号”甘蔗为试验材料,在日本SHIMADZU公司生产的AG-I 50 AUTOGRAPH材料力学试验机上进行了蔗茎的弯曲试验。试验结果表明：蔗茎在弯曲荷载下主要有4种破坏形式：中性层裂纹、横向裂纹、底部纵向裂纹、不规则裂纹。其中基部和尾部试样以横向裂纹为主,其他部位的试样产生中性层裂纹;“桂林-1号”甘蔗基部弹性模量的平均值为1172 N/mm²,最大抗弯强度的平均值为46.5 N/mm²;基部去掉蔗皮后,弹性模量的平均值为1514.8 N/mm²,最大抗弯强度的平均值为42 N/mm²;蔗茎基部的弹性模量在剥皮前后有显著差异,且基部蔗芯的弹性模量明显高于未剥蔗皮基部的弹性模量。蔗茎基部的抗弯强度在剥皮前后无显著差异。     

梯形渠道衬砌冻胀破坏弹性地基板模型

为探讨开放系统中梯形混凝土衬砌渠道的冻胀问题,根据衬砌板与冻土地基的相互关系,采用 Winkler弹性地基板理论建立了考虑冻胀力和冻结力作用的衬砌板冻胀破坏力学模型,使用解析法得到了衬砌板变形和内力解,对不同地下水埋深、衬砌板几何参数的影响规律进行了分析。通过与已有现场观测值和计算值进行对比,验证了弹性地基板理论计算结果的正确性。研究结果表明：坡板在非均匀分布的冻胀力作用下,挠度、弯矩和剪力也表现为非均匀分布,挠度最大值在坡顶距坡脚2/3处,弯矩最大值靠近底板位置,拉应力分布与内力分布规律一致,与已有研究结果吻合。与梁理论相比,板理论计算结果表明衬砌板的挠度和内力沿板宽方向为非均匀分布,挠度和弯矩在自由边界（纵向伸缩缝）处增大,扭矩主要分布在衬砌板的拐角处。切向冻结力对渠道冻胀影响较小,在原渠道工况下,不考虑切向冻结力与考虑最大切向冻结力之间,最大挠度相差0.7 mm。针对不同地下水位的渠道,给出了衬砌板的安全厚度,可为现浇混凝土梯形渠道的抗冻胀设计提供参考和理论依据。     

秸秆与菇渣堆肥用于双孢蘑菇栽培的理化性状和细菌群落分析

该研究以双孢蘑菇(Agaricus bisporus)传统麦草配方作为对照,分别用玉米秸秆和杏鲍菇菇渣替换部分麦草设计2个新配方,通过理化性状、细菌群落动态及产量分析,评价玉米秸秆或杏鲍菇菇渣用于工厂化双孢菇生产的可行性。分别在建堆、一次发酵结束、二次发酵结束3个时期采集堆肥样品,提取总DNA,以大肠杆菌(Escherichia coli)16S r DNA V3区通用引物,进行PCR‐DGGE扩增和序列分析,同时分析培养料理化性状,并测定双孢蘑菇产量。研究结果:玉米秸秆配方基质颗粒比较粗大,含氮量较低,二次发酵结束时与麦草配方具有较多的共有优势菌群,两者的细菌多样性指数变化规律也基本一致。菇渣配方基质颗粒比较细碎,含氮量较高,其堆肥3个时期的优势细菌种类、多样性指数变化趋势与麦草配方明显不同。传统麦草配方具有良好的理化性状和稳定的细菌群落,玉米秸秆、杏鲍菇菇渣代替部分麦草的配方仍需进一步优化。     

沙障风荷载作用下嵌固端受力分析

该文应用大涡模拟方法研究不同孔隙度透过性沙障嵌固端受力变化及其周围流场结构特征。结果表明,非透过沙障在相同速度的促发气流下嵌固端受力远高于孔隙沙障,其嵌固端弯矩和剪力最大值分别为40%孔隙率沙障的2倍和1.5倍,为80%孔隙率沙障的16.5倍和14.45倍,沙障嵌固端最大弯矩和剪力值随孔隙率增大而逐渐减小。在持续风力作用下,沙障嵌固端所受弯矩和剪力大大降低,沙障孔隙率为0时,其最大弯矩和剪力值约为其平均值的9.4倍和6.9倍,而沙障孔隙率为80%时,最大弯矩和剪力值分别约为其平均值的2.3倍与2.5倍。沙障孔隙度在一定范围内变化时,其周围流场结构有一定的相似性,以50%孔隙率为分界点可以分为2组,每组沙障嵌固端受力各有其相似的变化特征。研究可为沙障设计插入深度提供理论支撑。     

基于HJ卫星CCD数据的冬小麦病虫害面积监测

遥感在农作物病虫害监测中广泛采用的简单植被指数阈值法难以判别冬小麦的健康状况。该研究选择二值逻辑回归法,分别建立实测光谱得到的植被指数与其健康状况之间的关系模型。结果表明,重归一化植被指数RDVI模型和三角植被指数TVI模型可信度较好。考虑到遥感监测冬小麦病虫害时,涉及的地域范围广,冬小麦生长状况存在明显的局域差异,采用了3×3邻域像元的一致性假设消除局部环境差异。将模型应用到中国新近发射的环境与灾害监测预报小卫星星座HJ-CCD传感器数据,得到提取的冬小麦受病虫害胁迫范围与枣阳市植保站普查结果相符,也与地面实测结果相一致,其中,TVI模型结果的精度达到76.47%,能够满足农作物病虫害面积遥感监测要求。     

叶轮扰动水介质对地膜与棉秆沉降聚集行为影响与试验

当前残膜回收机作业后的膜杂混合物因地膜与棉秆缠绕打结严重,含杂率高,造成回收后的地膜再利用率低和环境二次污染。该研究在分析物料属性和水洗分离理论的基础上,提出了以液相水为介质实现固相地膜和固相杂质分离方案,在二维平面内以地膜与棉秆驰豫时间差和最大垂向位移差为响应指标,录像分析为载体,在自制的地膜与棉秆悬浮水力特性试验台采用控制变量法开展外部流场和地膜与棉秆物料属性的单因素试验和正交试验,建立影响因素与响应指标之间的多元拟合回归方程,获得最优参数组合并进行试验验证。结果表明:影响地膜与棉秆分离显著性因素为叶轮转速、地膜面积和棉秆长径比;最优参数组合为叶轮转速202r/min,地膜面积为1 271.4mm2,棉秆长径比为13,相对应的地膜与棉秆驰豫时间差和最大垂向位移差预测值分别为4.20 s和22.1 cm,最优组合参数试验下的平均值分别为4.34 s和21.2 cm,与预测值的相对误差为3.23%和4.25%,寻优参数可信。试验录像分析表明,地膜与棉秆沉降聚集行为是水平稳定取向姿态和竖直运动取向姿态相互转换的过程,且运动轨迹都是以叶轮轴为中心的一组同心圆;相较于棉秆,地膜对水介质作用力响应周期更长,且在三维空间内有明显翻转现象。该研究结果可为膜杂分离技术的改进和机械装置的研制提供理论基础和科学依据,亦可为秸秆粉碎和薄膜撕碎工艺参数优化提供参考。     

三种一年两熟地区小麦免耕播种机适应性试验与分析

免耕播种是保护性耕作技术最重要的作业环节之一,为了在一年两熟旱作区选择适合的播种机来实施保护性耕作技术,对国内目前可选用的JOHN DEERE 1590型小麦免耕播种机、2BMD-12型小麦对行免耕播种机、2BMFS-6/12型带状浅旋免耕播种机在3种地表覆盖状况下进行田间播种适应性试验,结果表明：参照播种机国家标准和农业部农机试验鉴定总站对小麦免耕播种机播种质量的检测指标,3种免耕播种机在秸秆粉碎覆盖地面条件下基本上都能满足播种要求。JOHN DEERE 1590型小麦免耕播种机不适合于在直立秸秆情况下     

一种降解秸秆的丝状真菌的分离和定性方法

建立了一种新的简单的分离秸秆降解丝状真菌的方法,用此方法从东北寒地黑土中分离出真菌56株,其中丝状真菌46株。这种分离方法简述为：先用土壤或者堆肥浸渍秸秆至接近腐烂,再用酒精对接近腐烂秸秆进行表面灭菌,最后用土豆葡萄糖琼脂培养基培养并分离秸秆中微生物,这样分离的微生物大多为产丝真菌。用添加或者不添加硝酸铵、酵母粉和黑土浸液等辅助物的秸秆粉制成不同培养基,这些培养基用来比较其对分离的微生物的生长的影响。结果表明,同一微生物在不同培养基中生长区别很小,同一培养基不同微生物生长区别较大。选择了只含秸秆粉而不添加辅助物的培养基作为微生物是否降解秸秆的定性培养基,对分离的56株真菌以水稻、大豆和玉米3种秸秆进行降解定性鉴定,结果显示：该方法筛选的46株丝状真菌都能降解3种供试秸秆。