农艺措施对谷子产量及抗倒伏力学性能的影响

【目的】明晰栽培条件互作对谷子叶片光合特性、茎秆生物力学性质指标的耦合影响,为运用谷子茎秆生物力学性质进行抗倒伏特性评价,为优化谷子种植栽培条件及抗倒伏优种筛选提供合理农艺措施和理论支持。【方法】采用裂区试验设计方法,主区选取4个在生产中具有代表性的谷子品种,副区为基于不同的播种密度与施肥量、播种密度与水分、水分与施肥量互作处理栽培条件,系统研究了栽培措施对谷子生长发育以及茎秆抗倒伏生物力学性质的影响。【结果】（1）除水分对谷子茎秆节平均直径影响不显著外,谷子品种、施肥量、播种密度及水分4个因素对谷子的产量、光合生理特性及茎秆形态特性均有极显著影响（P＜0.001）;（2）谷子的千粒重、产量均随施肥量和水分的增加而增加;随播种密度的增加,千粒重呈下降趋势,产量呈现先上升后下降趋势;谷子旗叶SPAD值及最大荧光值（Fm）开花期显著高于灌浆期,开花期旗叶SPAD值、灌浆期旗叶Fm可作为谷子育种的目标性状;（3）播种密度对谷子田间倒伏率的影响最大,其次是水分、品种,施肥量的影响最小;（4）谷子茎秆倒数第二节的抗拉倒力与株高、节平均长度及茎秆节含水率显著负相关,与节平均直径显著正相关。【结论】不同农艺措施互作栽培条件下,单因子对谷子的产量、植株光合生理特性及茎秆力学性能影响最大;选择优良品种、合理密植（≤70万株/hm²）、适当水肥是提升谷子籽粒品质、增加产量、减少田间倒伏率的有效措施。     

玉米秸秆自干后的材料力学性质研究

玉米秸秆直接还田或沤肥是大量增加土壤有机质的优质有机肥,也是生物质能源转化及混合饲料利用的重要资源。目前,在这几方面的应用中均需进行粉碎、揉丝、切段等加工,针对加工参数的优化需要研究其力学性质。为此,试验研究了越冬后自然干燥的玉米秸秆的弯曲强度、皮质层和内芯的剪切强度、拉伸强度、弹性模量及穿刺强度等力学性质指标,以及应力应变规律、抗弯折特性、茎秆不同节间的力学性质变化等材料力学特性,为相关加工设备及工艺参数优化提供了理性参考依据。     

高粱穗瓣籽粒拉伸力学特性研究

针对高粱在机械收获过程中的脱粒不净问题,研究了高粱穗瓣与籽粒的拉伸力学特性。试验选取了“辽杂37号”“晋杂34号”和“兴湘梁2号”3个品种的高粱为研究对象,以不同收获期、生长部位为试验因素,以拉伸断裂力为试验指标,研究各因素对高粱穗瓣、籽粒断裂时拉伸断裂力的影响规律。结果表明,品种、收获期、生长部位对高粱穗瓣、籽粒拉伸断裂力的影响极显著,影响拉伸断裂力的主要试验因子是生长部位。拉伸断裂力的大小与高粱自身的生长部位有关,高粱穗瓣断裂所需的力随着生长位势由上到下逐渐增大,变化范围2.479~9.627 N,且高粱籽粒拉伸断裂力随生长位势的变化趋势与穗瓣基本相似,变化范围2.386~8.314 N。3个品种中,“兴湘梁2号”的承载能力最强,所需拉伸断裂力最大。不同收获期的高粱有着不同的力学性质,综合来看,高粱收获宜选择在蜡熟期。该研究为高粱收获装备的研制优化与适时收获提供了理论参考。      

柠条固体燃料抗压强度及抗剪强度的研究

多年生柠条是一种成型固体燃料的优质原料。通过对压力、温度、含水率和颗粒度与抗压强度、抗剪强度的关系进行多变量统计分析,研究成型过程中各参数对柠条块状燃料抗压强度及抗剪强度的影响。结果表明,颗粒越细小,压块燃料的塑性及强度越差,较大颗粒度、较高含水率(以此顺序)是增大柠条压块燃料抗压强度和抗剪强度的重要因素。要保证柠条压块燃料在运输储存过程中具有足够的强度而保持完整,柠条原料颗粒度不宜过小,含水率在8%~14%之间为宜,从节能和低成本角度考虑,成型温度至少为80℃,最高不能超过150℃,压力60~110MPa。     

高压脉冲电场对高粱种子萌发特性影响研究

探索高压脉冲电场对高粱种子萌发特性的影响,优化电场作用参数,在提高杂粮品质及产量方面的应用具有重要意义。为此,采用正交试验设计方法研究了高压脉冲电场的场强、时间和脉冲个数对晋杂D104高粱品种的种子萌发的影响,主要研究了高粱种子萌发期间的发芽势、发芽率、芽长、根长、幼苗鲜重、发芽指数,以及种子活力指数等生理指标的影响。运用综合平衡法对各个生理指标影响情况进行分析,获得高压脉冲电场促进高粱种子萌发的优化工作参数,分析数据并探讨变化机制,选取最佳的优化条件。     

谷子籽粒的冲击损伤试验与分析

作物籽粒在播种、脱粒等作业过程中,受到的作用力更多地体现为冲击载荷作用。为研究冲击载荷对谷子籽粒损伤情况的影响,分别对不同品种、不同含水率的谷子籽粒施加不同大小的冲击载荷进行损伤试验。试验结果表明:冲击载荷对谷子籽粒破损影响极显著(P<0.001),破损率随着冲击载荷的增大而增大,冲击载荷小于11.9N时,种子破损率非常低,而冲击载荷大于35.9N时,籽粒几乎全部破损;含水率对谷子籽粒破损率影响极显著(P<0.001),随着含水率的增大,同一种谷子籽粒的抗冲击能力相应提高;品种对谷子籽粒破损率影响显著(P=0.005),不同品种的谷子籽粒,在冲击载荷作用下体现出不同的抗破损能力。试验所选的4种谷子籽粒,晋谷21品种的抗冲击能力较好,沁州黄品种的抗冲击能力最差。研究结果可为谷子播种、收获、加工等相关机械的设计及参数优化提供参考。     

优种小麦不同生长期茎秆及主根生物力学性质实验研究

小麦优种培育中抗倒伏性能是其重要的评价内容,而抗倒伏性可运用其茎秆及主根生长后期的生物力学性质指标来表达和评判。为此,针对黑芒麦、CA0547和烟农19等3种优种小麦和成熟对照样本(山农129),进行了不同生长期小麦茎秆不同节间段弯曲强度,剪切强度、抗弯刚度、弹性模量等力学性质指标,以及与其对应生长期主根的拉伸强度、剪切强度、弹性模量等力学性质指标的试验研究和分析。研究结果为小麦优种培育采取相应工程措施和相关作业装备设计提供了理性支持和试验参数。     

基于Taguchi法的柠条固体成型燃料工艺参数优化

应用田口方法研究了柠条压块成型燃料成型的最佳工艺条件及颗粒度、含水率、压力和温度对压块密度影响的顺序,得到最佳参数组合为:颗粒度为0.63mm,含水率为8%(w.b.),温度为130℃,压力为120 MPa,此时压块密度最大值为1.152g·cm-3。各因素对燃料密度的贡献率等级次序为:颗粒度(56.7%)、含水率(12.8%)、压力(11.3%)和温度(10.7%),可见,颗粒度是闭式成型条件下柠条压块燃料密度的主要决定因素。研究结果可为柠条压块燃料加工工艺的制定及相关成型设备的设计提供参考。     

高压电场预处理杂粮种子对生长势及产量的影响

杂粮具有营养丰富、医食兼备、保健食疗等功效,因此提高杂粮产量和品质对农业产业结构调整及农民收入具有重要意义。结合提高杂粮产量和品质的应用背景,研究高压静电场（HVEF）和高压脉冲电场（HPEF）预处理杂粮种子对谷子、荞麦、高粱三种杂粮作物生长势及产量的影响,优化的HVEF预处理工作参数为（10 kV、15 kV、20 kV,处理时间为30 min）,HPEF预处理参数为（脉冲个数30个、50个、70个;脉冲时间30 μs、50 μs、70 μs;场强500 V、1 000 V、1 500 V）,测试拔节期、灌浆期的株高、茎粗和叶绿素含量,收获期三种杂粮籽粒的千粒质量及产量。结果表明：经HVEF预处理后,谷子、荞麦及高粱的千粒质量及产量都有增加;HPEF预处理下,在0.05水平上,电场强度、脉冲个数、脉冲时间三因素对谷子、荞麦及高粱的产量有极显著性影响（P<0.000 1）;三因素对高粱拔节期的株高、灌浆期的叶绿素含量也有极显著影响（P<0000 1）;三因素对谷子拔节期和灌浆期的株高有显著性影响（P<0.05）;而电场强度、脉冲个数、脉冲时间对谷子、荞麦及高粱的其他光合作用参数和千粒质量无显著性影响;谷子、荞麦及高粱的产量分别随高压脉冲电场强度、脉冲个数、脉冲时间的增多而提高。研究结果可为电场技术在杂粮种植生产中的应用提供依据。