作物茎秆抗倒伏的力学分析及综合评价探讨

建立了农作物茎秆的力学模型,利用力学理论和方法,给出了农作物茎秆临界力的具体表达式,该表达式对于多种农作物例如:玉米、水稻、小麦、谷物等都是适用的。根据该表达式,可对农作物的抗倒伏能力进行综合评价,临界力越大,抗倒伏能力越强。临界力可以作为农作物抗倒伏能力评价的通用指标。对于同一种作物品种,种植密度不同,或肥力不同,其抗倒伏能力不同,茎秆系数越小,抗倒伏能力越强。茎秆系数可作为同一品种作物间,抗倒伏能力的评价指标。文中给出了农作物倒伏与茎秆各物理量之间的关系,为作物抗倒品种的选育、收获机械的设计、桔秆的综合利用提供参考。     

作物茎秆生物力学性质与形态特性相关性研究

为了应用生物力学性质指标对茎秆作物进行评价,进而指导作物优种筛选和选育,该文以北方优种选育的高粱、玉米、大豆、谷子等作物为研究对象,试验测试了作物的株高、节间距、含水率、茎秆干质量等形态特性指标,和茎秆各节间的弯曲强度、弹性模量、抗弯刚度、惯性矩等生物力学性质指标,并从宏观力学层面分析了生物力学性质指标沿高度的变化趋势,针对各生物力学性质指标及试验结果进行了力学机理分析,利用SAS分析软件对形态特性指标与生物力学性质指标进行了相关性分析.结果表明:不同作物形态指标与茎秆生物力学性质指标相关度不同,形态指标多数都与弯曲强度或弹性模量相关,并在此基础上确定了与力学指标相关度较大的形态特性指标.为应用生物力学方法评价作物抗倒伏及茎秆优势性状等优种特性奠定了基础.     

控制灌溉条件下寒区水稻茎秆抗倒伏力学评价及成因分析

为了评价控制灌溉处理与常规灌溉处理下水稻抗倒伏能力的差异,寻求有利于水稻茎秆抗倒伏的灌溉处理方式,以水稻茎秆为研究对象,研究了不同灌溉条件下水稻茎秆抗倒伏性能。引入茎秆系数,对水稻茎秆进行力学分析,比较了2种控制灌溉和常规灌溉3种水分处理下水稻茎秆抗倒伏能力的差异。结果表明,控制灌溉（KI、KII）处理下的水稻节间充实度高于常规灌溉（CK）,KI、KII处理的水稻茎秆壁厚分别比CK高出0.15 mm和0.35 mm;控制灌溉处理下的水稻茎秆系数显然低于常规灌溉处理,大小顺序为：CK＞KI＞KII;临界力的大小依次为：KII＞KI＞CK,因此控制灌溉处理的水稻茎秆更具抗倒伏性。     

玉米不同耐密植品种茎秆穿刺强度的变化特征

以耐密抗倒性不同的品种（稀植大穗品种JK 518和JK 519、耐密抗倒品种XY335和CS 1;中等耐密品种ND 108）为材料,设5个密度处理,研究玉米茎秆的穿刺强度（RPS）的变化特点及其对群体种植密度的响应。结果表明玉米茎秆穿刺强度随生育期递进而增强,不同耐密性品种间随种植密度变化有较大差异。茎秆基部节间的穿刺强度随群体密度增加呈线性递减。茎秆节间RPS随着节位的上升而呈二次函数递减;不同耐密性品种间RPS以抽雄-吐丝期差异明显,以穗位以下节间,尤其第3～6节间表现差异较大。玉米抽雄前茎壁增厚早、     

纵向载荷下作物茎秆"挠曲线"的变化特征测试与分析

摘要：以"非完善压杆"为作物茎秆的力学模型,应用力学理论,分析了纵向载荷下茎秆挠度与影响作物茎杆倒伏的各种因素间的关系。用简易测量装置对3个不同品种的小麦茎秆在不同纵向载荷下的"挠曲线"进行了测量。通过对相关测试数据的科学分析表明,作物茎秆"挠曲线"的形状变化是诸多因素作用的结果,"挠曲线"的坐标物理意义明晰、测量方便、操作简单,可用来评价作物抗倒性。并从理论和试验两方面证明了其评价作物抗倒性的合理性。该研究可为抗倒伏研究和相关农业机械的设计提供参考。     

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.     

乙烯利和激动素对玉米茎秆抗倒伏和产量的影响

倒伏是影响玉米产量的主要原因之一,为了探明不同时期喷施不同生长调节剂对玉米抗倒伏性和产量的影响,选用玉米品种‘德美亚1号’和‘德美亚2号’为试验材料,在5、7、9展叶期分别喷施乙烯利(ETH)和激动素(KT),以喷施清水为对照,测定灌浆期基部茎秆形态、力学、化学组分及成熟后的倒伏率和产量。结果表明,与对照相比,‘德美亚1号’5展叶期喷施KT,节间直径显著增加21.11%,节间密度增加13.23%;与对照相比,‘德美亚2号’7展叶期喷施ETH,使基部节间总长度显著降低14.41%,节间直径显著增加10.70%,节间密度显著增加15.46%。‘德美亚1号’和‘德美亚2号’7展叶期喷施ETH,分别与对照相比,折断力显著增加26.04%和16.77%,穿刺强度显著增加22.77%和14.62%。‘德美亚2号’9展叶期喷施ETH,节间半纤维素、纤维素和木质素组成的化学组分总含量比对照显著增加25.49%。KT对两个品种茎秆力学影响表现不同,ETH对两个品种茎秆力学调控效果优于KT处理。两种调节剂处理均降低了两种玉米收获期的倒伏率。节间直径与折断力呈极显著正相关(r=0.905**),节间化学组分总含量和节间直径与倒伏率呈显著或极显著负相关。两个品种9展叶期喷施KT,产量比对照极显著增加22.24%和19.98%,喷施ETH对产量影响不显著。综上,KT于两个品种9展叶期喷施可显著增加产量,ETH于两个品种7展叶期喷施对抗倒伏性调控效果较好。     

灰关联分析的评价及其程序设计

本文概述了灰关联分析方法及程序设计，并用灰关联分析方法对经济、农业、教育、农机及水利等各个社会系统中能影响势态发展的诸多因素进行分析，找出能够决定发展方向的主次因素，为各系统的决策者提供可靠的科学依据。     

杂交粳稻茎秆力学性状与理化特征对抗倒伏能力的影响

倒伏严重影响着水稻的产量和品质,为探究田间自然栽培条件下杂交粳稻茎秆力学性状与理化特征对抗倒伏能力的影响,研究选取北方地区生产上主要推广的弯曲穗型杂交粳稻品种辽优2006（LY2006）、辽优5218（LY5218）、辽优5273（LY5273）为供试对象,易倒伏常规粳稻品种农林313（NL313(CK)）为对照,测量其农艺性状和微观组织构成等理化指标,并通过弯曲试验及拉伸试验,测定其茎秆最大抗折力、断裂弯矩、抗弯截面系数、单茎自重质量矩、弯曲强度、杨氏弹性模量、惯性矩等力学指标,并研究测量的理化指标及力学指标与倒伏指数之间的相关关系。结果表明：供试对象的倒伏指数和对照之间存在极显著差异（P<0.01）,供试对象抗倒伏性显著高于对照。供试对象和对照在株高、基部节间长度、组织构成等理化指标及力学指标间均存在极显著差异（P<0.01）,供试对象的株高、单穗鲜质量均大于对照,因此,在相同的栽培条件下,并不是株高越矮、穗越轻,抗倒伏能力就越强。缩短基部节间长度、延长叶鞘长度、提高组织厚度及维管束面积、增加纤维素、木质素及钾元素含量等均能有效提升水稻植株的抗倒伏能力。研究还发现,水稻植株的抗倒伏能力与其茎秆最大抗折力、断裂弯矩、抗弯截面系数、弯曲强度、杨氏弹性模量之间存在显著正相关（P<0.01）,与单茎自重质量矩、惯性矩之间存在显著负相关（P<0.01）,选取其作为水稻植株抗倒伏能力的参考指标是可行的。研究结果可为北方杂交粳稻抗倒伏品种选育、改良及抗倒伏农艺性状调控提供综合的数据支持和理论支撑。     

全基因组关联分析在作物育种研究中的应用

全基因组关联分析(GWAS)是一种针对全基因组范围内的遗传变异进行基因分型,寻找某一群体内性状与分子标记或候选基因间关系的分析方法。GWAS对于连锁标记开发、目的基因挖掘和复杂性状的遗传研究具有重要作用,在作物数量性状研究和作物育种中得到了广泛的应用。本文简要综述了利用GWAS挖掘与作物重要性状关联基因的研究过程中,群体结构、群体数量、连锁不平衡(LD)等因素对GWAS的影响,并重点分析了GWAS在粮食作物育种研究中取得的最新进展,初步讨论了GWAS对作物遗传育种的意义、存在的问题和未来发展趋势等,为利用GWAS在作物育种方面的运用,促进作物分子标记辅助育种以及提高育种效率提供了一定的理论依据。     

Optimizing soil dissolved organic matter extraction by grey relational analysis

Dissolved organic matter(DOM) in soil plays an important role in the fate and transport of contaminants.It is typically composed of many compounds,but the effect of different extraction factors on the abundance of different DOM components is unknown.In this study,DOM was extracted from three soils(paddy field,vegetable field and forest soils) with various extraction time,liquid to solid ratios(LSRs),extractant types,and extractant concentrations.The LSR had a significant effect on DOM content,which increased by 0.5–4.0 times among the three soils when LSR increased from 2:1 to 10:1(P 0.05).Dissolved organic matter content increased by 4%–53% when extraction time increased from 10 to 300 min(P 0.05).Extractant concentration had different effects on DOM content depending on the extractant.Higher concentrations of KCl promoted DOM extraction,while higher concentrations of KH_2PO_4 inhibited DOM extraction.Therefore,grey relational analysis was used to further quantitatively evaluate the effect of extraction time,LSR,and extractant concentration on DOM,using KCl as an extractant.For the paddy field and forest soils,the impact of these three factors on DOM extraction efficiency was in the following order:KCl concentration LSR extraction time.However,the effect was different for the vegetable field soil:LSR extraction time KCl concentration.Taking all these factors into account,1.50 mol L~(-1) KCl and an LSR of 10:1 with a shaking time of 300 min was recommended as the most appropriate method for soil DOM extraction.     

淮北地区土壤养分含量对小麦产量因素影响程度的灰色关联分析

应用灰色关联度分析法,研究了淮北地区轻碱面砂土、淤心两合土、淤土3个土种的土壤养分含量对小麦产量因素的影响程度。结果表明,对小麦每公顷成穗数、穗粒数、千粒重和产量影响程度最大的因子,轻碱面砂土分别是速效磷、速效钾、碱解氮、有机质,淤心两合土分别是速效磷、速效钾、碱解氮、速效磷,淤土分别是速效钾、速效磷、碱解氮、碱解氮;进一步根据小麦产量3要素对小麦产量的影响程度,提出了3个土种的小麦施肥方案。     

基于广义灰关联的农机离合器可靠性分析

为具体分析离合器总成中各部件对其工作的影响程度,在农机离合器可靠性分析中引入灰关联分析法,结合离合器失效形式建立灰色关联模型,确定了离合器可靠性评定序列,通过Matlab绘制数据折线图比较各采样序列与特征行为序列的逼近程度,以获取最优样机序列。分析中发现当采用传统灰关联法评定离合器总体可靠性时,分析得出结果10号数据样本为最优样机指标序列,其所含碟形弹簧变形特性,主从动盘轮毂强度,花键的机械效率三个指标均低于所设定的行为特征序列。但考虑到灰关联分析法在各评定指标点分布离散度高时,不能全面反映评定对象的序列特性,而采用广义灰关联分析法分析时,其绝对灰关联法可从曲线间的相似性角度,分析采样序列与特征序列的关联程度;相对灰关联法从曲线相对变化率角度阐述曲线间的关联性;综合灰关联法可整体考虑曲线间的相似性与接近性,评价视角更为全面、合理。其分析结果最优序列为只有主从动盘温度特性、减震弹簧抗震特性两个指标低于特征行为序列的7号序列。与10号样本序列进行对比,7号样本序列的两个指标的重要度相对较小,故综合判定7号样本数据为最优解。最后,两种方法的分析结果与离合器生产现场失效统计数据做对比后得出,广义灰关联分析法所得最优解更贴近工程实际,该分析可为同类产品的可靠性研究提供参考。     

机插条件下籼粳杂交稻茎秆的抗倒性评价及成因分析

为了评价机插条件下籼粳杂交稻茎秆的抗倒性能及揭示其成因,该研究选用甬优系列具有代表性的籼粳杂交稻A为研究对象,以生产上主推的高产杂交粳稻B、常规粳稻C和杂交籼稻D为对照,采用机插小苗种植方式,设置各类型品种最适的高产栽培处理,在蜡熟期系统比较分析了不同类型水稻品种茎秆抗倒伏性及主要理化特征的差异。结果表明:1)抗倒性方面,与B、C、D相比,A的弯曲力矩和抗折力得到协同提高,但在两者的综合作用下,倒伏指数表现为DABC。2)茎秆质构特征方面,A类品种基部节间的纵向载荷度、弹性、内聚性、抗弯强度等载荷能力指标以及硬度、脆度、穿刺强度、紧实度等穿刺性能的指标均高于B、C、D。3)茎秆形态与解剖性状方面,A的株高、穗高、重心高、基部节间粗度、横截面积、茎壁面积、维管束总面积、大维管束面积、小维管束面积、大维管束数目、小维管束数目均高于B、C、D;A的相对重心高度、基部节间长度小于D而高于B、C;A的基部节间秆型指数、相对茎壁面积、相对维管束面积、大维管束相对面积、小维管束相对面积均低于B、C而高于D。4)茎秆化学成分含量方面,A茎鞘中可溶性糖、淀粉、纤维素、木质素、K、Si、Ca、Cu、Zn等化学成分含量表现为低于B和C,高于D;茎鞘中N、Mg、Fe、Mn等化学成分含量表现为A高于B和C,低于D。5)相关分析表明,倒伏指数与重心高度、茎秆粗度、横截面积呈显著正相关(P0.05),与相对重心高度、基部节间长度、N、Mg、Fe、Mn的含量呈极显著正相关(P0.01);与淀粉、Cu的含量呈显著负相关(P0.05),与秆型指数、相对茎壁面积、相对维管束面积、可溶性糖、纤维素、木质素、K、Si、Ca、Zn的含量呈极显著负相关(P0.01)。通过本研究笔者初步认为,机插条件下,甬优系列籼粳杂交稻的茎秆抗倒性虽稍逊于杂交粳稻和常规粳稻,但较杂交籼稻有大幅提高,茎秆理化特性的差异与抗倒性密切相关。该研究结果可为长江下游地区籼粳杂交稻机械化抗倒栽培提供理论依据与技术支撑。     

e-杂交稻抗倒性分析

本文研究了e-杂交稻茎秆的抗倒性。结果表明，同原杂交稻相比，e-杂交稻的倒伏指数略有增加，统计分析差异不显著，说明e-杂交稻具有原杂交稻的抗倒能力。