基于力学模型的小麦腊熟期倒伏的风速研究

随着小麦产量的提高袁其倒伏的可能性也增大。因此,解决小麦的倒伏问题对提高小麦产量具有重要意义。将腊熟期小麦茎秆简化为刚/弹性材料,研究了腊熟期小麦茎秆在风载作用下应力变化的基本规律袁运用振动理论建立了小麦单茎穗重在风载作用下的抗倒伏力学模型遥最后,利用2013年的试验数据,基于该模型计算出了周麦18茎秆和矮抗58茎秆的抗倒伏风速,计算结果与已有文献数据较吻合,表明该模型可为研究小麦的抗倒伏提供一定的理论依据。     

小麦抗倒伏免疫反应的力学仿真及机理探究

【目的】探讨小麦镇压后麦秆基部弯曲及采用化控措施使麦秆基部变短变粗的抗倒伏免疫反应的作用机理,分析其对小麦抗倒伏能力的影响,为指导小麦抗倒伏栽培和育种提供参考。【方法】通过Fluent软件,在模拟群体小麦风载效应的基础上,建立底端固定、顶端自由的单株活体小麦在风雨自重荷载作用下的结构整体非线性有限元分析模型,考虑风向及茎秆发育的随机性,沿360°方向逐个扫描施加风载,以未经任何处理的直秆小麦为基准进行小麦抗倒伏仿真计算,对比分析化控措施处理的直秆小麦、镇压或倒伏后基部弯曲小麦的临界弯距和最大位移,探讨弯扭组合、节间长度和茎秆变截面对圆柱壳临界弯矩的影响。【结果】与未经任何处理的直秆小麦相比,化控措施处理直秆小麦的屈曲临界荷载提高了27.9%,而基部弯曲小麦屈曲临界荷载提高了43.7%～98.9%;化控措施处理直秆小麦的最大位移减小了9.1%,基部弯曲小麦的最大位移减小了11.7%～21.3%。弯扭组合作用下的临界弯距是弯矩单独作用下的2.23～2.64倍,节间长度变短0.95 cm时小麦茎秆的临界弯距提高了9.8%。在单独轴力和纯弯距作用下,变截面茎秆的临界弯距较非变截面茎秆分别提高15.9%和13.1%。【结论】小麦抗倒伏免疫反应的机理是茎秆基部弯曲和变粗、变短提高了茎秆的局部稳定性,从而增强了小麦的整体稳定性即抗倒伏能力。     

不同抗倒类型小麦植株节间性状与抗倒能力的氮肥调控效应

以抗倒伏小麦品种(生选6号、扬麦18、华成3366)、易倒伏小麦品种(扬麦13、扬麦22、扬麦24)为材料,设置施纯氮180 kg/hm2(N180)、240 kg/hm2(N240)2个氮素水平,研究不同小麦品种植株基部节间性状与抗倒伏能力对氮肥调控效应的差异。结果表明：与 N180相比,随着施氮量增加,易倒伏型小麦品种抗倒伏指数平均降低35.98%,抗倒伏型小麦品种抗倒伏指数平均降低1.12%,易倒伏型小麦的抗倒能力在不同施氮水平间的差异大于抗倒伏型小麦的;易倒伏小麦N240处理植株基部节间直径、半纤维素含量、纤维素含量、K素含量与薄壁组织厚度低于N180处理的,5个参数的降幅分别为12.60%、16.36%、19.04%、34.59%、27.48%;抗倒伏小麦N240处理植株基部节间直径、半纤维素含量、纤维素含量、K素含量和薄壁组织厚度较N180处理降低,降幅分别为5.13%、7.97%、3.74%、26.73%、15.70%;易倒伏小麦N240处理植株基部节间抗折力、针刺力、木质素含量与大维管束面积低于N180处理的,而抗倒伏小麦以上4个参数在2个施氮水平间无显著差异;与N180处理相比较,易倒伏小麦品种N240处理植株基部节间小维管束数降低,抗倒伏小麦品种的升高;与抗倒伏品种相比,易倒伏品种植株基部节间抗倒伏能力对施氮水平响应敏感。综合以上分析可知,增施氮肥主要是影响了易倒伏小麦植株的基部节间抗折力、针刺力、木质素含量、大维管束面积及小维管束数,从而使易倒伏小麦抗倒性降低。     

茎秆维管束分布对小麦倒伏的影响

小麦倒伏每年造成小麦产量损失约10％～30％,研究小麦倒伏对提高小麦茎秆品质和抗倒伏特性具有重要意义.在小麦倒伏的影响因素中,茎秆的力学性能至关重要.在力学理论和有限元模拟的基础上,研究小麦茎秆力学性能随维管束分布的变化规律.结果表明,维管束分布对倒伏的影响与维管束和基础组织的弹性模量有关.在维管束弹性模量大于基本组织弹性模量的情况下,维管束越多,越难倒伏;当维管束数量相同时,维管束越靠近表皮,越难倒伏.增大维管束的弹性模量和维管束所在处的圆周直径,可以增强小麦茎秆的抗倒伏能力.     

小麦茎秆强度研究进展

倒伏是限制小麦产量增长和品质提升的主要因素之一,解决好倒伏与产量、品质之间的矛盾关系至关重要。本文对小麦茎秆强度的遗传特性、影响因素、鉴定方法及应用进行综述,分析得出茎秆强度是决定小麦抗倒伏能力的最重要因素。从生产实践和育种经验的角度应高度重视茎秆强度与茎秆弹性(回弹力)的同步选择,茎秆强且弹性好的小麦品种抗倒伏能力强,是小麦抗倒伏育种的理想选择。     

小麦倒伏原因及预防控制措施

随着农业条件的改善,水肥条件不断提高,小麦产量逐渐提高,小麦倒伏问题已成为小麦高产稳产的"拦路虎"。分析了小麦倒伏原因,并提出了抗倒伏及预防及调控措施。     

小麦生产中倒伏原因分析及解决对策

结合近年来有关小麦高产倒伏问题研究结果及多年来小麦生产实践经验，分析了形成小麦倒伏的三个主要原因，提出以选用抗倒伏品种、降低播量、药剂拌种、化学调控等成套解决对策。     

小麦茎的组织结构力学性能与倒伏的力学问题

本文对选定的三个小麦品种在其生长期的观察和试验,研究了小麦茎的组织结构、力学性能与倒伏的力学问题,修正了北条良夫提出的以欧拉临界力评估单株小麦抗倒伏的挫折力公式。     

植保问答

问:小麦控旺防倒伏打什么药好?答:对田间群体偏大、长势偏旺的小麦,如不化控后期易倒伏。在小麦拔节前一周左右合理使用烯效唑、多效唑和甲哌鎓等药化控,能抑制小麦基部节间细胞伸长,使小麦基部节间粗短,从而增强植株抗倒伏能力。施药不宜过早或过迟,否则均不能起到控制小麦基部节间长度,防止小麦倒伏的作用。     

基于无人机DSM的小麦倒伏信息提取

[目的]通过计算小麦的绝对高度来监测小麦倒伏状况,基于无人机影像获取小麦倒伏面积及其分布,为快速进行农业灾害评估提供科学依据。[方法]对奇台县境内不同地形部位的小麦地块进行调查和研究,结合小麦高度的实测值构建倒伏模型,以无人机平台获取的DSM影像为数据源,通过DSM差减法得到小麦实际高度,选取3个典型倒伏地块,用构建的倒伏模型对研究区进行分类,用像元统计的方法提取倒伏面积并采用混淆矩阵的方法对模型的分类精度进行验证。[结果]倒伏主要发生在沙漠边缘、中部平原以及丘陵区的灌溉耕地,南部山区的旱耕地未发生倒伏;模型解译的总体分类精度均在83.33%以上,Kappa系数在0.75以上,表明用文中建立的倒伏模型对奇台县灌浆期小麦进行倒伏监测是可行的。[结论]利用无人机获取的DSM数据可以有效监测小麦倒伏信息。     

小麦发育后期茎秆抗倒伏性模型研究

为了解决高产小麦发育后期"茎倒"这一问题,首先研究小麦发育后期的抗倒伏性能,针对不同品种小麦茎秆性状得出其抗倒伏指数公式,对于缺失数据,利用杠杆原理对小麦茎秆分割求和,将数据补充完整。其次,采用灰色系统相关性理论,对原始数据进行无量纲化处理,得出小麦抗倒伏指数与茎秆性状之间的相关性。最后,考虑小麦在麦穗自重和风载作用下应力时,引用惯性矩、抗弯刚度等力学相关理论建立小麦抗倒伏的力学模型,以2007年数据为例,求得各品种小麦腊熟期的抗倒伏风速,验证所建模型的合理性。     

小麦抗倒伏性能测试与评价的研究

抗倒是小麦高产育种的主要目标,抗倒鉴定是育种的必要环节。目前我国对抗倒力矩和茎秆弹性等指标缺少简便、准确的测量仪器,小麦品种抗倒性鉴定基本处在以株高等直观指标为主的水平。利用最新设计的小麦抗倒电子测量仪测出的基部茎段最大抗折力矩和临界弯曲角,结合株高、重心高和茎秆重力等重要指标,采用临界分析法计算小麦最大风载荷力,以此为抗倒指数,以区域试验对照品种作对照,以10％差异作为分级标准,将抗倒指数划分为5个等级,根据抗倒级别判定抗倒性大小。分析并提出了主茎与分蘖按1：2取样,密度为600万穗／hm^2,在子粒形成期测量,初步构建了小麦茎秆抗倒性能评价体系。用该体系评价小麦茎秆抗倒性能具有相对全面、准确、客观和明了的优点,对抗倒伏研究和高产育种都具有一定的参考价值。     

小麦茎抗倒伏的力学分析及综合评价探讨

建立了小麦茎秆的力学模型,综合考虑茎和穗的影响,利用力学方法和理论,求出茎秆能承受风力的大小,并以此作为小麦茎秆抗倒伏的指标,判断其抗倒伏能力。将抗倒伏能力与麦穗的长度和重量联系起来,可为高产小麦株型的选择提供参考。     

小麦抗倒性评价方法的比较分析

为寻找简便快捷的小麦品种抗倒性鉴定方法,以48个国家冬小麦黄淮南片水地组区域试验小麦新品系为试验材料,通过对小麦品系茎秆等特性的调查分析,结合多试点抗倒性验证,比较4种倒伏指数法在小麦品种抗倒性鉴定评价中的效果。相关性及主成分分析结果表明,倒伏与株高、基部茎节特性等密切相关。其中,倒伏与第1至第3节茎秆长度、株高、重心高度呈极显著正相关,与第2节茎秆的径长比、基部茎秆弹性呈极显著负相关,表明株高越矮,基部节间越短,特别是第2茎节短且粗,茎秆基部弹性越强,小麦品种抗倒性越好。4种倒伏指数均与第2、3茎节长度呈极显著正相关,与第2茎节机械强度呈极显著负相关,且分别与其他茎秆等特性呈显著或极显著相关,表明第2、3茎节长度和第2茎节的机械强度是上述4种倒伏指数法鉴定小麦品种抗倒性的共性基础,同时各倒伏指数又有其特定的关联性状。4种倒伏指数均可有效鉴定小麦品种抗倒性,但从便利性及相关性密切程度方面比较,倒伏指数2和倒伏指数3鉴定的评价效果更好。     

根倒伏小麦抗倒性评价方法研究

以抗倒性不同的11个高产小麦品种（系）为材料,通过力学分析和根量测定,提出了小麦根倒伏的“品种倒伏系数”概念,经应用于品种抗倒性评价,证明“品种倒伏系数”综合考虑了植株的高度,重量,茎秆机械强度和根量等因素的影响,能客观,准确地评价品种抗倒性,通径分析结果表明,茎秆机械强度和根量与品种缺到性关系最为密切。     

小麦茎秆弯曲特性与密度间的关系

[目的]研究小麦茎秆弯曲特性与密度间的关系。[方法]取郑麦9023和豫麦25茎杆基部第2节间,去掉叶鞘,做弯曲试验以及密度测定试验。利用微机控制非金属材料万能试验机,采用三点弯曲法对去鞘茎秆做弯曲试验。加载前,用游标卡尺测定茎秆外径及节间长度。采用非接触式光学应变引申仪测定变形量,加载速率为10mm／min。当茎秆发生明显的曲折时,停止加载。根据荷载挠度曲线,计算弯曲强度值、弹性模量值、抗弯刚度值。密度测定试验：用电子天平测定茎秆第2节问的重量,根据茎秆的外径、壁厚以及节间长,计算其体积,重量／体积即为密度值。[结果]在小麦灌浆期,茎秆基部弹性模量、惯性矩、抗弯刚度及密度在品种间存在显著差异（P〈0．05）,弯曲强度及含水率在品种间无显著差异（P〉0．05）;且其基部第2节间的弹性模量、弯曲强度、抗弯刚度与密度呈正相关关系,与含水率呈负相关关系。茎秆密度值越大、含水率越低,抗弯刚度值、弯曲强度值越大,茎秆越不易倒伏。[结论]该研究结果为小麦的高产栽培、抗倒伏研究提供了参考依据。     

不同穗型冬小麦品种茎秆抗倒性能分析

[目的]为冬小麦高产抗倒栽培及育种策略提供参考依据。[方法]在大田条件下选用3个不同穗型冬小麦品种,分析其茎秆抗倒性能及产量。[结果]结果表明,重穗型品种兰考矮早8茎秆基部节间特征较好,符合抗倒株型的形态指标,但是个体的健壮弥补不了群体的不足,因此产量不高;中间型品种周麦18节间充实度高、机械强度大,因而有一定抗倒能力;多穗型品种豫麦49基部节间特性及其抗倒能力居中,但是群体较大,弥补了个体的不足,因而产量较高。[结论]不同穗型的小麦品种只要群体适宜,都有一定的抗倒伏能力且获得高产。     

油菜茎秆抗倒伏的力学分析及综合评价探讨

建立了油菜植株的力学模型 ,给出了油菜茎秆抗倒伏性的参数关系式。根据此参数关系式 ,可对油菜的抗倒伏能力进行综合分析和评价。茎秆系数 (λ)小、弹性模量大者 ,抗倒伏能力强。对于同一油菜品种 ,茎秆系数越小 ,抗倒伏能力越强。