玉米籽粒力学性质的试验研究

对不同影响因素下，玉米籽粒的力学性能进行了试验。在物料力学性能试验台上分别对玉米籽粒及各组分的力学性能进行压缩破裂试验。其结果表明，不同品种的玉米籽粒沿不同方向的抗破裂能力有显著差异，其抗破裂能力主要取决于角质胚乳和种皮的力学特性；当含水率降低时，籽粒的破裂力有所增加，但变形减小。     

不同玉米品种籽粒耐破碎性差异及影响因素

为明确不同玉米品种机械收获时籽粒的耐破碎性差异和影响籽粒耐破碎性的因素,以13个玉米品种为材料,设置不同收获时间,对不同玉米品种籽粒的破碎率、含水率和硬度等指标的动态变化特征进行研究,分析籽粒破碎率与含水率和硬度的关系,采用积分法评价不同玉米品种籽粒的耐破碎性。结果表明:随收获时间的推迟,籽粒破碎率先快速降低后稍有升高,籽粒含水率逐渐降低,籽粒硬度逐渐增大,且玉米品种间差异显著。破碎率与籽粒含水率符合二次曲线关系,当籽粒含水率为19.70%时破碎率最低;破碎率与籽粒硬度极显著负相关,其中胚乳穿刺强度与破碎率的相关性最高,当籽粒胚乳穿刺强度为88.35 N时破碎率最低;籽粒硬度与含水率呈极显著的负相关关系。降低籽粒含水率进而提高其硬度是增强玉米籽粒的耐破碎能力和降低籽粒破碎率的关键。不同玉米品种籽粒的硬度和耐破碎能力存在显著差异,在含水率相近的条件下,耐破碎能力强的玉米品种均具有较高的籽粒硬度。籽粒硬度指标中的胚乳穿刺强度可作为鉴选宜机械粒收玉米品种的重要指标;参试的所有硬粒型玉米品种、半马齿型‘仲玉3号’、半硬粒型 ‘辽禾308’、‘先玉1171’和马齿型‘正红6号’的籽粒耐破碎能力强,可作为适宜机械粒收的品种。     

高粱籽粒压缩力学特性研究

为探索高粱籽粒在播种、收获、储运及加工过程中的机械损伤规律,研究了高粱籽粒的压缩力学特性。选取晋杂34号、辽杂37号、兴湘梁2号3个高粱品种的籽粒为研究对象,研究品种、含水率、压缩方向对压缩变形量、屈服载荷、破坏能等指标的影响规律。结果表明：品种、含水率、压缩方向对高粱籽粒的压缩变形量、屈服载荷、破坏能的影响显著（P<0.000 1）;随着含水率的升高,屈服载荷呈下降趋势,压缩变形量和破坏能呈先减小后增大的趋势;相同含水率下,3个高粱品种籽粒的Z轴方向对应的压缩变形量、屈服载荷、破坏能均最大,Y轴方向次之,X轴方向最小。该研究结果为高粱播种、收获及储运等装备的研制优化提供理论参考。     

花生种子三轴方向起始破碎力

针对花生排种过程中存在的机械破损问题,以花生品种四粒红不同条件下的初始破碎力为指标,开展花生三轴方向上的起始破碎力测定试验。采用全组合试验方法,以压缩速度、含水率为因素,分析了花生种子在不同含水率和不同压缩速度条件下x、y、z三轴方向起始破碎力的变化规律。结果表明:当浸泡温度20℃,浸泡时长为3 h,花生含水率达15.4%时,起始破碎力在三轴方向均最大;在不同压缩速度下,花生种子起始破碎力沿x轴方向最大,沿z轴方向最小,分别平均为35.86 N、22.35 N;同一压缩速度下,花生种子起始破碎力随含水率变化呈先增大后减小的趋势。该研究成果为进一步研究花生种子的力学特性、损伤机理及播种机的研发提供依据。     

花生籽粒力学特性的研究

选择花生籽粒最大挤压破碎力为指标,以施压方向、含水率为因素,对其进行全因子试验,并分析花生籽粒在不同含水率、不同施压方向下的力学性质。结果表明:施压方向、含水率对花生最大挤压破碎力均有极显著影响;花生籽粒在受力面不同时所承受的最大挤压破碎力有较大的差异,在同一含水率的条件下,腹面承受的破碎力最大,侧面次之,顶面最小;在同一挤压面下,当含水率大于6.6%时,最大挤压破碎力随含水率的增加呈现逐渐减小的趋势,其原因与花生籽粒内部结构有关。     

玉米籽粒物理机械特性及机械化收获适应性

针对黄淮海地区玉米收获时籽粒含水率高导致籽粒破碎较高的问题,探索河南省玉米籽粒物理机械特性及玉米籽粒机械化收获的适应性,在河南省某地开展试点研究,测试了机械化籽粒收获的11个试验品种的含水率、破碎率、含杂率、三维尺寸和体积等,并计算出等效压力,进行了籽粒正反面受力差异分析,并且分析不同玉米品种之间破碎率、体积和含水率三因素与等效压力之间的关系。结果表明:籽粒正反面的受力大小基本一致;不同玉米品种之间,玉米籽粒体积越大,等效压力越小;并提出适合玉米籽粒机械化收获的玉米籽粒特性和收获时期。     

玉米籽粒灌浆特性品种间比较研究(英文)

为明确黄淮海北部不同玉米品种籽粒灌浆特性的差异,为玉米籽粒熟期选择提供理论依据,以衡早8号玉米杂交种为材料,华美1号和郑单958为对照品种,研究灌浆过程中不同品种籽粒体积、水分含量、籽粒干质量以及灌浆特性的变化,并对产量构成因素进行了分析。结果显示,授粉后20 d是3个玉米品种籽粒体积快速增速期,在授粉后45 d左右3个玉米品种籽粒体积达到最大,衡早8号籽粒体积最大,郑单958最小。授粉15 d内3个玉米品种籽粒干质量增长较为缓慢,授粉15~55d是籽粒干质量增长快速期,衡早8号籽粒干质量增长速度最快,郑单958最慢,授粉55 d后籽粒干质量增长速度开始放缓。3个玉米品种灌浆速率均呈单峰曲线,灌浆峰值衡早8号最高,郑单958最低。相关分析结果表明籽粒体积与含水量呈正相关,与含水率呈负相关,灌浆速率与含水量呈正相关。通过回归分析得出籽粒含水率在57%左右时3个玉米品种达到各自灌浆最高峰值。运用Logistic模拟方程拟合不同玉米品种的籽粒质量增加过程,衡早8号最大灌浆速率(Gmax)、平均灌浆速率(Gmean)均高于其他2个品种;衡早8号活跃灌浆期、籽粒质量渐增期、快增期和缓增期均低于其他2个品种。3个玉米品种产量差异显著,千粒质量是产量差异的主要原因。衡早8号平均灌浆速率和最大灌浆速率均高于其他2个品种,活跃灌浆期则短于其他2个品种,有利于早熟高产。     

玉米籽粒灌浆特性品种间比较

为明确黄淮海北部不同玉米品种籽粒灌浆特性的差异,为玉米籽粒熟期选择提供理论依据,以衡早8号玉米杂交种为材料,华美1号和郑单958为对照品种,研究灌浆过程中不同品种籽粒体积、水分含量、籽粒干质量以及灌浆特性的变化,并对产量构成因素进行了分析。结果显示,授粉后20 d是3个玉米品种籽粒体积快速增速期,在授粉后45 d左右3个玉米品种籽粒体积达到最大,衡早8号籽粒体积最大,郑单958最小。授粉15 d内3个玉米品种籽粒干质量增长较为缓慢,授粉15~55 d是籽粒干质量增长快速期,衡早8号籽粒干质量增长速度最快,郑单958最慢,授粉55 d后籽粒干质量增长速度开始放缓。3个玉米品种灌浆速率均呈单峰曲线,灌浆峰值衡早8号最高,郑单958最低。相关分析结果表明籽粒体积与含水量呈正相关,与含水率呈负相关,灌浆速率与含水量呈正相关。通过回归分析得出籽粒含水率在57%左右时3个玉米品种达到各自灌浆最高峰值。运用Logistic模拟方程拟合不同玉米品种的籽粒质量增加过程,衡早8号最大灌浆速率(G_(max))、平均灌浆速率(G_(mean))均高于其他2个品种;衡早8号活跃灌浆期、籽粒质量渐增期、快增期和缓增期均低于其他2个品种。3个玉米品种产量差异显著,千粒质量是产量差异的主要原因。衡早8号平均灌浆速率和最大灌浆速率均高于其他2个品种,活跃灌浆期则短于其他2个品种,有利于早熟高产。     

推迟收获对华北夏玉米籽粒脱水和力学特性的影响及其品种差异

为明确推迟收获对华北地区夏玉米籽粒脱水及其力学特性的影响,筛选适宜该区域的机械收获籽粒品种,选取28个在该地区大面积推广的品种,综合分析籽粒含水率、穗/粒剪切力和产量变化。结果表明,推迟收获日期,平均籽粒含水率从35.5%下降至27.4%,而籽粒抗破损能力则显著上升(P0.01)。籽粒含水率与静压破损峰值呈极显著负相关,其中影响最大的是顶部剪切力(R=-0.796)。产量与含水率和力学特性之间没有显著相关性。因此,结合产量选择低含水率,高抗破损能力的品种是可行的。10月2日正常收获,‘京农科728’同时满足10 t/hm~2高产且籽粒机械收获最低含水率28%的要求。收获推迟10 d,则‘豫单112’和‘登海701’可以作为该区域玉米籽粒机械收获的备选品种。     

玉米穗轴机械强度及其对机械粒收籽粒破碎率的影响

【目的】明确玉米穗轴机械强度变化规律及其对机械粒收籽粒破碎率的影响,为提高玉米收获质量提供理论依据。【方法】本研究通过设置品种大区鉴选试验,对各品种进行分期收获,历次收获均以相同粒收机械与农机操作人员实施,同步调查玉米穗轴形态、含水率、干物质积累、力学特征以及籽粒含水率、机收破碎率等指标,研究玉米生育后期穗轴机械强度的变化特征及其影响因素,分析穗轴机械强度与籽粒破碎率之间的关系。【结果】结果显示,随着收获期推迟,玉米籽粒和穗轴含水率逐渐降低,而穗轴8 cm和全长抗折断力及籽粒破碎率均呈现先降低后升高的趋势。籽粒含水率低于20.1%时,机械粒收籽粒破碎率随穗轴抗折断力提高呈极显著的指数增加趋势;当籽粒含水率高于20.1%时,破碎率与穗轴全长抗折断力呈极显著的指数模型关系,与8 cm抗折断力的回归分析未达到显著水平。穗轴抗折断力与穗轴含水率呈显著负相关,与穿刺强度、干重、单位长度干重、单位体积干重呈显著正相关;通径分析表明穗轴单位长度干重对抗折断力的贡献最大。【结论】玉米穗轴机械强度是影响机械粒收籽粒破碎的重要因素之一,生育后期穗轴干物质积累和含水率是影响穗轴机械强度的重要因素。