碰撞气吹式杂交水稻授粉机结构与参数优化

为实现杂交水稻制种辅助授粉机械化,试制了碰撞气吹式杂交水稻制种授粉机。利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)数值仿真技术对直径为50、55、60、65、70 mm的授粉管气吹孔气流速度进行数值模拟,结果表明,管径为60 mm授粉管的气吹孔气流速度实测值与模拟值相近且变化趋势一致,沿授粉管分布均匀。对气吹孔与击穗绳间距为50、100和150 mm的碰撞气吹式杂交水稻授粉机在气吹孔平均气流速度为9.35、11.82和15.07 m/s时进行田间授粉,结果表明:用该授粉机授粉后杂交水稻父本侧4行母本接收的花粉量和花粉分布均匀性均明显优于人工拉绳授粉;随着气吹孔与击穗绳间距和气吹孔平均气流速度的增加,4行母本接收的花粉总量增加,但当气吹孔与击穗绳间距增加至100~150 mm、气吹孔平均气流速度增加至11.82~15.07 m/s后,花粉量增加不明显;碰撞气吹式杂交水稻制种授粉机较佳参数为气吹孔与击穗绳间距100~150 mm,气吹孔平均流速11.82 m/s。     

6个杂交杏李品种开花的生物学特性

【目的】系统了解杂交杏李(Prunus domestica×armeniaca)开花的生物学特性，为杏李育种改良及高效栽培提供理论支持。【方法】以杂交杏李6个主栽品种风味玫瑰、恐龙蛋、味帝、风味皇后、味王和味厚为试验材料，观测其开花物候期,并观测花冠直径、花瓣数、花瓣形状、花瓣颜色、花瓣纵横径、花药数、花丝长度、花柱长度、花萼颜色、有效花率及雌蕊退化率等花器官特征,同时利用光学显微镜测量花粉长度、宽度等指标,使用纤维素酶法测定花粉量,最后通过离体萌发法测定花粉活力及花粉萌发力。【结果】6个杂交杏李品种的开花期主要在3月上旬至中旬，各品种间开花物候进程存在明显差异，变异系数为0.20~0.51，以初花期变异系数最大，开花最早的风味玫瑰与最晚品种味厚时间相差11 d。6个品种的花瓣均为5瓣，呈白色椭圆形，花冠直径为17.48~20.95 mm，单花花药数为27.10~35.45枚/蕾，花丝长度为3.28~6.18 mm，花柱长度为4.72~9.33 mm，花萼颜色多为绿色，花药颜色多为暗黄色。在花粉特征方面，风味玫瑰花粉粒长度显著大于其他品种，为46.71 μm;味王的花粉粒宽度最大,为26.97 μm，味帝的花粉粒长度和宽度均小于其他5个品种，分别为27.13和13.34 μm。单花药花粉量最大的品种是风味玫瑰，最小的品种是味帝。花粉活力最强的品种是恐龙蛋，最弱的品种是味帝，花粉管长度在0.32～2.03 mm。【结论】不同品种杂交杏李开花的生物学特性存在明显差异，生产上建议选择开花物候期相似且花粉活力高的品种搭配种植，以提高坐果率和产量。     

杂交水稻制种气力碰撞组合式授粉的花粉分布

采用自制的气力碰撞组合授粉试验装置,以杂交水稻花粉的有效分布面积比率、平均分布密度、分布不均匀度为评价指标,对影响授粉均匀性的因素(气流速度、喷气管道放置相对位置、喷孔中心距、气流作用角度、喷孔直径)进行5因素4水平正交试验,考察各因素对授粉均匀性的影响,对试验结果进行极差分析、方差分析和多指标矩阵分析。结果表明,5个因素主次排序及较优水平依次为气流速度6 m/s,喷气管道放置相对位置高于碰杆10 cm,喷孔中心距25 mm,气流作用角度倾斜向上20°,喷孔直径8 mm。组合授粉较单一授粉方式的花粉有效分布面积率明显提高,花粉分布不均匀度显著下降,花粉空间传播性能更好。     

稻麦兼用排种器检测与吹种装置性能模拟与试验

针对稻麦兼用排种器充种环节无法实现精确囊种的问题，设计了一种基于精确计数的吹种装置。根据平抛运动轨迹和文丘里原理分别设计稻麦检测装置和吹种装置，通过理论分析确定影响稻麦充种性能的关键因素，基于CFD(computational fluid dynamics)气固耦合方法仿真分析喷嘴结构形式、工作转速、气流入口压力对种子运动状态特性的影响，仿真试验验证检测与吹种装置的可行性，并开展台架试验确定粒间延时时间。结果表明，Type 3方形喷嘴管在喷嘴口处的速度分布较广且X方向速度分布更均匀，确定喷嘴管截面长度为18 mm，宽度为7 mm，高度为3 mm。气流入口压力和工作转速对种子运动特性有显著影响，合力和合速度均随气流入口压力和工作转速的增加而增加，确定水稻和小麦排种时较优的气流入口压力为300 Pa、工作转速为20 r·min^-1，在此作业条件下，种子间隔的仿真时间远小于理论时间，验证了检测与吹种装置的可行性。台架试验结果表明，在粒间延时时间为12 ms、入口压力为300 Pa、工作转速为20 r·min^-1时，水稻和小麦排种的合格率分别为90....     

基于小型无人机风场的水稻花粉分布规律

无人机水稻授粉作业时,旋翼产生的风场对水稻花粉分布影响显著,直接关系到杂交水稻的制种质量,为了找出小型无人机旋翼风场下的水稻花粉分布规律,该文利用航空用北斗系统UB351定位采样点坐标,精确掌握各个采样点的位置坐标与间距,并利用该系统绘制无人机飞行轨迹,为试验提供准确的数据参考;利用风场无线网络测量系统测量不同试验因素下旋翼产生的三向风场,并获得风场宽度、风速等,最后通过与无人机授粉作业的花粉分布面积比、花粉分布宽度作对比联系,并利用Shapiro-Wilk、KolmogorovSmimov统计量进行一元正态性检验。为了能够根据花粉分布趋势优选出适宜的无人机授粉作业飞行速度,回归模型的方差分析也是必要的。结果表明:通过比较x、y方向风速值,无人机旋翼产生的水平风场以y方向为主,且y方向风场宽度最宽,同时飞行速度为风场宽度的主要影响因素,其中水平风场宽度随无人机飞行速度的增大而减小,同时无人机的飞行速度也对垂直风场影响明显;无人机以4.53m/s飞行时,大于5粒的花粉分布宽度和花粉分布面积比均最大,该飞行速度最利于花粉授粉,也说明花粉分布量不仅受水平风场影响也与垂直风场密切相关。对比1#~10#采样点花粉量与11#~20#采样点花粉量,无人机授粉作业下旋翼产生的风场对花粉分布的影响呈非对称性。利用spss软件的Q-Q图检验得到无人机风场下的花粉分布不服从正态分布。通过建立花粉分布量与各自方向风速之间的多元线性回归模型,花粉分布量只与无人机旋翼产生的x方向风场成正向线性关系。该结果为农用无人机的水稻授粉作业提供了理论指导依据。     

压差式和泵吸式施肥装置对棉花产量和氮肥利用率的影响

【目的】研究压差式施肥和泵吸式施肥两种施肥装置对滴灌棉田氮素吸收、棉花产量及氮肥利用率的影响,为新疆干旱区滴灌棉田水肥一体化技术提供理论依据。【方法】设置3个处理：不施氮(N₀)、压差式施肥装置(N₃₀₀-压差式)、泵吸式施肥装置(N₃₀₀-泵吸式),其中氮肥为硫酸铵,用量为300 kg/hm²。【结果】与N₀处理相比,N₃₀₀-压差式和N₃₀₀-泵吸式处理显著增加棉花总生物量、氮素吸收量和籽棉产量;与N₃₀₀-压差式处理相比,N₃₀₀-泵吸式处理滴头肥液铵态氮浓度分布更加均匀,且N₃₀₀-泵吸式处理棉花生物量、氮素吸收量、籽棉产量和氮肥利用率显著增加15.94%、31.50%、7.32%和52.98%。【结论】同一施肥量的条件下,泵吸式施肥装置滴头肥液铵态氮浓度随时间变化幅度比压差式施肥装置小,泵吸式施肥装置施肥均匀性优于压差式施肥装置,泵吸式施肥装置较压差式施肥装置...     

晚稻早熟高产新组合荣优7号选育及应用

褐稻飞虱可随气流做远距离季节性迁飞，是水稻产区的重要害虫．主要是通过口针刺探、刺吸对水稻植株造成危害。刺探形成的口针阻碍植株体内营养物质的流动，刺吸水稻汁液导致水稻植株失水．光合作用和蒸腾作用下降，叶片中非构造性糖类和蛋白质含量减少，最终导致受害稻株叶片发黄，植株衰老．直到整株倒伏。     

下吹气流速度对杂交水稻授粉分布的影响

利用吊扇模拟直升机产生下吹气流,设计下吹气流授粉试验装置,以花粉总量、花粉密度、花粉水平分布和垂直分布为评价指标,分析下吹气流速度对杂交水稻授粉花粉分布的影响。结果表明,花粉总量、花粉水平分布和垂直分布随着下吹气流速度的增大而增大。当下吹气流速度小于1.12 m/s时,花粉传播距离为0.42 m;当下吹气流速度为3.23 m/s时,花粉总量和分布范围较下吹气流速度为1.85 m/s时明显增加,花粉总量的增量为413粒,花粉有效分布面积率增长20.35%。     

油菜籽粒在割台纵向正压气流场中漂移运动的数值模拟

为降低油菜联合收获过程中的割台损失,提出使用正压气流收集下落籽粒的方法,探讨处于下落过程中的油菜籽粒在正压气流场中的漂移特性,并采用Fluent和EDEM软件气固耦合模拟籽粒在无秸秆正压气流场中的漂移运动过程,利用自制室内台架试验装置进行台架试验验证模拟结果。结果表明:在流场中无油菜植株及籽粒初始下落高度一定的情况下,收集单体对从喷嘴正上方下落籽粒的收集率,随单体竖直高度的增加呈先增大后减小趋势,且随收集单体纵向长度的增加而减小;当其他条件不变时,在一定范围内,气流速度值越大,收集装置的收集效果越好;超出一定范围后,收集装置的收集效果又随气流速度值继续增大而减小。在收集单体竖直高度为435mm、纵向长度为620mm和籽粒初始下落高度为700mm等条件下,模拟得出的最佳入口气流速度约为20m/s,而台架试验得出的最佳出口气流速度约为30m/s,此时模拟和实测得到的收集率分别达到97.30%和92.10%。     

不同烟支长度对加热卷烟烟气主要成分逐口释放量的影响

为了研究不同烟支长度对加热卷烟烟气主要成分逐口释放量的影响,以烟支长度分别为60、66和72 mm的样品为研究对象,设置相同的加热曲线参数进行抽吸,测定了加热卷烟逐口动态吸阻和主流烟气气溶胶捕集量(ACM)以及烟碱、甘油、水分的逐口释放量,分析了单支逐口烟气释放量均值及相对标准偏差(RSD),并研究了其对主流烟气中烟碱、甘油和水分转移率以及单位质量烟草释放量的影响。结果表明：随着烟支长度的增加,烟支同口序逐口抽吸动态吸阻增大;逐口烟气主要成分释放稳定性递增,烟气中的ACM、烟碱和水分释放量递增,烟支长度66 mm卷烟的甘油释放量最低,烟支长度72 mm卷烟最高。随着烟支长度的增加,烟碱和水分在卷烟烟气中的转移率下降,烟支长度66 mm卷烟的甘油转移率最低。当烟草段长度为30～42 mm时,不同烟支长度加热卷烟逐口烟气中ACM、烟碱、甘油及水分释放趋势基本一致。     

杂交稻制种机不育系精量穴播集中排种装置的设计与试验

针对杂交稻机械化制种不育系稻种穴播的问题,根据不育系稻种物理特性参数和农艺要求,设计一种叶形曲线状型孔排种装置,采用EDEM仿真、高速摄像台架试验和正交试验的方法,对排种过程中型孔内稻种的受力与姿态、型孔结构和型孔参数进行研究。性能试验结果表明:1)叶形状型孔内平躺和侧卧稻种姿态充种概率之和>76%具有较好的排种性能。2)当型孔长度、宽度和深度分别为20.27、16.84和7.46 mm时,排种合格率和漏播率分别为92.63%和2.81%,排种性能较优。田间试验结果表明:不育系播种合格率和漏播率分别为82.69%和8.52%,穴距和穴径分别为120.60和38.90 mm,穴距变异系数和穴径变异系数分别为15.07%和29.03%,该精量穴播集中排种装置满足杂交水稻制种不育系直播农艺技术要求。     

水稻籼粳杂交产生两系核不育株的初步研究

在水稻(Oryza sativa L.)两系核不育研究过程中,用S1325(母本,籼粳杂交偏籼材料)与9663-1(父本,粳型材料)杂交,在其杂交后代F_4中出现不育株,不育株花粉镜检为典败、套袋自交结实率为0,与同株系可育株杂交,其F_1可育株与不育株出现1∶1分离,与三系保持系杂交,其F_1结实正常,结实性表现完全恢复,不育株再生苗经21℃冷水处理,其花粉育性恢复正常并可正常结实,由此确定该不育株为两系不育株;又对双亲及其后代不育株进行6 K水稻全基因组芯片分析,排除不育株是来自外来花粉串粉的可能性,由此推测籼粳杂交后代可以产生新的两系核不育株。这是关于籼粳杂交可以创造新两系不育系的首次报道。     

基于遗传算法的螺旋双轮排肥器优化设计与试验

【目的】对传统单螺旋排肥器排肥口物料流量随时间波动变化造成排肥均匀性低的问题进行改进。【方法】通过离散元法仿真分析单螺旋排肥器的排肥过程，针对单螺旋排肥器排肥均匀性低的问题设计一种螺旋双轮排肥器；通过理论分析确定该螺旋双轮排肥器理论排肥量，并建立以中心距、螺距、叶片高度、叶片厚度、螺旋叶片内径为设计变量，有效储肥体积为目标函数的数学模型，利用遗传算法对排肥器进行结构优化，并以史丹利复合肥颗粒为肥料对螺旋双轮排肥器进行台架试验验证。【结果】优化后结构参数分别为中心距49.8 mm,螺距32.5 mm,叶片高度15.2 mm,叶片厚度2.3 mm,螺旋叶片内径13.6 mm。对优化后的排肥器进行台架对比试验，在不同转速下螺旋双轮排肥器较单螺旋排肥器排肥均匀性波动系数平均减少26.62%,实际排肥量平均提升75.41%,并得到螺旋双轮排肥器转速与排肥量的线性函数方程。【结论】螺旋双轮排肥器解决了单螺旋排肥器的现存排肥流量波动问题，优化后的排肥器排肥均匀性更好，排肥量更大，且可实现转速变化控制精量施肥。     

野扁桃的繁育系统研究

为研究孑遗植物野扁桃的繁育系统,采用野外观测、荧光显微观察及统计分析方法对野扁桃的繁育系统进行研究。结果表明,该种单花开花持续时间为8d,花冠直径为(24.79±0.40)mm;花粉活力在刚散粉时最高达96.88%,在第17天半数花粉失去活性,第28天花粉完全失去活性;柱头在开花第1~3天可授性最强,可持续7d;杂交指数为3;自花花粉和异花花粉均能在柱头上萌发,授异花花粉59h后,花粉管进入子房。人工控制授粉试验表明,自花、异花授粉均能结实,需要昆虫传粉媒介。以上结果说明,野扁桃属于混合交配繁育系统类型,需要传粉者。     

掌叶半夏开花特性及繁育生物学研究

为明确掌叶半夏(Pinellia pedatisecta Schott)的开花特性和繁育系统,本研究文以散粉后不同时间的掌叶半夏花粉为材料进行花粉活力测定方法的筛选,并以此测定花粉活力的变化规律;采用联苯胺—过氧化氢法检测散粉前后不同时间内柱头可授性的变化;运用杂交指数、花粉/胚珠比和人工授粉试验对掌叶半夏繁育系统进行研究。结果表明:首先建立了适合掌叶半夏花粉活力测定的离体萌发法,其中硼酸浓度为100 mg/L,蔗糖浓度为10%,花粉萌发达到最大值73.56%;掌叶半夏在散粉第2天花粉量最多,花粉活力最高(73.87%);附属器顶端刚露出佛焰苞时柱头具有可授性,从佛焰苞部分打开到散粉当天,柱头可授性较强;结合杂交指数、花粉/胚珠比和人工授粉试验判断,掌叶半夏繁育系统属于兼性异交,自交亲和,有时需要传粉者,掌叶半夏为常异花授粉植物。为掌叶半夏杂交育种和种子繁育体系建立奠定了理论和技术基础。     

不同施氮量对水稻品种植株氮素吸收利用的影响

以代表性品种迟熟中粳广陵香粳、香粳49和杂交中籼稻两优培九、25优6547、汕优63为材料,研究施氮量对水稻品种植株氮素吸收利用的影响。结果表明:籽粒产量随穗部吸氮量的增加而增加,而随成熟期植株吸氮量的增加先增加,达到一定的值后不再增加;增施氮肥总吸氮量逐渐增加,但施氮处理间秸秆相对含氮量和转移量逐步下降,滞留在叶茎鞘中的含氮量比例渐增;秸秆氮素转化率杂交中籼型品种较粳型品种高;氮素生产力和氮素表观生产力随施氮量增加而降低,粳型品种较籼型品种高;当季氮素利用率因品种而异,杂交中籼稻利用率高于粳型品种。     

玉米杂交当代籽粒性状及营养成分的变化

采用一母多父,即等量父本花粉混合授粉的方法,以籽粒具有标记性状的多种类型自交系为父本,在一个果穗上组配成不同的杂交组合,研究杂交当代的子粒表现。结果表明:粒重、籽粒体积、胚重和胚乳重存在杂种优势,容重和果皮重不明显。胚的长度和宽度增加。蛋白质、脂肪及淀粉含量发生明显变化。     

气力板式蔬菜排种器气室真空流场仿真分析

【目的】优化气力板式蔬菜排种器气室结构参数,简化气室气流体为定常不可压的湍流模型.【方法】选用ANSYS软件的FLOTRAN模块,对不同气室结构参数进行仿真分析.【结果和结论】相对整体矩形空腔结构,矩形横槽和纵槽连通气室结构更能节省气流量,提高整体强度;双气源口结构相比单气源口结构相对压力损失小,流场分布均匀性更好;优化的气源口位置在距排种器两侧边缘第4个和第5个吸种孔之间;气室槽深越大,过渡区域相对压力损失越小,吸种孔入口处的相对压力和速度分布越均匀,但排种器整体结构尺寸增大,气腔内形成一定相对压力的稳定流场所需时间更长,槽深取4 mm综合较好.验证试验结果表明,在吸种孔入口中心处,仿真分析结果与实际测量结果比较接近,趋势上具有较高一致性,表明仿真分析优化气室结构参数可行.     

穴灌坐水播种溅水范围的试验研究

针对地轮泵穴灌坐水播种机作业过程因水碰撞土壤飞溅造成的穴灌水量不足等问题,对影响穴灌溅水范围的主要因素：机组作业速度、喷水口内径和喷水口安装高度进行了试验研究,分析各因素对溅水范围的影响规律;采用二次回归正交旋转组合设计方法,对3个主要影响因素的最优化组合问题进行研究,利用回归模型结合Matlab软件对影响因素的最优组合、各单因素效应以及双因素效应进行分析。考虑到作业过程溅水的影响将每穴灌水量增加到150 mL（设计值100 mL）进行试验。结果表明：该条件下经参数优化,当喷水口内径取36.22 mm、喷水口安装高度为48.12 mm、机组作业速度为0.67 m/s时,穴湿径为102.50 mm,在机具设计允许范围（80～110 mm）内。     

不同赶花时间间隔对杂交稻制种产量的影响

在杂交稻禾苗始穗扬花时,设不同赶花间隔时间试验。结果表明,间隔5、10、15 min赶花粉的平均分别比20 min赶花的增产0.07、0.05、0.02 kg/m2,增产率分别为23.2%、16.7%和6.5%。试验证明杂交水稻制种生产中,适当缩小赶花粉时间间隔对有效利用活花粉、提高受粉率、增加产量有显著的效果。