裸燕麦籽粒压缩力学性能试验及破裂生成规律分析

为降低裸燕麦籽粒在机械收获、播种、干燥、运输及加工等过程中的机械损伤,掌握裸燕麦籽粒压缩力学特性及其破裂生成规律,以白燕2号裸燕麦为研究对象,在CTM2050型微机控制电子万能材料试验机上,对其籽粒进行了压缩力学性能试验,测得6个含水率下的裸燕麦籽粒在X轴、Y轴及Z轴三个方位加载下的屈服载荷,并观察籽粒在受压过程中破裂的生成规律。试验结果表明:沿同一方位压缩时,屈服载荷随含水率的升高而降低,如沿X轴方位对籽粒压缩时,籽粒含水率由11.97%升高至26.97%,而籽粒的屈服载荷则由29.33N降低至18.80N;在同一含水率下,沿X轴方位对籽粒进行压缩时屈服载荷最大,Z轴压缩时次之,Y轴压缩时最小,如籽粒含水率为11.97%,沿X轴方位对籽粒进行压缩时屈服载荷为29.33N,沿Z轴压缩时为28.02N,沿Y轴压缩时为13.72N;压缩方位相同,裸燕麦籽粒受到压缩力作用产生破裂的基本规律大致相同;压缩方位不同,裸燕麦籽粒破裂方向一致,均沿长度(L)方向破裂,但是破裂位置不同。沿X轴方位压缩,破裂位置出现在背面以及腹面边缘处;沿Y轴方位压缩,破裂位置出现在腹沟线处;沿Z轴方位压缩,破裂位置出现在腹沟线及背面边缘处。研究结果为裸燕麦机械化收获、播种及相关加工机械的设计、开发、参数优化提供理论依据。     

玉米接种黄曲霉菌影响因素的研究

以马齿型玉米品种苏玉12号、硬粒型玉米品种苏玉16号作为试验材料，对完整无破损种子、纵向切去一半的籽粒和切去胚部的籽粒用4种孢于悬浮液浓度人工接种黄曲霉菌不同的生理小种。结果表明：不同玉米品种以及不同破损程度的种子受黄曲霉菌侵染的程度不同；黄曲霉菌的不同生理小种对玉米籽粒的侵染能力之间存在权显著的差异；同一生理小种孢于悬浮液的浓度对玉米籽粒的发病程度影响不大。     

不同玉米杂交种对花期高温、干旱复合胁迫的响应

为了筛选和评价耐高温、干旱能力强的玉米杂交种,利用人工控水坑栽和高温设施进行干旱和高温处理,研究了花期高温、干旱复合胁迫对6个审定杂交玉米品种生长及产量的影响,并对6个玉米杂交种花期抗高温、干旱的特性进行了综合评价。结果表明,高温、干旱及其复合胁迫均延长了玉米雌雄间隔期,降低了比叶重和叶绿素相对含量,玉米果穗穗粒数明显减少,百粒质量及籽粒产量明显下降,且干旱+高温复合胁迫对玉米穗粒数、百粒质量和籽粒产量的影响高于单一胁迫。不同基因型玉米对高温和干旱胁迫的响应存在明显差异,且玉米品种的抗高温能力与抗干旱能力间有一定的正相关关系。综合不同玉米品种各性状耐高温、干旱及其复合胁迫的系数和隶属函数值分析,浚单20、郑单958、郑单538花期抗高温、干旱的能力强,迪卡653中等,农华101、先玉335最弱。     

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。     

基于响应面法的玉米籽粒离散元参数标定

【目的】离散元法普遍用于模拟农业物料在农业生产过程中的运动状态。离散元模拟的准确度取决于所使用的离散元参数,对颗粒离散元参数进行标定,为其在仿真试验中的应用提供可靠基础。【方法】以玉米籽粒为研究对象,以堆积角为响应值,将采用不同参数组合的仿真试验结果与实体试验结果对比,提出一种基于响应面法的离散元参数标定方法。采用Plackett-Burman试验对玉米籽粒离散元参数进行显著性检验,筛选对响应值影响显著的因素;根据最陡爬坡试验确定显著性因素的最佳水平范围;采用中心组合设计进行3因素5水平响应面优化试验。【结果】玉米泊松比与玉米–玉米静摩擦系数交互作用显著,得到玉米籽粒离散元参数最佳组合为玉米泊松比0.438、玉米–玉米静摩擦系数0.182、玉米–玉米滚动摩擦系数0.051。采用标定好的参数进行仿真试验得到堆积角平均值为26.89°,接近实体试验的堆积角值。【结论】基于响应面法的玉米籽粒离散元参数标定方法是可行的,可以提高玉米籽粒离散元仿真试验的准确性。     

授高油玉米花粉对普通玉米籽粒蛋白质积累及氮代谢相关酶活性的影响

将高油玉米花粉给普通玉米授粉,研究杂交组合籽粒中蛋白质含量和氮代谢相关酶活性的变化情况。试验结果表明,与普通玉米自交相比,授高油玉米花粉的普通玉米籽粒中的蛋白质含量增加。高油玉米花粉提高了普通玉米叶片中硝酸还原酶和籽粒中谷氨酸脱氢酶的活性,籽粒中谷胺酰胺合成酶和谷氨酸合成酶的活性也有不同程度地提高。这种影响导致了杂交植株与普通玉米自交植株之间蛋白质合成能力的不同。     

镉污染农田甜（糯）玉米品种对镉的积累特性

通过田间试验筛选籽粒镉（Cd）低积累玉米品种，为Cd污染农田安全利用提供技术指导。本试验研究22个玉米品种对Cd的富集和转运特征，并探讨了玉米不同器官和籽粒Cd含量的相关性。结果表明，供试玉米品种产量和籽粒Cd含量存在显著差异，综合这两个因素考虑，推荐种植的鲜食糯玉米品种为：黑甜糯168、浙糯玉14、浙糯玉16、浙甜糯86，鲜食甜玉米品种为：浙泰甜928、承玉19。供试玉米品种籽粒、茎秆、叶片、棒和壳的Cd含量的变化范围分别为0.03~0.51、0.18~1.69、1.24~4.96、0.29~2.54、0.14~1.26 mg·kg^-1，不同品种玉米Cd积累能力差异最大的器官是籽粒，植株各部位富集能力为叶片>壳≈茎秆>棒>籽粒，说明与Cd吸收能力相比，Cd转运能力对籽粒Cd积累的影响更大。通过对籽粒Cd含量聚类将22个玉米品种分为低镉含量组、中镉含量组、高镉含量组。高镉含量组植株各部位的Cd富集系数和各部位-籽粒Cd转运系数均高于其他两组，说明高镉含量组玉米品种同时具有较高的Cd吸收能力和Cd转运能力。低镉含量组棒（r²=0.469^**）、壳（r²=0.258^**）、叶片（r²=0.151^*）Cd含量与籽粒Cd含量呈显著正相关（P<0.05），低镉含量组玉米各部位Cd含量与籽粒Cd含量的相关系数高于其他两组，说明低镉含量组不同部位向籽粒的转运能力对籽粒Cd含量的影响更大。     

玉米灌浆结实期产量源库关系的研究

对玉米品种掖单１３和鲁玉１０进行剪叶剪穗试验。结果表明：在玉米籽粒灌浆结实期，群体源库两因素均是产量的重要决定因素，但库的作用更大。其主要机理是叶面积的减少，库容的相对变大增强了净同化率，促进了茎鞘物质的向籽粒的运转，使花后物质生产量，籽粒库容及其活力的减少小于叶面积的减少量；籽粒库容的减少因单位库容及活力的补偿能力小，相对小的 容降低了净同化率，使花后物质生产量近于剪穗量的减少而影响产量。     

不同耕作方式对玉米灌浆过程的影响试验初报

于2002-2004年进行了不同耕作方式对玉米灌浆过程的影响试验,结果表明,不同耕作方式对玉米灌浆过程的影响不同,表现在玉米籽粒体积增长的快慢和灌浆速率不同。不同耕作方式在灌浆期玉米籽粒体积增长的快慢不同,且垄作和平作表现规律一致。方差分析结果表明,不同耕作方式在灌浆各个阶段籽粒体积增长彼此间表现差异显著(a=0.05)。授粉后10d以前,保护性耕作方式玉米籽粒灌浆速率没有优势,授粉后15d开始,保护性耕作方式玉米灌浆速率明显加快,并且显著高于传统耕作体系,最终提高了粒重。     

不同玉米品种成熟期籽粒含水量及脱水速率差异分析

玉米籽粒的机械化收获是未来玉米生产发展趋势,成熟期的籽粒含水量和脱水速率是决定能否机械化收获的重要因素。以86个不同玉米杂交组合为试验材料,以仪器测定和烘干法测定玉米成熟期籽粒含水量,分析不同玉米品种成熟期籽粒含水量及脱水速率的差异,并进一步研究成熟期籽粒含水量杂种优势。结果表明:构建仪器测定法和烘干法标准回归曲线为y=0.4445x+14.603 R~2=0.4509;不同玉米杂交种成熟期籽粒含水量不同,筛选到农单422、农单853、农单826等籽粒含水量在25%左右;不同玉米杂交种脱水速率差异显著,其中农单476脱水速率最快为0.94%,农单584脱水速率最慢为0.11%;不同杂交种成熟期籽粒含水量中亲优势差异显著,选育品种时要选择农单826、农单605等中亲优势较小的品种,且一般母本含水量影响高于父本,优先考虑母本含水量低的品种。建议对农单528、农单856、农单154等进行品种比较试验,以筛选高产、适宜籽粒机械化收获的玉米新品种。     

玉米种子籽粒冲击损伤的试验

降低玉米种子脱粒损伤是当前机械脱粒的主要问题。对不同含水率的玉米穗进行了在不同部位、不同冲击方向下的冲击试验。试验结果表明:籽粒含水率对破损率的影响呈一元二次函数关系且函数有极小值。当冲击力的水平分力方向与玉米穗轴线垂直时,在同一部位冲击玉米穗,籽粒的破损率小于平行时籽粒的破损率。在垂直施力方向下,玉米穗上部破损率最大,下部破损率最小,而在平行施力方向下,玉米穗中部破损率最大,下部破损率最小。     

花生壳挤压碎裂力学特性试验

为了研究花生壳挤压碎裂力学特性,提高花生壳的粉碎效率,对辽北主栽花生品种花育-23和四粒红花生壳进行不同含水率、不同施压方向、不同加载速率的准静态加载的力学特性试验,测得四粒红花生壳的机械特性及碎裂受力大小。结果表明:花生壳在不同放置方式下,粉碎效果有显著差异,含水率和加载速率不同时,粉碎力大小和粉碎效果均有所变化。对进一步研究花生壳粉碎机理、花生壳粉碎力学特性及新型花生壳粉碎机的研制具有重要意义。     

玉米籽粒质构穿刺与原位压缩力学特性研究

[目的]探索一种测试玉米籽粒力学性质的新方法,建立一种物料力学研究新方法。[方法]对玉米籽粒分别进行传统穿刺试验和原位压缩试验,在不同加载速率(0.02、0.06、0.10 mm/s)及不同含水率(11.37%、13.86%、14.78%、16.13%、18.48%)下对各部位穿刺力学参数进行显著性和变异系数分析。[结果]加载速率0.02 mm/s、含水率14.78%的穿刺组试验结果最稳定;稳定组的原位压缩试验的最大破裂力、弹性模量和总功在某些部位与传统穿刺力学参数有较好的相关性,原位压缩破裂力和总功与传统穿刺的部分力学参数间存在极强的相关性。在验证了原位压缩试验可行的基础上,对原位裂纹图像分析可以更清晰地观察裂纹的形貌及扩展。[结论]原位压缩测试结果与传统穿刺力学参数间具有较好的相关性,原位压缩测试可代替传统穿刺测试。     

测土平衡施肥对玉米产量与品质及效益的影响

研究测土平衡施肥对玉米产量、品质及效益的影响。结果表明:测土平衡施肥可促进玉米的营养生长,增加有效穗数、穗长、穗行数、行粒数、千粒重,提高玉米籽粒蛋白质、脂肪、淀粉含量,降低可溶性糖含量,改善玉米的品质。试验条件下,测土平衡施肥玉米单产达9 071.9 kg/hm2,比常规施肥单产(7 385.2 kg/hm2)增产1 686.7 kg/hm2,增长22.8%;平衡施肥净增效益27 840.66元/hm2,比常规施肥净增效益(21 888.68元/hm2)增加5 951.98元/hm2,增长27.2%;大田示范也获得相似的效果,重现性较好,增产增收显著。     

山核桃破壳力学性能试验

针对目前山核桃破壳取仁困难导致山核桃产业生产效率低这一现状,设计了一套系统性的试验方案,用以探究高破壳率、低果仁损伤率的山核桃破壳的力学特性参数,包括采用电镜试验和微机控制电子万能试验机(CMT5105)等分析了山核桃的物理结构和力学特性。结果表明,不同含水率和破壳加载力方向对山核桃破壳有显著影响。山核桃含水率为14.59%时,长轴方向破壳效果最佳。该研究为山核桃后续相关试验及其破壳装备研发提供了理论依据。     

人工林与天然林红松木材力学性质的差异

研究了人工林与天然林红松木材力学性质在幼龄材与成熟材中的差异。所有力学性质在红讼幼龄材与成熟材中反映的基本趋势是：天然林红松力学性质高于人工林红松。其中，红松幼龄材的抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度和冲击韧性4项指标，天然林红松与人工林红松的差异达0．01水平显著，其次弦切面硬度和弦向横纹抗压强度差异达0．05水平显著。红松成熟材的绝大多数力学性能指标天然林红松与人工林红松的差异也达到0．01水平显著，并且天然林红松力学性质高于人工林红松的基本趋势在红松成熟材中表现得更为明显。     

基于离散元法玉米秸秆双层粘结模型力学特性研究

针对玉米秸秆外表皮与内穰力学特性存在显著差异问题,建立离散元玉米秸秆双层粘结双峰分布模型,通过力学试验与虚拟仿真试验对比,标定玉米秸秆外表皮和内穰力学参数,校正离散元模型,探究玉米秸秆力学特性.结果表明,采用离散元Hertz-Mindlin with bonding颗粒接触方法可建立玉米秸秆双层粘结双峰分布模型.完善DEM方法建立玉米秸秆颗粒粒度随机分布的双层粘结模型方法.通过力学试验得出青贮玉米秸秆外表皮弹性模量和剪切模量分别为982.52和387.58 MPa,青贮玉米秸秆内穰弹性模量和剪切模量分别为28.64和8.13 MPa,外表皮木质部与内穰纤维部力学特性差异显著.计算得出外表皮-外表皮、外表皮-内穰、内穰-内穰之间粘结参数.通过单轴压缩试验,剪切与虚拟仿真试验对比验证离散元模型可靠性.文章所建立玉米秸秆双层粘结双峰分布离散元模型表征两者力学特性差异,为青贮玉米饲料数值化研究提供理论依据.     

脱绒包衣棉花种子的力学特性

脱绒包衣棉花种子的力学特性是建立种子模型和精量排种器结构设计与优化的基础。以鄂抗棉10号棉种为试验对象,利用TMS-PRO质构仪与单片机测量系统对完整棉种进行挤压试验,且采用图像处理技术基于最小二乘法边缘轮廓曲线椭圆拟合获取棉种曲率半径,分析计算得出棉种泊松比与弹性模量力学参数,同时对棉种开展不同方位下的剪切试验。结果表明,棉种径向受压时,泊松比为0.142,弹性模量为9.154 MPa,平均挤压破坏力为48.510N;剪切方位对剪切破坏力和破坏能均无显著性影响,但对剪切位移有显著性影响,剪切破坏力为36.6~37.68 N。     

不同施氮方式对玉米各器官养分含量的影响

为明确不同施氮方式对玉米各器官养分含量的影响规律,试验设计3个处理,即无氮肥,基肥,基肥+追肥处理,3个处理的P2O5用量为65 kg·hm-2,K2O用量为45 kg·hm-2。试验结果表明:基肥+追肥处理的玉米根系、茎、叶、玉米芯、玉米粒氮含量显著高于对照,玉米粒含氮量与对照相比提高了22.73%;磷含量在喇叭口期和快速生长期所有处理根茎叶内含量相同,收获期不同处理间无显著差异;在收获期基肥+追肥处理的茎、玉米芯、玉米粒中的钾含量显著高于对照,其他部位与对照之间无显著差异。综合分析认为,玉米氮肥施用中采取基肥+追肥的施肥方式对提高玉米各器官养分含量效果优于单纯采用基肥的施用方式。     

基于打瓜力学特性的破碎装置研究与分析

[目的]设计新型打瓜破碎装置,对其关键零件主轴进行强度校核.[方法]通过对打瓜进行压缩试验,研究打瓜的机械特性,得出打瓜的弹性模量,运用有限元分析法建立打瓜的力学特性有限元模型,并使用有限元分析软件对破碎装置的关键零件进行模拟强度校核.[结果]通过试验,得出打瓜的强度极限为1 310N,平均弹性模量为5.05×106 Pa,密度为910 kg/m3,有限元分析结果与试验数据基本吻合,建立的打瓜力学有限元模型可用于分析打瓜的破碎机理.[结论]新型打瓜破碎装置主轴经校核满足强度要求.