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。     

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。     

豌豆挤压力学特性试验及有限元分析

以‘绿豌1号,为试验材料,在材料力学万能试验机上进行了豌豆挤压试验以及运用有限元法建立豌豆籽粒的力学模型,研究豌豆籽粒在挤压作用下的应力分布规律.试验测得含水率在10.3％～18.3％的豌豆籽粒在平放、侧放、立放3种不同放置方式下的屈服强度为1.06～4.80 MPa,弹性模量为57.5～392.6 MPa,破碎负载为83.8～358.1N,最大屈服变形为0.422％～1.521％.结果表明:屈服强度、弹性模量、破碎负载随着豌豆含水率的增加均有明显下降,屈服变形随着豌豆含水率的增加而升高;在同一含水率下,豌豆平放挤压时屈服强度、弹性模量、破碎负载最大,侧放挤压时次之,立放挤压时最小;平放挤压时,豌豆破裂方式沿着平面压头接触面开始破裂,裂纹沿着豌豆曲面垂直于两瓣子叶,侧放和立放挤压时,豌豆破裂出现两瓣子叶开裂;比较3种不同放置方式下的试验值和仿真值,二者最大差异是10.8％,验证了运用有限元法研究豌豆籽粒挤压学特性的可行性.     

典型花生种子脱壳特性试验及有限元仿真研究

为研究花生种子机械脱壳变形和等效应力变化规律,改进脱壳装备设计,以辽宁地区主栽品种花育23和鲁花1号花生种子为研究对象,以破壳力和变形量为试验指标,加载速度、含水率、加载方式和品种为影响因素,对花生种子作单因素试验分析,建立花生壳和花生仁有限元模型,采用ANSYS软件对其静力学仿真。结果表明,加载速度、含水率、加载方式和品种对破壳力均影响显著(P0.05);加载速度增加25%,破壳力和变形量下降7.54%及2.11%;含水率增加6.6%,破壳力和变形量上升19.7%及8.5%。花生壳不同加载方式有限元仿真最大变形量分别为2.34、3.23和3.86 mm,变形量与压缩载荷之间存在非线性关系,花生仁最大变形量约为花生壳的32%,试验结果与有限元仿真相近。研究为优化花生种子脱壳设备关键部件设计,降低脱壳破损提供参考。     

花生籽粒恢复系数及摩擦系数研究

为建立花生籽粒在CFD-EDEM中的运动仿真模型,以花生主产区典型花生品种四粒红、白沙、鲁花11和海花为试验材料,基于运动学方程原理构建了花生籽粒恢复系数测定装置和滑动摩擦系数斜面仪,采用正交试验设计方法,分别研究了花生品种、接触材料、材料厚度、下落高度及花生含水率对恢复系数和滑动摩擦系数的影响。测试结果和方差分析表明,花生籽粒恢复系数随材料厚度、下落高度的增加而增大,随含水率的增大而减小;同一品种和相同含水率条件下的花生籽粒在有机玻璃、Q235钢、橡胶板材上的滑动性能依次降低;不同品种之间四粒红花生籽粒滑动摩擦系数最小,流动性最好,鲁花11花生籽粒滑动摩擦系数最大,流动性最差。花生籽粒恢复系数随含水率的增大而增大。研究结果可为花生产后加工机械仿真模拟参数设置及优化设计提供参考依据。     

花生冲击脱壳的力学特性试验

为深入分析不同花生脱壳方式的脱壳机理和研究冲击式花生脱壳力学特性,在微机控制的跌落式冲击试验台上,对不同品种、几何尺寸、受力位置、含水率的带壳花生进行了冲击试验,测得了花生破壳力大小.结果表明:含水率、受力位置、品种对花生壳破裂力的影响极显著,几何尺寸对花生壳破裂力影响不显著.含水率6.8%的花生荚果的破壳力最小,约35.02N;立放最小,约36.03N;花育23的破壳力最小,约39.79N.     

辽宁省花生剥壳时间对种子发芽出苗及产量的影响

为了探究在辽宁省花生过早剥壳是否会影响种子发芽率、出苗率及产量,本研究于2017年、2018年以农花5号、农花13和花育22为试材,研究了不同剥壳时间对花生发芽率、出苗率及产量的影响.结果表明,不同处理间种子含水量均较低,2017年T1处理种子含水量变幅为4.25％～4.29％,T3处理变幅为3.52％～3.59％,同一年份同一品种不同处理的种子含水量差异均未达到显著水平;不同剥壳时间对花生发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数均无显著影响,对出苗率、产量构成因素及产量的影响差异均未达到显著水平.因此,在辽宁省无论是几月份剥壳,均不影响花生的发芽率、出苗率及产量,证明辽宁省花生在春节过后即可剥壳,可避免花生播种前集中剥壳而造成人力、机械紧张的问题.     

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。     

土壤pH值对花生幼苗期根系pH值及其生长状况的影响

对砂质潮土和壤质潮土不同pH值条件下盆栽花生的幼苗期根系pH值及幼苗生长量进行测定,结果表明:在酸性、中性、碱性土壤条件下,花生苗期根系均表现为酸性(pH<7);不同品种在相同pH环境中及同一品种在不同pH环境中,根系pH值均存在差异;在试验设定的pH值范围内,以pH7~8下花生幼苗的生长量最大。     

稻谷的机械力学特性试验

稻谷的损伤与破碎除与其受到的内外力的作用有关外,还与其本身的力学性能有关.通过对稻谷进行挤压试验和剪切试验,测得了其力-位移曲线,分析了稻谷的破碎过程.试验研究了稻谷品种和含水率对稻谷力学性能的影响,较全面地获得了稻谷的力学性能指标,可为稻谷的加工处理提供一定的理论依据.     

不同贮藏方式下花生种子萌发能力及生理变化研究

为了解不同贮藏条件下的花生种子萌发规律,对不同贮藏条件做出评价,并为花生种子贮藏条件及种子萌发生理生化机制提供理论依据,以大果（豫花9326）和小果（远杂9102）花生品种为研究材料,采用真空、低温和室温3种贮藏方式贮藏1年,以当年收获的种子为对照,测定供试种子的初始含水量、重量及体积。对不同处理种子的活力及萌发过程中的生理生化变化进行研究,结果表明：不同贮藏条件,影响了种子萌发能力及生理特性;相比当年种子,不同贮藏方式均影响了种子的吸水能力,不同程度的降低了发芽能力;当年种子的发芽势为23.12%~25%、发芽率为98.37%~100%、发芽指数为13.93~14.28,表现出很强的萌发能力;真空贮藏1年的种子发芽指数为6.07~6.78,低温贮藏发芽指数为12.14~13.57,室温贮藏发芽指数为1.78左右;相比当年种子,室温贮藏、低温贮藏、真空贮藏种子浸出液相对电导率增加99.18%、31.50%、54.78%; MDA含量增加36.22%、81.94%、169.02%;经过不同方式贮藏后,2品种可溶性糖和可溶性蛋白含量均出现了不同程度的下降,室温贮藏下降幅度最大,分别较当年收获的种子下降了57.35%、30.47%;低温贮藏可溶性糖和可溶性蛋白含量下降了28.67%、16.94%,降幅较小;不同品种比较,小果品种的耐贮性要好于大果品种。不同贮藏方式在不同程度上影响了花生种子的生理活性和萌发能力,3种贮藏方式比较,低温贮藏条件对种子活力及各项生理指标影响相对较小,表现出较好的贮藏效果。     

花生对土壤中铅和镉的吸收分配规律

采用同一土壤条件下大田种植试验,对青岛市8个主栽花生品种植株不同器官中重金属元素Pb和Cd的吸收、富集与分配规律进行了研究。结果表明,供试的8个花生品种籽仁中Pb、Cd含量、富集系数和生物富集量均存在显著性差异,而且8个花生品种籽仁中Cd含量均超过了农业部无公害花生的卫生限量标准。花生植株各器官中Pb和Cd的平均富集系数均为根系＞茎叶＞果壳＞籽仁。花生植株吸收的Pb主要富集分配于茎叶中,其次为果壳、籽仁和根系;Cd主要富集分配于茎叶中,其次为籽仁、根系和果壳。通过筛选和定向培育Pb和Cd含量低的花生品种,可减少花生籽仁中Pb和Cd的含量,从而提高花生产品的安全品质。     

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。     

薏苡压缩力学特性试验及响应面优化

为研究薏苡力学特性,提高机械脱壳方式下的薏苡脱壳质量.以破壳力和破仁力为试验指标进行了薏苡的压缩力学特性试验.采用单因素试验分析施压方向、施压速度和干基含水率对薏苡破壳力和破仁力的影响,通过Box-Behnken中心组合试验设计建立了破壳力、破仁力与试验因素的数学回归模型,并利用响应面法以薏苡可承受的破壳力最小、破仁力最大为优化目标得到薏苡脱壳的最佳组合参数为:施压方向为正向施压,施压速度7.598 mm.min-1,干基含水率7.048％,此时的薏苡可承受的破壳力为22.067 N,破仁力为86.016 N.经平行试验验证得到的破壳力为21.1 N,破仁力为82.6 N.验证结果与优化结果误差均小于5.0％,优化结果具有较高的可信度.研究结论可为薏苡脱壳加工装备的研究与优化提供理论依据与技术参考.     

典型品种花生种子尺寸及均齐性研究

选择辽宁省主栽的6种典型花生为研究对象,对种子尺寸和均齐性进行分析。使用统计学方法,以种子的三轴尺寸、平均径、百粒重为指标,分析种子三轴尺寸的统计分布特性、均齐性以及种子尺寸与百粒重的关系。结果表明,不同品种花生种子的三轴尺寸总体上存在显著性差异,但均服从正态分布;花生种子的三轴尺寸间存在线性相关;不同品种花生种子的均齐性存在差异;花生种子的几何平均径、算数平均径与百粒重的变化趋势相似。研究结果表明,不同品种花生种子的尺寸及均齐性存在差异。因此,应综合考虑多种因素对种子进行清选分级。     

不同抗旱性花生品种的根系形态发育及其对干旱胁迫的响应

为明确不同抗旱性花生品种的根系形态发育特征,探讨其根系形态发育特征对不同土壤水分状况的响应机制,在防雨棚旱池内进行土柱栽培试验,研究抗旱型品种"花育22号"、"唐科8号"和干旱敏感型品种"花育23号"3个不同抗旱性花生品种根系形态发育特征及其对干旱胁迫的响应。结果表明:抗旱型品种根系较发达,具有较大的根系生物量、总根长、总根系表面积。干旱胁迫使抗旱型品种根系总表面积和体积增加,而干旱敏感型品种则相反。干旱胁迫显著增加抗旱型品种"花育22号"20 cm以下土层内根长密度分布比例及根系表面积和体积,但"唐科8号" 相应根系性状仅在20-40 cm土层内增加;干旱胁迫使干旱敏感型品种"花育23号"40 cm以下土层内各根系性状升高,但未达显著水平且其深层土壤内各根系性状增加幅度小于"花育22号"。花生根系总长、总表面积及0-20 cm土层内根系性状与产量间呈显著或极显著正相关。土壤水分亏缺条件下,花生主要通过增加深层土壤内根长、根系表面积和体积等形态特性,优化空间分布构型,以调节植株对水分的利用。     

稻谷腹部、背部微观结构差异性分析

【目的】从微观角度对糙米腹部、背部的结构差异性进行研究,从宏观角度对糙米的三点弯曲破碎力学性能进行研究,以建立微观结构与宏观力学性能之间的相关关系,为稻谷籽粒裂纹起始于腹部建立理论依据。【方法】对两个品种糙米横截面的腹部、背部在淀粉粒和细胞层次以及糊粉层进行扫描电镜观察,采用三点弯曲法测试糙米的破碎力学性能。【结果】糙米腹部、背部微观结构在淀粉粒、细胞层次以及糊粉层均存在差异,籽粒腹部、背部微观结构的差异对其腹部、背部的结构强度产生影响,使籽粒腹部的结构强度小于背部,与力学测试性能一致,并且腹部、背部微观断裂形式亦存在差异。【结论】稻谷籽粒在解吸和吸湿条件下裂纹起始于腹部与其腹部结构强度小于背部有关。     

麻风果种子力学特性的试验

为了研究麻风果种子的力学特性,进行了单因素试验和三因素三水平正交试验,以含水率、加载速度、加载方向为试验因素,以破壳力、破壳变形量、破壳能耗为响应指标.结果表明:沿y方向加载时各力学特性指标最小;由单因素试验得出了含水率、加载速度、加载方向对各试验指标的影响规律;通过正交试验和方差分析得出了影响麻风果种子综合破壳效果的主次因素依次为加载方向、加载速度、含水率.两组最佳破壳组合为:含水率7.11%、加载速度20mm/min、加载方向y方向或者含水率23.69%、加载速度5mm/min、加载方向y方向.     

不同果树间作对花生生育动态及产量的影响

【目的】 研究花生在不同间作果树下的开花结实、生长规律及产量状况。【方法】 以花育25号、花育33号、山花7号、山花9号为参试材料,分析花生在枣树、巴旦木2种果树下的开花结实、干物质积累、产量性状等指标。【结果】 (1)不同果树间作下花生主要开花时间在第10~27 d,枣树间作较巴旦木间作花生总开花量多;(2)红枣间作下花生根、茎、叶干重积累更快,幼苗期2种间作果树下花生营养生长表现一致,随生育期的进展,营养体与生育体比值(V/R)发生变化,苗期最大后逐渐减小;(3)同一果树间作下,不同花生品种间的主茎高、侧枝长差异显著,花育22号、花育33号较山花7号、山花9号更强壮;(4)枣树间作下花生单株结果数、单株产量较巴旦木间作高。【结论】 红枣适宜间作品种为花育22号,巴旦木适宜间作品种为花育22号、花育33号,红枣更适宜与花生间作。