大豆茎秆压缩力学特性随株高的变化规律

[目的]大豆茎秆的力学性能及其沿茎秆高度的变化与大豆抗倒伏能力密切相关,研究大豆茎秆力学性能及其随株高的变化规律可为大豆育种中抗倒伏性状的评价和优良品种的选育提供参考依据。[方法]应用材料力学的试验方法,使用V3.4-HTC微机控制液压万能材料力学试验机,分别对＂川豆＂系列3个不同品系大豆的干、湿2种茎秆进行了轴向压缩试验,测定并计算了各茎秆不同部位（距地高度位置）的最大承载力、截面几何性质,抗压强度、弹性模量。[结果]各品系干大豆茎秆的最大承载力、抗压强度和弹性模量明显高于湿大豆茎秆;沿茎秆高度方向,干、湿2种茎秆的最大承载力基本呈线性下降趋势,最大值在距地高度5 cm以下;而抗压强度基本不变;弹性模量变化较小,最大值在距地8~30 cm。供试的3个不同品系大豆茎秆的抗压强度沿茎秆高度的分布基本是合理的,三者相比,品系3（CD08508）的生物力学性能较差。[结论]大豆茎秆的含水率显著影响其力学性能,在大豆易倒伏期间,控制适当含水率是关键。在筛选大豆品种的抗倒伏性状时,除评价其茎秆的最大承载力外,还应评价其机械强度沿茎秆高度的分布是否合理。     

黄藤材发育过程中维管束的变化

为提高我国棕榈藤资源培育和高附加值加工利用水平,以我国特有的黄藤为研究对象,采用生物解剖学方法,系统分析了黄藤茎中维管束比量及形态特征与其生长发育规律的关系。研究结果表明,轴向上维管束比量在36.2%~42.4%,由藤茎基部向上随着高度的增加先上升,至中部后又下降;径向由内向外基本呈增大的变化趋势,维管束比量平均值为40.2%。轴向上维管束长径和短径分别在0.341~0.526 mm和0.255~0.400 mm范围内,由藤茎基部向上随着高度的增加逐渐下降,径向由内到外基本呈逐渐下降的变化趋势,维管束长径、短径平均值分别为468.933μm、333.838μm;形状因子平均为0.722。维管束密度在轴向由藤茎基部向上随着高度的增加逐渐增大,径向由内到外总体上呈逐渐增加的变化趋势,平均值为5.63个.mm-2。     

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。     

不同水稻品种抗倒伏性状的形态构成

为探讨水稻形态特征与抗倒伏能力的关系,为超高产水稻品种的选育提供理论依据,以不同年代育成的103个水稻品种为材料,以茎秆倒伏指数和田间茎秆强度为抗倒伏性的基本指标.用相关分析方法从形态构成方面研究了水稻茎秆性状与抗倒伏能力的关系.结果表明:株高、基部茎秆截面积与上1、上5伸长节是影响水稻抗倒伏能力的主要因子;上1、上4、上5节长度占株高比例与茎秆倒伏指数及田间茎秆强度呈极显著相关.进一步研究发现,在株高相同的条件下,上1伸长节节间长度短且占株高比例小,基部茎秆截面面积大,基部两节间的长度略短但占株高比例偏大,是抗倒伏性较强的水稻品种的形态构成特点.     

播栽方式对2个籼稻品种抗倒伏能力的影响

【目的】明确播栽方式对水稻抗倒伏能力的影响。【方法】以籼稻品种Tachisugata和Hokuriku193为材料,设置了直播和移栽2种播栽方式,研究其对水稻茎秆形态学、解剖结构以及茎秆化学成分含量的影响。【结果】播栽方式对水稻茎秆折断型和弯曲型倒伏均有显著影响,直播处理水稻茎秆的断面系数、抗挠刚度和惯性力矩分别比移栽处理显著降低12.27%、28.80%和19.33%,折断弯矩小,抗倒伏能力弱。同时,与移栽处理相比,直播处理水稻株高降低6.85%,茎秆长度变短8.73%,茎秆基部节间的外径短轴和内径短轴分别显著减小7.55%和13.55%,大维管束面积显著降低10.89%,茎秆纤细。此外,播栽方式对2个籼稻品种抗倒伏能力的影响也存在一定差异。与移栽处理相比,直播处理Tachisugata茎秆基部节间长度显著增加,外径长轴和短轴长度均显著变短,茎壁厚度显著增加,机械组织厚度显著降低;而播栽方式对Hokuriku193茎秆基部节间长度、外径长轴、短轴、茎壁厚度和机械组织厚度的影响不显著,但直播处理Hokuriku193茎秆基部节间横切面面积显著减小,纤维素含量显著降低,淀粉含量显著增加。【结论】播栽方式主要改变了水稻茎秆长度(特别是基部节间)、基部节间形态结构(维管束面积、横切面面积、机械组织厚度)以及其化学成分含量(木质素、纤维素和半纤维素),最终影响水稻茎秆抗倒伏能力。     

增温对玉米茎秆生长发育、抗倒性和产量的影响

【目的】随着全球气候变化,温度升高对玉米生产系统的影响越来越复杂,而玉米抗倒性在现在和未来玉米全程机械化生产系统中的重要性尤为突出。研究全生育期温度增加对玉米茎秆生长发育及抗倒的力学特性的影响,为应对未来气候变化下玉米适应性栽培途径提供理论和实践基础。【方法】以郑单958（ZD958）和先玉335（XY335）为材料,通过智能温室控制方法,设置3个温度梯度,分别为CK、CK+2℃、CK+4℃,研究了全生育期增温对玉米茎秆生长、结构发育、抗倒力学特性和产量的影响。【结果】随着温度增加,玉米株高、穗位高、第三节间长度、穗上节间长和穗下节间长均显著高于对照,CK+2℃处理的株高、穗位高、第三节间长度、穗上节间长度和穗下节间长度比CK平均增加10.80%、37.29%、16.87%、17.11%和17.78%,CK+4℃处理则比CK分别增加20.82%、54.17%、37.11%、28.48%和35.84%。温度增加显著增加了玉米穗位系数和茎粗系数,CK+4℃处理比CK+2℃处理和CK的茎粗系数平均增加15.92%和58.99%。增温使玉米茎秆维管束数目和面积显著减少,CK+4℃、CK+2℃处理的第三节间的茎秆中央维管束数目比CK平均减少42.39%、22.59%,维管束总面积比CK分别降低40.33%、28.68%,增温对中央维管束数目和面积的影响大于边缘维管束。随温度增加,玉米茎秆抗推力、穿刺强度和破碎强度显著降低,CK+4℃和CK+2℃处理比CK平均降低50.75%和43.75%（茎秆抗推力）、25.41%和29.59%（穿刺强度）、22.41%和23.58%（破碎强度）。茎秆抗推力与株高、穗位高和地上部第三节间长呈极显著负相关,与茎粗、截面惯性矩、边缘维管束数目、面积、中心维管束数目、面积呈极显著正相关。2个品种对全生育期增温响应不同。随温度增加,热敏感型品种XY335的株高、穗位高、第三节间长度、穗位系数和茎粗系数增幅显著大于ZD958;ZD958的边缘和中心单个维管束面积减少,而XY335维管束面积呈增加趋势,且ZD958维管束数目和边缘维管束总面积的降幅小于XY335;XY335茎秆抗推力降幅显著大于ZD958,且XY335穿刺强度和破碎强度最大值出现在吐丝后25 d,之后下降,而ZD958在成熟期。ZD958穿刺强度和破碎强度与株高、穗位高、地上部第三节间长均呈显著负相关,与茎粗显著正相关,XY335穿刺强度与株高呈显著负相关,破碎强度则与其他指标相关但不显著。【结论】温度增加促进了玉米茎秆生长发育,改变了茎秆内部结构,使茎秆抗推力下降,倒伏风险显著增大,且温度越高倒伏风险越大;不同品种茎秆生长特性和倒伏能力对增温响应存在明显差异。     

小麦茎秆机械强度与若干性状的相关性研究

在小麦灌浆高峰期对茎秆的机械强度进行测试 ,并对小麦茎秆各节长、粗 ,株高 ,生物学产量等性状进行相关分析及多元回归分析。结果表明 :小麦茎秆机械强度与各节间长呈负相关 ,其中与茎秆基部第 1、2节间长达显著水平 ,与基部第 3节间长达极显著水平 ,与中部第 4节间长达极显著水平 ;与各节间粗呈正相关 ,其中与第 1、5节间粗达显著水平 ,与第 2、3、4节间粗达极显著水平 ;与穗长及穗重相关不显著 ;茎基部第 2节间干物质对机械强度的贡献最大。在小麦的抗倒性育种中 ,选择矮秆、茎秆粗壮并兼顾大穗的品种是可行的     

水稻茎秆节间弹性模量和拉伸强度极限的研究

在齐穗后15 d和成熟期,分别测量了4个不同水稻品种(系)茎秆3个不同节间的弹性模量、拉伸强度极限,以及节间横截实面积、节间茎粗、节间茎壁厚,并作了差异显著性测验和相关性分析。发现同一水稻茎秆不同节间弹性模量、拉伸强度极限都随茎秆的成熟而增大,大小顺序一般为:第2节间>第3节间>第4节间,它们的差异显著性与水稻品种(系)、发育时期有关;不同的品种(系)茎秆同一节间的弹性模量和拉伸强度极限存在差异,差异显著性受品种(系)的遗传特性、节间位置和发育时期影响;节间横截面积、节间茎粗、节间茎壁厚与节间拉伸强度极限、弹性模量存在负相关。     

秋伐期桑条力学性能试验

本文利用万能试验机对秋伐期桑条剪切、压缩、弯曲、拉伸,研究了取样位置、直径、品种对桑条力学特性的影响。结果发现,取样位置对各目标值均有显著影响,除皮的最大拉伸力与抗拉强度随取样位置自下往上增加,其余均随取样位置自下往上减小;品种为湖桑32号的桑条,其单位直径最大剪切力和剪切强度的最大平均值分别为80.65±1.39 N/mm、7.03±0.17 MPa,最大轴向压力和轴向抗压强度的最大平均值分别为3.31±0.15 k N、19.12±0.36 MPa,最大径向压力和径向抗压强度的最大平均值分别为0.96±0.05 k N、8.84±0.15 MPa,最大弯曲力和抗弯强度的最大平均值分别为0.21±0.01 k N、43.93±0.17 MPa,最大拉伸力和抗拉强度的最大平均值分别为1.71±0.12 k N、79.00±3.72MPa,皮最大拉伸力与皮拉伸强度的最大平均值分别为0.21±0.05 k N、98.35±13.21 MPa;直径仅对剪切强度有影响(0.01P0.05),最大值出现在直径小于10 mm处,为10.20±1.25 MPa;品种对桑条剪切强度、轴向抗压强度与抗弯强度、抗拉强度有显著影响,最大剪切强度发生在7946下部,为8.47±0.52 MPa,下部轴向抗压强度、抗弯强度、抗拉强度的最大值出现在农桑14号,分别为22.40±0.87 MPa、46.82±1.16 MPa、63.57±5.18 MPa。     

生物炭对水稻茎秆抗倒性的影响

明确生物炭对水稻茎秆抗倒性的影响及最佳施用量,探索通过施用生物炭提高水稻抗倒伏性的初步机制,为水稻高产、高效、优质提供新思路,同时为科学合理施用生物炭提供理论依据。以抗倒伏性有差异水稻品种沈农265和秋田小町为试材,设置4个生物炭水平0t·hm^-2(C0),10t·hm^-2(C1),20t·hm^-2(C2),40t·hm^-2(C3)。采用大田试验,研究生物炭对水稻茎秆抗倒性及相关力学性状、解剖结构及化学物质含量的影响及其相互关系。研究结果表明,不同施炭处理均能提高两品种茎秆抗折力,其中C2和C3处理达到显著水平;株高及节间长度随着施炭量增加逐渐增加;C3处理两品种小维管束数目显著增加;沈农265的C3处理大维管束面积、大维管束木质部面积、大维管束韧皮部面积显著增加;秋田小町C2处理的大维管束韧皮部面积显著增加;两品种C2和C3处理茎秆淀粉和木质素含量高于不施炭处理,沈农265在C3处理达到显著水平;两品种不同施炭处理茎秆的全钾含量高于不施炭处理。相关分析表明,抗折力与该节间的茎粗、长外径、短外径、节...     

长生13不同生育期茎秆性状研究

为明确春谷子长生13的茎秆特性,为抗倒谷子品种选育提供理论依据,研究了长生13分别在乳熟期、蜡熟期和成熟期倒2节至倒6节的节间长度、直径、茎秆机械强度、单株鲜质量、单株穗质量和植株重心的差异。结果表明,从倒2节至倒6节,节间长度依次增加,节间直径和茎秆强度依次降低;随生育期进度,节间长度依次增加,除倒3节外,各节间长度差异未达显著水平(P0.05);直径先增加后降低,各节间直径差异未达显著水平;倒2节至倒5节茎秆强度先增加后降低,倒6节的各节间茎秆强度依次降低,其中,倒2节在蜡熟期的茎秆强度最大(9.87 kg),倒6节在成熟期的茎秆强度最小(5.02 kg),但各生育期的茎秆强度差异未达显著水平;单株鲜质量和单株穗质量逐渐升高,植株重心增加明显,重心在成熟期达最大,为0.57。     

玉米抗倒伏相关性状遗传改良效果

以Non-Reid群骨干自交系为基础材料,采用DH育种技术,经2轮遗传改良分别育成J9D207、J1886、J1518、J16084个改良系。对抗倒伏相关性状茎秆拉力强度、穿刺强度、节间直径、节间干质量和单位茎长干物质质量的遗传改良效果进行研究。结果表明：第2轮改良系J1608的抗倒伏相关性状遗传改良效果最为明显。基础系和2轮改良系之间的茎秆拉力强度、茎秆穿刺强度、节间直径、节间干质量和单位茎长干物质质量存在显著和极显著差异,同时茎秆穿刺强度、节间直径和单位茎长干物质重随节位的上升呈下降趋势。相关分析表明,茎秆拉力强度与穿刺强度、茎秆直径、节间干质量、单位茎长干物质质量呈极显著或显著正相关,说明这4个性状可以作为判断茎秆拉力强度的重要指标。     

设施栽培芍药茎秆直立性研究

针对设施栽培中不同芍药品种茎秆直立性表现差异,以茎秆直立性不同的大富贵和桃花飞雪为对象,对比研究了其茎秆形态、解剖特征、力学特性和细胞壁化学组成成分的差异。结果表明,两品种的茎秆形态明显不同,直立性较好的大富贵花枝较短、茎较粗、基部节间占总节间长的比例低;解剖分析显示其维管束数目、表皮细胞及皮层细胞厚度均较桃花飞雪高;茎力学分析表明,两个品种也有明显差异,大富贵的抗压、抗弯、穿刺强度均优于桃花飞雪;茎组成成分测定显示大富贵的木质素及纤维素含量均显著高于桃花飞雪。相关性分析揭示,茎秆木质素、纤维素含量、上段5 cm处抗弯强度、髓茎面积比、基部节间长与芍药茎秆直立特性高度相关,明显影响茎秆直立性。因此,在筛选和培育设施栽培芍药切花品种时,应特别关注这些指标特征。     

烯效唑对遮阴下重穗型水稻渝香203茎秆形态结构和抗倒伏性的影响

【目的】明确弱光下烯效唑对重穗型水稻植株倒伏风险的缓解效应及途径。【方法】以重穗型水稻渝香203为材料,设置裂区试验,主区为正常光照(CK)和遮阴处理(U),副区为0(U0)、40 mg/L(U40)、80 mg/L(U80)烯效唑处理,比较茎秆力学,物质积累分配及形态性状方面差异,并分析其与植株抗倒伏性的关系。【结果】较正常光照,遮阴处理显著降低渝香203产量,归因于有效穗、穗粒数和千粒重的降低。施用烯效唑显著增加了有效穗(P<0.05),产量略微增加;遮阴处理显著降低了基部节间茎鞘干重、基部节间茎粗、茎壁厚及单茎鞘干重,使得茎秆折断弯矩显著降低,倒伏指数增加,尽管弯曲力矩也显著降低。相关分析表明,断面模数,茎粗、茎壁厚、单茎鞘干重及茎鞘充实度与折断弯矩显著正相关,与倒伏指数显著正相关。随烯效唑用量增加,基部节间长度显著缩短,株高和重心高度降低,从而降低了弯曲力矩;同时,基部节间茎粗、茎壁厚及茎鞘充实度呈显著增加趋势从而提高了茎秆强度和抗倒伏性。【结论】弱光下重穗型水稻基部节间茎秆强度降低是植株倒伏风险增加的主要原因,烯效唑缩短基部节间长度,从而降低株高和重心高度,增加茎粗、茎壁厚及茎秆充实质量,增强了茎秆机械强度,提高了弱光下重穗型水稻抗倒伏性。     

玉米茎秆第三和第五茎节穿刺强度遗传模型选择

以B73和Mo17玉米自交系构成的6世代群体为材料,利用玉米茎秆穿刺仪,对玉米地上第3茎节和第5茎节中部椭圆形短轴垂直于茎秆进行穿刺,测定玉米茎秆穿刺强度。通过P_1、P_2、F_1、F_2、BC_1和BC_2 6个世代联合分析法,以玉米茎秆穿刺阻力为性状,研究控制玉米茎秆倒伏性的基因遗传分离规律。结果表明,玉米茎秆第3茎节穿刺强度的最适遗传模型为B-1(2对加性-显性-上位性主基因模型);玉米茎秆第5茎节穿刺强度的最适遗传模型为E-0(2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因模型)。这一研究结果为玉米抗倒伏性状的有效选择提供方法和理论依据。     

偏高秆偏大穗杂交粳稻屉优418和 辽优5218的抗倒伏能力分析

文章对偏高秆、偏大穗杂交粳稻屉优418、辽优5218组合在随机区组三次重复、较高肥力条件下的抗倒伏能力进行了分析。研究认为偏高秆、偏大穗杂交粳稻屉优418、辽优5218组合具有抗倒伏能力强的理想茎秆物理形状:地上部第一伸长节间长度很短,地上部第二伸长节间长度也较短,基部茎秆截面椭圆长轴、短轴长和面积大,壁厚宽和茎壁截面积大,植株表现出抗倒伏能力强;在育种和栽培实践中,通过减少第一和第二伸长节间长度,适当加强茎秆基部物理性状的强度,降低穗位,增加穗长和穗颈长度等,可以提高杂交粳稻植株的抗倒性,使倒伏与株高和生物产量的矛盾在更高产水平上得到统一。     

丘陵地带无人机撒播水稻抗倒伏性研究

为研究无人机撒播方式水稻植株抗倒伏特性,以籼稻F优498为研究试材,设置育秧手插、机插、无人机撒播3种方式,与齐穗期后30 d,分析3种种植方式水稻植株基部各节间抗倒伏能力的差异,并对抗折力、弯曲力矩、倒伏指数以及茎秆主要物理特性进行了相关分析。结果表明,除基部第1节间外,水稻植株基部第2,3节间的抗折力、弯曲力矩和无人机撒播方式显著低于其他2种方式,且倒伏指数较高。无人机撒播方式水稻株高显著高于手插水稻,与机插水稻差异不明显;水稻重心高度,无人机撒播显著低于其他2种方式,但相对重心高度高于其他2种方式,差异不明显。无人机撒播方式水稻茎秆基部各节间干物质和叶鞘干物质都显著低于其他2种方式。无人机撒播方式水稻植株基部第1,2,3节间长都显著小于其他2种种植方式。无人机撒播方式水稻茎秆粗显著低于其他2种种植方式,尤其第1节间粗度的差异已达到了极显著的水平,且各节间茎壁厚度,除第1节间茎壁厚度差异不显著外,无人机撒播方式水稻茎壁厚度都显著高于其他2种种植方式。上述茎秆物理特性在不同种植方式间有较大差异,且无人机撒播水稻茎秆抗折力和倒伏指数与水稻茎秆与节间长、茎秆粗等关系较显著,很大程度影响了水稻抗倒伏的能力。无人机撒播方式在茎秆主要物理特性上的显著差异表现为基部第2,3节间茎秆细,且植株较高,抗折力较小,倒伏指数较高,是抗倒伏能力较差的主要原因。     

超级杂交稻茎秆形态结构及其与抗倒性的关系研究

以6个超级杂交稻组合为材料,研究了其茎秆形态和解剖结构及其与抗倒性的关系.结果表明.抗倒伏能力较强的杂交稻品种具有基部伸长节间较短、茎秆基部较粗的形态特征;超级杂交稻倒伏指数与茎秆基部第1,2,3伸长节间长度呈极显著正相关,与茎秆基部壁厚以及基部第2伸长节间小维管束数目和面积、大维管束面积和维管束总面积均呈显著负相关,而与株高和茎秆基部长、短轴直径相关不显著.说明缩短基部节间长度、增加茎秆基部壁厚和基部伸长节间维管束面积和数目,能增强超级杂交稻茎秆抗倒伏能力.     

遮阴对夏玉米茎秆形态结构和倒伏的影响

【目的】在太阳辐射不断减少的气候条件下,探讨遮阴（弱光胁迫）对夏玉米茎秆形态及其显微结构的影响。【方法】以登海605（DH605）和郑单958（ZD958）为试验材料,大田条件下设置花粒期遮阴（S1）、穗期遮阴（S2）、全生育期遮阴（S3）3个处理,遮光度为60%,以自然光为对照（CK）,研究弱光胁迫对夏玉米茎秆性状及其倒伏的影响。【结果】遮阴后夏玉米株高、穗位高和叶面积指数,地上第3茎节长、茎节横截面积、茎秆穿刺强度均显著降低,且遮阴时期对其影响表现为S1＜S2＜S3;DH605和ZD958的茎秆穿刺强度分别较对照降低22.23%和24.41%。茎秆硬皮组织厚度和维管束数目及中央大维管束面积、木质部面积、韧皮部面积较对照也显著降低,田间倒伏率显著升高,全生育期遮阴两品种倒伏率分别高达36.5%和24.7%。遮阴后空秆率增加,收获穗数、穗粒数显著降低,产量下降,减产幅度表现为S3＞S1＞S2。【结论】夏玉米生长期内光照不足影响产量形成,改变植株形态,通过降低基部节间长度、粗度、穿刺强度和茎秆硬皮组织厚度,减少维管束数目,降低茎秆抗倒伏性能,且花前遮阴对田间倒伏率的影响大于花后遮阴。     

不同小麦品种的茎秆特性及其抗倒性

【目的】明确影响小麦抗倒性的主要因素,为小麦抗倒性品种选育提供理论依据。【方法】以生产上应用较广泛的邯麦16、邯麦17、济麦22、衡4399和石麦22等5个小麦品种为材料,研究不同小麦品种节间生长特性、茎秆机械强度和倒伏指数的差异。【结果】邯麦17的茎秆机械强度较大（495.6 g）,倒伏指数较小（0.749）,与其他品种差异显著,且其基部节间短粗,节间壁较厚,基部节间的鲜重和干重较多,鲜干密度较大,茎秆质量好,抗倒性好;株高、重心高度、基2节长与倒伏指数呈显著正相关,机械强度、基部节间的鲜重、干重、壁厚呈显著负相关,且第2节壁厚与倒伏指数的相关系数较大（r=－0.901）;基2节壁厚,适当降低株高,提高茎秆机械强度,可以增强植株的抗倒能力。【结论】邯麦17的抗倒性优于其他品种;小麦抗倒性品种选育上应注重选择基2节壁较厚的株系。