杂交粳稻茎秆力学性状与理化特征对抗倒伏能力的影响

倒伏严重影响着水稻的产量和品质,为探究田间自然栽培条件下杂交粳稻茎秆力学性状与理化特征对抗倒伏能力的影响,研究选取北方地区生产上主要推广的弯曲穗型杂交粳稻品种辽优2006(LY2006)、辽优5218(LY5218)、辽优5273(LY5273)为供试对象,易倒伏常规粳稻品种农林313(NL313(CK))为对照,测量其农艺性状和微观组织构成等理化指标,并通过弯曲试验及拉伸试验,测定其茎秆最大抗折力、断裂弯矩、抗弯截面系数、单茎自重质量矩、弯曲强度、杨氏弹性模量、惯性矩等力学指标,并研究测量的理化指标及力学指标与倒伏指数之间的相关关系。结果表明:供试对象的倒伏指数和对照之间存在极显著差异(P<0.01),供试对象抗倒伏性显著高于对照。供试对象和对照在株高、基部节间长度、组织构成等理化指标及力学指标间均存在极显著差异(P<0.01),供试对象的株高、单穗鲜质量均大于对照,因此,在相同的栽培条件下,并不是株高越矮、穗越轻,抗倒伏能力就越强。缩短基部节间长度、延长叶鞘长度、提高组织厚度及维管束面积、增加纤维素、木质素及钾元素含量等均能有效提升水稻植株的抗倒伏能力。研究还发现,水稻植株的抗倒伏能力与其茎秆最大抗折力、断裂弯矩、抗弯截面系数、弯曲强度、杨氏弹性模量之间存在极显著正相关(P<0.01),与单茎自重质量矩、惯性矩之间存在极显著负相关(P<0.01),选取其作为水稻植株抗倒伏能力的参考指标是可行的。研究结果可为北方杂交粳稻抗倒伏品种选育、改良及抗倒伏农艺性状调控提供综合的数据支持和理论支撑。

施用烟杆炭对三七连作土壤酶活性和微生物群落结构的影响

采用室内培养法研究了烟杆炭对土壤脲酶、蛋白酶、酸性磷酸酶活性和微生物群落结构(磷脂脂肪酸,PLFA)的影响.结果表明:施烟杆炭可显著提高三七连作土壤脲酶、蛋白酶活性和土壤微生物量,缓解连作障碍.

干旱-复水联动对东北春玉米光合生理与产量的影响

广发、频发的干旱事件已造成了严重的作物减产,深入解析玉米对干旱的响应过程及机制,对准确评估干旱影响进而合理指导玉米生产具有重要现实意义。基于锦州农业气象试验站已布设的干旱-复水联动试验平台(CK:自然降水处理;RD:2020年6月30日至8月10日控水,之后复水),监测净光合速率(Net Photosynthetic Rate,Pn)、蒸腾速率(Transpiration Rate,Tr)、日茎流量(Daily Stem Flow,DSF)、玉米产量构成要素等参数。结果表明,拔节期,与CK处理相比,RD处理控水初期Pn降低5.0%,Tr增加12.4%,但均不显著;灌浆期,当土壤含水量(Soil Water Content,SWC)降至40.0%后,RD处理下Pn、Tr及DSF显著降低,分别降低至CK处理水平的23.6%和6.9%和32.5%,灌浆期叶片光合产物大部分向果穗输送,耗水能力大于拔节期,干旱对Pn、Tr及DSF的抑制效应更为明显。乳熟期,RD处理进入复水阶段,Pn、Tr和DSF增加,分别恢复至CK处理水平的61.5%、75.0%和46.6%,说明控水期间降低的Pn、Tr和DSF无法在复水期间完全恢复。控水通过显著降低叶含水率(Leaf Water Ratio,LWR)、茎含水率(Stem Water Ratio,SWR)而显著降低Pn和Tr,其中LWR与Pn和Tr的相关系数分别为0.55和0.84;SWR与Pn和Tr的相关系数分别为0.59和0.67。拔节期至灌浆期连续控水可能导致光合器官活性下降,复水也未能使其恢复,最终导致作物减产,与CK处理相比,RD处理下穗长、穗粗、百粒重等产量结构要素显著降低,造成54.0%的减产率。

烟秆生物质炭对连作植烟土壤养分及烟叶产质量的影响

【目的】明确烟秆生物质炭通过影响植烟土壤养分含量并最终影响烤烟产质量的可能路径,以期为今后利用生物质炭缓解烤烟连作障碍提供理论支撑。【方法】以红花大金元为研究对象,设置4个烟秆生物质炭施用量(0、300、500、600 g/株)处理,分析添加生物质炭对连作土壤不同形态养分含量及烤烟产质量的影响。【结果】在烤烟产值方面,施用烟秆生物质炭可有效提高烤烟的均价、产量、产值及中上等烟比例,其中以500 g/株处理最优。在土壤养分方面,生物质炭显著提高土壤pH、速效钾、全钾、水解性氮和有机质含量,且随烟秆生物质炭施用量的增加,pH、有机质含量均呈上升趋势;同时有机质组分MBC、CPOM、FPOM、LFOM和HFOM随生物质炭施入量的增加呈升高趋势,而HDOM、MOM和CDOM则呈降低趋势。相关性分析表明,土壤pH、水解性氮、速效钾、全氮、全磷、全钾含量与有机质组分间呈显著相关性,其中pH、水解性氮、速效钾、全氮与有机质、微生物量碳、细颗粒有机质,全磷与热水溶性有机质,全钾与有机质、轻组有机质、重组有机质、细颗粒有机质均呈显著正相关。逐步回归分析表明,烟秆生物质炭的施用使细颗粒有机质对pH和全钾、重组有机质对水解性氮、微生物量碳对全氮和有机质、热水溶性有机质对全磷具有促进作用。【结论】烟秆生物质炭是通过提高土壤中有机质含量,尤其是活性有机质含量来增强土壤养分循环,从而提高土壤pH、水解性氮和速效钾含量,促进烟株吸收,最终提高中上等烟比例和产质量。

烟秆生物质炭基肥对连作烤烟生长及质量的影响

研究烟秆生物质炭基肥对连作烤烟生长及产质量的影响,进一步明确烟秆生物质炭基肥最佳施用量,为今后科学利用烟秆生物质炭基肥缓解连作障碍提供理论依据。本研究采用大田试验法,以不施烟秆生物质炭基肥为对照(CK),设置3个烟秆生物质炭基肥用量处理,分别为300 g/株(T1)、500 g/株(T2)、600 g/株(T3),调查分析不同处理下烤烟生育期、农艺性状、常见病害发生情况及烤后烟叶化学成分。结果表明:施用烟秆生物质炭基肥可延长烤烟生育期,尤其在团棵期和现蕾期表现较为明显,T3处理生育期最长;其对烤烟株高、茎围、最大叶长叶宽均有显著促进作用,对烤烟有效叶片数影响不大。施用烟秆生物质炭基肥还对烟草花叶病和黑胫病产生抑制作用,显著降低这两种病害的发病率,以T2处理抑制效果最佳。在烤后烟叶外观质量方面,对照身份稍薄、油分欠佳,而施用烟秆生物质炭基肥可使烟叶组织明显疏松有弹性、油分足,外观质量分值高,其中T2处理总评分最高。在烤后烟叶化学成分方面,施用该炭基肥可提高烟叶的总氮、总糖、钾、还原糖含量和糖碱比值,使烟叶化学成分协调,以T2处理效果最佳。随该炭基肥施用量增加,烤后烟叶产量、产值及中上等烟比例呈先上升后下降趋势,T2处理产值增幅可达34.77%。综上,本试验条件下,烟秆生物质炭基肥可促进连作烤烟生长,降低烟草花叶病和黑胫病发病率,提高烤后烟叶外观质量、产量及化学成分协调性,整体以500 g/株用量效果最佳。

作物茎秆抗倒伏的力学分析及综合评价探讨

建立了农作物茎秆的力学模型 ,利用力学理论和方法 ,给出了农作物茎秆临界力的具体表达式 ,该表达式对于多种农作物例如 :玉米、水稻、小麦、谷物等都是适用的。根据该表达式 ,可对农作物的抗倒伏能力进行综合评价 ,临界力越大 ,抗倒伏能力越强。临界力可以作为农作物抗倒伏能力评价的通用指标。对于同一种作物品种 ,种植密度不同 ,或肥力不同 ,其抗倒伏能力不同 ,茎秆系数越小 ,抗倒伏能力越强。茎秆系数可作为同一品种作物间 ,抗倒伏能力的评价指标。文中给出了农作物倒伏与茎秆各物理量之间的关系 ,为作物抗倒品种的选育、收获机械的设计、桔秆的综合利用提供参考。

富含纤维素类农作物秆与丙烯酸接枝共聚制备高倍率吸水树脂

用棉花秆、麦秆和玉米秆等富含纤维素类农作物秆与丙烯酸接枝共聚制备了高倍率的吸水树脂.研究了不同水质(去离子水、自来水及雨水)对接枝产物吸水性能的影响.采用棉花秆、麦秆、玉米秆与丙烯酸的接枝产物对去离子水的吸水倍率分别为930,790和630g/g,对自来水的吸水倍率分别为670,350和250g/g,用玉米秆/地瓜淀粉混合物制备的接枝产物对雨水的吸水倍率为540g/g.为棉花秆、麦秆及玉米秆等富含纤维素的农作物秆的深加工与应用开辟了一条途径.

基于离散元的柔性作物茎秆振动响应仿真

建立考虑柔性作物茎秆振动响应特性的动力学模型,对探索谷草分离机理、分析谷物分离过程和联合收获机参数优化具有重要意义。本文提出考虑柔性作物茎秆振动响应特性的动力学仿真模型,研究了作物茎秆的动力学响应特性。首先,给出了作物柔性茎秆的动力学模型和动力仿真方法;以成熟期小麦第3节间为例,测量了茎秆的内外径、单位质量密度和弹性模量等参数;对茎秆的横向弯曲振动和纵向拉伸振动进行仿真,研究茎秆的动力学响应特性,并与理论计算结果进行比较。通过仿真获得长度108 mm、外径3.7 mm、内径1.9 mm、弹性模量5.27 GPa的小麦茎秆的横向振动频率和纵向振动频率分别为164.28、7633.59 Hz,与理论计算结果的相对误差分别为0.28%和0.12%。最后,通过谷草分离仿真实验,验证了柔性作物茎秆模型的实用性。

石灰氮与氮肥不同配比对连作花生病害及产量的影响

大田条件下,研究了石灰氮与普通氮肥不同配比对连作花生出苗率、茎腐病发生、主要农艺性状及产量和品质的影响。结果表明:(1)本试验用量范围内,低、中量(225 kg/hm2和450 kg/hm2)石灰氮处理的花生出苗率略高于高用量(675 kg/hm2)处理,但处理间差异未达显著水平。(2)随石灰氮用量增加,花生茎腐病病情指数降低,防效提高,低、中、高3个用量平均病情指数分别比对照降低8.4、12.7、15.5个百分点,平均防效分别达24.7%、37.3%和45.4%。(3)石灰氮与氮肥配施对叶龄数、主茎高、侧枝长等农艺性状有一定促进作用,但只有部分达到显著水平。(4)荚果产量随石灰氮用量的增加而增加,低、中、高3个用量分别增产9.6%、11.8%和13.6%;普通氮肥增产率远低于石灰氮;所有处理中以石灰氮和普通氮肥高量组合(675 kg/hm2+90 kg/hm2)增产效果最好,高达15.2%。

基于修正双作物系数模型估算温室黄瓜不同季节腾发量

为估算温室黄瓜植株蒸腾与土面蒸发,该研究基于FAO-56推荐的双作物系数模型,应用温室内实测微气象、叶面积指数(LAI)及土壤水分数据,对模型中基础作物系数(Kcb)和土面蒸发系数(Ke)进行修正,并基于修正后FAO-56Penman-Monteith(P-M)模型,确定温室参考作物蒸发蒸腾量(ET0),进而估算温室黄瓜蒸发蒸腾量(ETc)和植株蒸腾(Tr)。基于Venlo型温室内黄瓜不同种植季节(春夏季和秋冬季)Lysimeter和茎流计观测的黄瓜ETc和Tr,对修正后的双作物系数模型预测结果进行验证。结果表明,应用修正后的双作物系数模型估算的温室黄瓜ETc和Tr与实测值具有较好地一致性,春夏季温室黄瓜全生育期ETc估算值与实测值的日均值分别为3.05和2.94 mm/d,秋冬季分别为2.53和2.76 mm/d。修正后的双作物系数模型估算春夏季温室黄瓜日ETc的决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和模型效率系数(Ens)分别为0.95、0.41 mm/d和0.93;估算秋冬季ETc的误差计算结果依次为0.91(R2)、0.48 mm/d(RMSE)和0.90(Ens)。修正后的双作物系数模型估算春夏季日平均Tr与实测值分别为2.37和2.19mm/d,秋冬季分别为1.43和1.34 mm/d。研究结果还显示,不同种植季节温室黄瓜全生育期日平均Tr占ETc的比例分别为64.62%(春夏季)和68.59%(秋冬季)。该研究成果不仅为制定准确的温室黄瓜灌溉制度提供了理论依据,而且对实现温室环境智能化控制及减少温室内无效的土面蒸发具有重要意义。

苎麻茎秆的力学性能及力学建模方法

从苎麻茎秆结构组成及现有剥离方式两方面定性地分析了苎麻茎秆组分韧皮与木质部的力学性能,两者机械性能存在较大差异;简述了在线弹性条件下农业固体物料本构关系建立的方法;按照线性复合材料的力学分析理论,假设茎秆及其组分韧皮与木质部为横观各向同性材料,探讨了建立其相应本构关系的过程和苎麻茎秆力学分析模型的方法。

粮食作物古汉名训诂(三)

我国古代典籍中记述有许多作物名称,由于历史变迁,称谓嬗变,缺乏系统研究与整理,影响科学文化的继承与传播.本文收集了60个具有地下根茎的作物古汉名并进行了考证,它们隶属于5科、6属、6种.该项研究沟通古今,沟通中外,可以促进我国作物栽培史的研究,在拯救、继承与弘扬古文化方面具有学术价值与社会意义.

青状秸秆粉碎机的研究与设计

目前,农作物秸秆及牧草类等粗纤维青物料粉碎加工多采用普通粉碎机,效率低,能耗高,不能达到粉碎要求,市场上也没有专业的加工机械产品面世,因此研制秸秆和牧草等青物料加工机械存在着客观的必要性。为此,主要介绍了秸秆类青物料粉碎机的设计思想、设计方案、主要零部件的设计要点、性能参数的确定以及本机的工作原理。

不同重茬肥配方对重茬烤烟生长前期农艺性状的影响

以不同重茬肥配方对重茬栽培烤烟前期农艺性状的影响为基础,探索不同配方对烤烟生长的影响,以期为开发烤烟重茬肥提供理论依据。试验在田间条件下,设置对照B1无肥处理,B2当地常规施肥,B～B5为新研制重茬肥配方,纯氮用量为51.5kg·hm-2,3次重复。试验结果表明,移栽后第3周,各处理和对照之间植株高度和叶片长度差异不大,B5处理的茎粗度和叶片宽度与对照之间差异显著,并且2项指标高于常规施肥处理;第5,7周,各处理苗高和茎粗显著高于对照,B3和B5处理优于常规施肥处理;烟叶长宽生长以B5处理促进作用最佳,极显著高于对照,并且优于常规施肥处理。综合分析认为,B5处理的重茬肥配方对重茬烤烟前期农艺性状影响最佳,有望成为烤烟重茬专用肥配方。

基于ANSYS/LS-DYNA的芦竹切割-进给速度匹配研究(英文)

高粗茎秆作物因茎杆硬度和刚度大,机械化收割难度大。以芦竹为对象,以高粗茎秆作物通用型回转链式切割器为基础,应用ANSYS/LS-DYNA建立了锯片-芦竹切割破坏动态模拟有限元模型,动态模拟了芦竹切割破坏过程,试验验证了获取锯齿切割破坏芦竹过程的载荷-位移历程曲线的可行性及芦竹破坏的模拟计算模型的有效性。提出了回转链式切割器切割-进给速度匹配修正系数概念,确定了切割芦竹时进给速度和切割速度分别取1.00 m/s和2.80 m/s为最佳速度匹配,其切割器工作速度匹配修正系数为1.22。研究结果为芦竹收割机的传统系统参数优化设计提供了理论依据。

高粗茎秆作物收割技术的研究进展

系统分析了几种典型高粗茎秆作物的田间生长特性、收获期茎秆的物理机械特性及其收割现状;阐述了国内外高粗茎秆作物收割技术的研究进展;比较分析了现有高粗茎秆作物收割机械的特点;展望了未来高粗茎秆作物收割技术的研究与发展趋势。由此对提高高粗茎秆作物收获机的通用性、开发出能够适用于主要高粗茎秆作物收获切割的技术和装置以及高粗茎秆作物收获切割技术研究做一个有益的尝试。

基于茎直径变化的作物水分状况监测研究进展

对"利用茎直径变化监测作物水分"的研究进行了综述。自20世纪60年代开始,基于茎直径变化的作物水分状况监测指标体系研究经历了两个阶段,即茎直径变化与作物水势关系的定性研究阶段;考虑环境变化和植株正常生长的茎直径变化—作物水势之间动态量化阶段。此方法通过对作物体内水分的动态监测,并与计算机应用相配合,可以用于温室和大田条件下指导适时灌溉。

基于骨架提取算法的作物茎秆识别与定位方法

针对农作物禾苗和杂草辨识和定位不精确,会造成除草机器人除草不净、伤害禾苗、影响产量等问题,提出了一种基于骨架提取算法的作物茎秆中心识别与定位的多级图像识别方法。该方法通过不同图像处理算法的多级式递进融合,实现对农作物茎秆的精确识别与中心定位。首先将采集到的彩色图像转换到HSV颜色空间进行背景分割。然后采用腐蚀算法对图像进行腐蚀操作,腐蚀掉杂草图像信息得到仅含作物的图像信息,最后用Zhang-Suen细化算法对作物图像进行骨架提取操作,并对骨架交叉点进行计算分析,识别与定位作物茎秆中心,实现作物精准辨识和定位。对采集的100幅苗期图像进行实验测试,结果表明农作物禾苗茎秆中心识别和定位精度误差小于12 mm。本文方法能实时精准辨识禾苗和杂草,并对禾苗进行精准定位,为实现田间机械化除草提供了一种精准可靠的作物识别和定位方法。

枯草芽孢杆菌D9生物有机肥对连作芦蒿扦插苗枯萎病病害防控研究

芦蒿连作土壤中的枯萎病病原菌尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)通过扦插茎秆的切口处侵染扦插苗,严重地降低扦插苗的成活率。实验通过分离生防菌株,开发生防生物有机肥防控扦插苗连作病害。研究结果显示,分离到的具有生防芦蒿枯萎病病原菌尖孢镰刀菌能力的菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)D9。D9菌株的代谢物能够显著地抑制尖孢镰刀菌的孢子萌发和菌丝的伸长(P<0.05)。芦蒿连作土壤扦插苗病害的防控实验结果表明,有机肥和D9生物有机肥的防病率分别达到77.3%和97.1%,同时能够显著地(P<0.05)降低芦蒿扦插苗的茎内尖孢镰刀菌数量,而且D9生物有机肥能够显著(P<0.05)降低扦插苗根际土壤中尖孢镰刀菌的数量。相较于对照处理,D9生物有机肥处理的根际土壤和茎内尖孢镰刀菌数量分别降低了35.7%和93.7%。有机肥没有提高芦蒿几丁质酶和β-1,3葡聚糖酶活力,而D9生物有机肥显著提高芦蒿几丁质酶和β-1,3葡聚糖酶的酶活(P<0.05)。D9生物有机肥能够有效防治连作芦蒿扦插苗的病害,为芦蒿产业提供一条绿色、安全的栽种途径。

作物茎秆抗倒性综合评价指标的力学分析

应用力学理论分析了茎秆"临界力"和各类"倒伏指数",评价作物抗倒性的缺陷和优点;建立了作物茎秆的"非完善压杆"力学模型;用小挠度理论推导出了作物茎秆最大挠度和转角的表达式。通过对该表达式的分析,提出了用茎秆"挠度指数"、茎秆"倾斜指数"以及茎秆"载荷敏感度"作为作物抗倒性的综合评价指标,该指标具有理论分析合理、物理意义明晰、测量方便以及操作简单等优点。同时还给出了切实可行的田间测量方法,为抗倒伏研究和相关农业机械的设计提供参考。