四履带式甘蔗收割机越障性能仿真与试验

目前,甘蔗主产地有广西、云南等地区,甘蔗主产区以丘陵山地为主。轮式底盘甘蔗收割机通过性差而无法在狭窄、连绵起伏等复杂坡面作业,需要一种能够适应丘陵山区的甘蔗收割机。为此,设计了一款三角履带式甘蔗收割机,底盘是由前三角履带轮和后平履带轮构成的4履带行走系统,后履带偏摆转向。同时,对该机的结构参数、履带底盘在翻越垂直壁和跨越壕沟过程中的越障性能进行分析,得出4履带式甘蔗收割机履带底盘越障性能与其结构参数的内在联系;建立了该机的多体动力学模型,在RecurDyn软件中模拟了该机在不同的参数下的动力学性能,并对样机进行越障试验验证。验证试验表明:车辆能够跨越高为18 cm的固体垂直障碍,与仿真数据相比,实际测得的俯仰角、横摆角和翻滚角的幅值变化符合预期,车辆俯仰角波动幅值超过5°,甘蔗收割机的俯仰现象明显;翻滚角变化幅值达到3°,车辆通过障碍时,需要考虑其他因素导致车辆的俯仰角变化;跨越宽为50 cm、高18 cm壕沟时,安全通过壕沟;车辆的翻滚角变化明显,幅值最大相差2°,说明此时车辆左右两边履带的颠簸较为严重,但车辆总体越障稳定性较好。研究成果可为甘蔗收割机结构设计与改进、增强作业安全性提供关键技术支持,具有重要的参考价值。

基于甘蔗及其近缘属参考基因组开发SSR标记及数据库

甘蔗(Saccharum spp. hybrid)是重要的糖料和能源作物。甘蔗基因组复杂,群体遗传学研究相对落后。目前,甘蔗参考基因组仍有待完善。利用甘蔗及其近缘属参考基因组开发甘蔗SSR标记及数据库有助于推动甘蔗群体遗传学的研究。本研究基于3个甘蔗种(割手密种、热带种和栽培种)和2个甘蔗近缘种(芒和高粱)的基因组进行SSR检测,统计各基因组SSR的数量和类型,挑选多态性好的SSR标记对104份甘蔗及近缘属种质材料进行遗传多样性分析。在5个物种的基因组中共鉴定到了1,860,645个SSR,以单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸重复单元类型为主。基因组间SSR的共线性信息显示,甘蔗栽培种和其他物种间的亲缘关系由近到远为:R570、热带种、割手密种、芒、高粱;基于SSR及InDels标记的甘蔗种质资源的遗传多样性分析显示,斑茅92-105最先被单独划分,割手密种为一个类群,大茎野生种和热带种分为一个类群,栽培种为一个类群。最后,围绕5个基因组鉴定的SSR以及引物等相关信息,开发了一个基于Web界面的甘蔗SSR数据库。本研究为甘蔗研究和育种提供了重要的分子工具。

甘蔗(Saccharum officinarum L.)品种遗传差异的AFLP分子标记分析

采用AFLP技术 ,从 6 4对引物中筛选出 5对带型分布均匀、多态性丰富且分辨能力强的引物 ,对两个在生产上广泛推广应用的甘蔗品种的AFLP指纹图谱进行分析 ,计算了两品种间的遗传相似性和遗传距离。结果表明 ,5对引物在 2个甘蔗品种间均存在显著的差异 ,其中多态性位点占总扩增位点的 10 2 % ,区分率达 10 0 %。这对应用AFLP技术鉴定甘蔗品种的真伪提供了依据。本文还对甘蔗AFLP分析体系的关键技术以及银染的安全性和可靠性进行了讨论。

甘蔗细茎野生种(Saccharum spontaneum L.)的遗传多样性和系统演化研究

利用 RAPD技术 ,采用 2 5个随机引物对来自中国不同生态环境的 195份甘蔗细茎野生种材料进行了地理群体结构的遗传多样性研究。结果表明 :甘蔗细茎野生种的种内遗传变异较大 ,各地理类群的遗传分化明显 ,具有丰富的遗传多样性。基于分子聚类分析 ,推论中国甘蔗细茎野生种的起源演化方式为 :起源于云南 ,然后由云南→四川→贵州→广西→广东→海南→福建→江西 ;

甘蔗(Saccharum)与斑茅(Erianthus arundinaceus)远缘杂交利用研究

报道了甘蔗与斑茅远缘杂交利用研究结果。本研究利用斑茅及其F1、BC1与甘蔗热带种、栽培种杂交和回交获得了一些斑茅的F1、BC1、BC2真实杂交种。结果表明:斑茅的F1、BC1的结实率低,育性低甚至不育,但通过回交可以提高斑茅杂种的结实率,且回交得到的BC1、BC2表现出了生势强,产量高、锤度高的优势,为选育具有斑茅血缘的高产高糖种质奠定了良好的基础。

用AFLP分子标记技术鉴别甘蔗(Saccharum of ficinarum L.)品种

本研究采用AFLP技术 ,从 6 4对引物中筛选出 5对带型分布均匀、多态性丰富且分辨能力强的引物 ,对两个在生产上广泛推广应用的甘蔗品种的AFLP指纹图谱进行分析 ,计算了两品种间的遗传相似性和遗传距离。结果表明 ,5对引物在 2个甘蔗品种间均存在显著的差异 ,其中多态性位点占总扩增位点的 10 2 % ,区分率达 10 0 %。研究结果对生产上应用AFLP技术鉴定甘蔗品种的真伪性提供了依据。本文对甘蔗AFLP分析体系的关键技术以及银染技术的安全性和可靠性进行了讨论。

甘蔗属割手密(Saccharum Spontaneum),近缘属斑茅(Sclerostachya)及河八王(Narenga)的染色体数目研究

本文对来自云南、四川、福建、广东、贵州、江西的１０６份甘蔗野生种割手密无性系，以及甘蔗近缘属斑茅无性系２８份与河八王无性系３份的染色体进行观察计数。发现割手密染色体数目类型十分丰富有２ｎ＝６０、６４、７０、７２、７８、８０、９０、９２、９６、１０４、１０８，１１种类型，其中以２ｎ＝６４、８０、９６，３种类型出现频率最高，说明我国的割手密资源十分丰富。斑茅与河八王的染色体数目较为固定，分别为２ｎ＝６０，３０各１种类型。

甘蔗属割手密种(Saccharum spontaneum)‘云南82-114’的F_2(BC_1)代同异法综合评价及同一度分类

为综合评价甘蔗属割手密种(Saccharum spontaneum)‘云南82-114’的F2(BC1)代亲本材料,采用基于集对论的同异分析法,对65份亲本材料进行了分析。结果表明,同异联系度排名前10位的材料是:云瑞09-23、云瑞09-44、云瑞09-36、云瑞09-74、云瑞09-65、云瑞09-35、云瑞09-14、云瑞09-58、云瑞09-51、云瑞09-67。超过对照新台糖22号(ROC22)的材料有33份,超过对照粤糖93-159(YT93-159)的材料有36份。在等价矩阵中取截距λ=0.910,65份‘云南82-114’的F2(BC1)代亲本材料可分为26个类型。同异联系度排名靠前、又聚为不同类型的亲本材料,通常是某些优良性状表现突出的亲本材料,这为亲本材料的进一步筛选和利用提供了依据。

稀土元素在甘蔗(Saccharum officinarum L.)体内运转、分配及其对磷、钾素吸收的影响

应用放射性同位素^(141)Ce、^(32)P及^(86)Rb研究了甘蔗(Saccharum officinarum L.)对稀土元素饰的吸收及其对磷、钾素(以^(86)Rb代K)吸收的影响。结果表明,甘蔗可以通过其根系或叶片吸收稀土元素铈。甘蔗对铈的吸收,在处理后第1—7天,随着时间增加而增加。处理后第7天吸收达到高峰(最大值),约为第1天吸收的2—3倍,以后缓慢下降。甘蔗植株对铈的吸收利用率仅为0.836—3.240％。铈在甘蔗各器官中的分配,喂饲根部处理表现为:根>茎>叶;涂布叶片处理表现为:叶>茎>根。300、500、800ppm的R(NO_3)_3·4H_2、Ce、La、Sm、Pr、Nd和Y的硝酸化物处理,均能提高甘蔗根系对磷(^(32)P)、铷(^(86)Rb)的吸收;而1000ppm的各种稀土元素处理则表现较明显的抑制作用。200ppm的R(NO_3)_3·4H_2·O、Ce、La、Sm、Pr、Nd及Y的硝酸化物处理能显著地提高甘蔗根系的活力,比对照提高22.33—44.54％。其中尤以Ce、La的硝酸化物及R(NO_3)_3·4H_2O为最显著。

甘蔗的分类──Ⅱ．Saccharum L．属

Ｓａｃｃｈａｒｕｍ Ｌ．属的分类，经历了较大的变化。现在受到普遍接受的是Ｂｒａｎｄｅｓ（１９５８）的分类方法。他把ＳａｃｃｈａｒｕｍＬ．属分为６个种。本文讨论该属分类的历史衍变过程，各个种的形态特征、遗传特点、及对甘蔗育种的重要性。

甘蔗的分类──I·Saccharum的近缘植物

对甘蔗育种有重要利用价值的除Ｓａｃｃｈａｒｕｍ属外，还有一些与之关系密切的近缘植物．它们构成了“Ｓａｃｃｈａｒｕｍ复合群”，包括：Ｍｉｓｃａｎｔｈｕｓ属、Ｅｒｉａｎｔｈｕｓ属的Ｒｉｐｉｄｉｕｍ部分、Ｓｃｌｅｒｓｔａｃｈｙａ属、Ｎａｒｅｎｇａ属和Ｓａｃｃｈａｒｕｍ属。本文评述了这些植物的分类、分布、特征特性及对甘蔗育种的意义。

中糖2号在国家第13轮甘蔗品种区试的综合评价

为研究甘蔗新品种中糖2号在全国各个蔗区的适应性,中糖2号参加了2018—2020年在全国5省区18个区试点开展全国甘蔗新品种第13轮联合区试1年新植2年宿根区域试验。结果表明,以全国18个区试点的数据结果统计,1年新植2年宿根平均蔗产量6734 kg/667 m^(2),比对照ROC22增产11.16%,14点次增产;平均含糖量957 kg/667 m^(2),比对照ROC22增产7.29%,12点次增产;11—12月平均甘蔗蔗糖分为13.67%,1—3月平均甘蔗蔗糖分为15.30%,全期平均甘蔗蔗糖分为14.52%,比ROC22低0.20个百分点。第1年新植蔗产量6598 kg/667 m^(2),平均含糖量900 kg/667 m^(2),全期平均甘蔗蔗糖分13.57%;第1年宿根平均蔗产量6693 kg/667 m^(2),比ROC22增产15.66%,平均含糖量1017 kg/667 m^(2),比ROC22增产13.25%,全期平均甘蔗蔗糖分15.28%;第2年宿根平均蔗产量6963 kg/667 m^(2),比ROC22增产26.53%,平均含糖量952 kg/667 m^(2),比对照ROC22增产17.10%,全期平均甘蔗蔗糖分为14.75%。平均甘蔗纤维分为11.80%,比对照ROC22高0.70个百分点。通过人工接种鉴定对黑穗病的抗性级别为1级,抗性反应型为高抗;对花叶病的抗性级别为2级,抗性反应型为高抗。中糖2号高抗黑穗病,适宜机械收获。

青贮甘蔗梢替代玉米秸秆对湖羊生长性能、消化代谢及肉品质的影响

[目的]本试验旨在探索青贮甘蔗梢替代青贮玉米秸秆作为肉羊日粮的可行性,并确定最佳的替代比例。[方法]选取3月龄、体重相近[(20.15±2.18)kg]的健康湖羊公羔48只,随机分成4组,每组3个重复,分别用青贮甘蔗梢替代0%(对照组)、50%(A组)、75%(B组)、100%(C组)青贮玉米秸秆饲喂,预试期10 d,正试期为60 d。试验开始和结束时测定湖羊生产性能,并采集血液样品进行血清生化分析;饲喂试验结束后,从每组不同重复各选择1只湖羊屠宰,测定其屠宰性能及肉品质;从每组不同重复再挑选3只湖羊进行消化代谢试验,测定养分消化代谢参数。[结果]B组和C组平均日增重、胴体重和屠宰率显著高于A组和对照组(P<0.05);B组和C组氮沉积量显著高于A组和对照组,A组、B组和C组的表观消化能和能量转化率均显著高于对照组;各组间血液生化指标、肉品质及肉营养成分均无显著差异(P>0.05)。青贮甘蔗梢替代75%和100%青贮玉米秸秆可以显著提高湖羊生长性能和屠宰性能,而且对湖羊血清生化指标、组织器官发育和肉品质无不利影响。[结论]青贮甘蔗梢可替代青贮玉米秸秆饲喂肉羊,且最佳替代比例为75%~100%。

强宿根高产高糖甘蔗新品种云蔗101666的选育与评价

【目的】适应蔗糖产业发展的需求,选育宿根性好的高产高糖甘蔗新品种,保障蔗农和糖企利益,为云南和中国蔗糖产业的可持续发展提供品种支持。【方法】以‘桂糖96-167’为母本、‘崖城93-26’为父本进行甘蔗有性杂交,通过“五圃制”选育程序,经区试试验综合考察‘云蔗101666’的形态特征和生产性状。【结果】‘云蔗101666’蔗茎均匀,株型紧凑直立,中至中大茎,脱叶性好;2017—2019年区试试验中11—3月的蔗糖分分别为:12.80%、14.97%、16.26%、17.09%、17.37%,全期平均蔗糖分达15.46%,比‘新台糖22号’高出0.71个百分点;平均蔗茎产量121.32 t/hm^(2),较‘新台糖22号’增产22.50%;平均糖产量18.67 t/hm^(2),比‘新台糖22号’增产29.20%。该品种中抗黑穗病和条纹花叶病,感高粱花叶病,于2020年7月获植物新品种权。【结论】‘云蔗101666’为中早熟、高产、高糖品种,其抗旱性强,宿根性好,脱叶性佳,适宜在云南德宏、版纳、临沧、富宁蔗区海拔900~1400 m甘蔗产区中等以上肥力的的旱坡地、台地种植。

广西甘蔗碳汇测算方法研究及时空格局分析

为了实现广西全区植被减源增汇目标,对广西主要经济作物甘蔗的碳吸收和碳排放量进行科学的测算,并开展甘蔗碳汇时空格局的研究分析;利用广西全区14个地级市2010—2020年甘蔗产量、农资投入等相关统计数据测算广西全区甘蔗净碳汇量,并运用空间自相关分析法分析2005—2020年间广西各市时空分布格局。结果表明:2010—2020年,广西全区甘蔗净碳汇量逐步上升;2005—2020年,广西全区甘蔗碳汇量在地级市尺度下不存在明显的全局空间自相关关系;广西全区甘蔗碳汇量逐步形成以南宁市为核心的局部溢出格局,充分利用南宁市的技术、产业优势扩大甘蔗碳汇的空间溢出效应,对提高广西全区的甘蔗碳汇水平至关重要。

甘蔗健康种苗双芽段槽带式种植机排种性能优化研究

甘蔗健康种苗种植技术是提高单产水平和品质、降低生产成本的有效措施之一,而目前国内甘蔗种植装备不成熟,直接限制了这一技术的推广和应用。为此,以有序排列的甘蔗健康种苗双芽段蔗种为研究对象,对团队研发的2CZD-2A型半自动双芽甘蔗种植机排种性能进行优化,设计了高频电磁振动自动喂入器与仿形排种同步驱动器。利用Solid Edge ST5三维软件建模进行仿真分析,建立试验台进行多因素正交组合试验,采集数据并利用SPSS进行处理建立回归方程,运用Design Expert绘制响应曲面,分析因素之间交互作用,利用MatLab进行参数优化,最终进行田间试验验证。研究结果表明:同步驱动机构增加了排种均匀度,当带轮转速为10r/s、振动幅度为18.5mm、行进速度为0.65m/s时,排种均匀度达到94.18%,与优化结果偏差小于5%,满足设计要求;高频振动与动力源振动无干涉,验证了振动器梳理方案的可行性,可为全自动种植机的研发提供参考。

以糖厂为主体的甘蔗机收推进模式

近年来,我国甘蔗种植面积逐年减少,切段式甘蔗联合收获机保有量大幅增加,机收率却多年低位徘徊。针对这一问题,本文从方法论视角阐明当前甘蔗产业生产关系与新质生产力之间的矛盾,是机收推进缓慢的主要原因。提出以提高甘蔗产业的竞争力和促进产业可持续发展为目标,调整甘蔗产业当前生产关系,将当前生产关系中的各方组成机收推进联合体,构建以糖厂为主体的机收推进模式。该模式以免费或低价机收为杠杆,糖厂组织、协调、管理甘蔗机械化生产,实现了糖厂有稳定优质蔗源、机收组织效益稳定、蔗农获得免费(或低价)砍收甘蔗,达到多方共赢,有利于稳定甘蔗种植面积和甘蔗产业可持续发展。以该模式为抓手,建立试点并推广应用,在当前条件下,有望打破目前机收推进缓慢僵局,实现甘蔗机收快速推进。

基于离散元法的潮湿甘蔗复合肥参数标定

为能准确建立潮湿甘蔗复合肥的离散元模型,合理设置仿真参数,提高肥料颗粒动力学仿真结果的准确性,以休止角为响应值,对不同含水率的甘蔗复合肥进行试验研究。通过卸料仓法建立含水率与休止角的三元回归方程,决定系数为0.99;基于Hertz-Mindlin with JKR粘结模型,通过Plackett-Burman试验、爬坡试验和Box-Behnken试验从9个初始参数筛选出JKR表面能、甘蔗复合肥剪切模量、甘蔗复合肥与不锈钢静摩擦系数、甘蔗复合肥间静摩擦系数、甘蔗复合肥间恢复系数5项显著性参数,并建立休止角—离散元参数模型,模型P值小于0.01,变异系数为6.35%;最后,通过对不同含水率下的最佳参数组合进行仿真休止角试验,仿真结果与物理休止角试验的相对误差小于7.66%,验证不同含水率的甘蔗复合肥参数标定结果和研究方法是合理可靠的。研究结果可为基于离散元法的甘蔗施肥机械动力学仿真研究提供参考。

甘蔗横向种植机补种装置辊耙结构仿真分析

针对甘蔗横向种植机在种植过程中出现的漏播问题进行了研究,设计了一套补种装置。通过ADAMS软件对装置中的补种辊耙进行顺逆时针等两种运动形式的虚拟仿真分析,分别得出齿式、整叶式与窝轮式等3种辊耙结构所受的力和扭矩等因素。仿真结果表明:在相同条件下,补种辊耙的逆时针转动方式更优于顺时针转动方式;窝轮式补种装置进行逆时针运动时,其力约为10N,力矩约为2N·m。由于窝轮式补种装置的力、力矩小于齿式补种装置与整叶式补种装置,因此其结构最优,补种性能最好。研究结果可为后续甘蔗横向种植机精准种植的研究与开发提供了一定的理论依据。

甘蔗种质材料田间抗螟性综合评价及筛选

【目的】探索甘蔗种质材料田间抗螟性评价体系,并对163份不同甘蔗种质材料进行田间抗螟性评价,了解各材料对甘蔗螟虫的抗性表现,筛选优良的抗螟性甘蔗种质材料,为甘蔗抗螟种质创新、新品种选育及抗螟品种的推广应用提供参考。【方法】通过田间甘蔗螟虫自然种群感虫法,跟踪调查163份甘蔗种质材料3年(1新2宿)田间的苗期螟害枯心率和生长中后期螟害节率,以新台糖22号(ROC22)作为抗螟性对照品种,计算各甘蔗种质材料的相对螟害减退率,并以相对螟害减退率及相应的甘蔗抗螟性分级评价体系对供试甘蔗种质材料进行抗螟性评价和筛选。【结果】163个甘蔗种质材料“1新2宿”的螟害枯心率在1.74%~21.75%、螟害节率在1.17%~9.74%;供试材料中3年均进入苗期螟害枯心率最重前20名的材料只有CP09-4707,均进入苗期螟害枯心率最轻前20名的材料为0份,均进入中后期螟害节率最轻或最重前20名的材料也为0份。抗螟性评价结果表明,在新植苗期、新植生长中后期、第1年宿根苗期、第1年宿根生长中后期、第2年宿根苗期和第2年宿根生长中后期的抗螟性表现为中抗以上的甘蔗种质材料数量分别有96、151、48、88、106和147份;以韦恩图分析方法筛选出GT03-571、GT03-1438、GT03-2887、YT96-86、GT02-467、Q200、T6、T5、ROC22、T8和GT42共11份甘蔗种质材料在6个生长时期的抗螟性表现均在中抗以上。【结论】建立了一种能有效结合甘蔗品种区域试验、对照品种明确易得、操作方法简单、可对甘蔗6个不同生长期抗螟性进行评价的评价体系。不同甘蔗种质材料间螟害率存在较大差异,抗螟性差异客观存在。筛选出11份在6个生长期抗螟性表现均在中抗以上的甘蔗种质材料,可用于抗螟新品种选育。