基于ANSYS的甜玉米果穗圆锯片静力学和模态分析

目的:为确保圆锯片切割甜玉米果穗头时不发生共振,保证切割精度和安全性,对圆锯片进行设计和分析。方法:使用SolidWorks软件建立圆锯片的简化三维模型,利用ANSYS有限元分析软件对圆锯片进行静力学和模态分析。结果:通过静力学分析可知,圆锯片的最大等效应变为200 T/3000 r/min的6.3831×10^(-5)mm/mm,最大等效应力为200 T/3000 r/min的1.2665×10^(7)MPa,等效应变和等效应力均集中于圆锯片中心部连接处;通过模态分析可知,200 T/3000 r/min的前六阶固有频率变化范围为435.26~1345.70 Hz,该圆锯片的最大工作频率远低于其一阶模态,圆锯片不会发生共振,满足工作需求。结论:齿数和转速为200 T/3000 r/min的圆锯片高速旋转切割甜玉米果穗头时具备安全性与可靠性,为后续圆锯片结构优化设计提供了理论依据。

硫酸锌处理对玉米幼苗养分和锌累积的影响

采用0、400、800、1200和1600 mg·L-1 5个硫酸锌浓度(以Zn SO4·7H2O计)的溶液浸泡玉米种子以模拟锌(Zn)污染处理,研究Zn对萌发阶段(第1、4、7、10 d)玉米幼苗胚根、胚芽生物量和养分(氮、磷和钾)累积以及胚乳干物质和养分消耗动态的影响,及其与萌发第10 d的胚根、胚芽和胚乳Zn累积的关系。结果表明,种子中钾的转化速率最快,其次为磷。低于800 mg·L-1的处理,具有刺激玉米胚乳、胚芽和胚根中物质转化,促进幼苗氮、磷和钾养分累积和植株生长的效应;进一步升高Zn的浓度,则对胚乳、胚芽和胚根中的物质转化存在明显的抑制效应。随Zn浓度的增加,胚芽、胚根和胚乳中的Zn累积量均呈线性增高的趋势,Zn在玉米幼苗的分配量为胚乳>胚根>胚芽,胚根对Zn污染较胚芽敏感;胚乳中氮的残余量与其Zn累积量呈显著的正相关关系(P<0.05)。因此,环境中的高浓度Zn,可显著增加萌发阶段的玉米胚乳Zn的累积量,降低其中的氮的转化速率,抑制玉米的生长。

籽粒大小、养分含量对苗期玉米的养分敏感性及生长的影响

采用砂培培养的方法,以16个玉米杂交种为供试材料,研究粒重、籽粒中贮存的氮磷钾养分含量和贮量对干物质及养分在苗期玉米根、茎、叶中的分配和养分敏感性的影响。结果表明,籽粒养分贮量与苗期无外源养分供应(对照)条件下玉米根、茎、叶的生物量均存在显著的正相关关系(氮贮量与叶片生物量的相关关系除外)。与对照相比,供应外源养分提高了苗期玉米的生物量,但明显降低了其根冠比,且在降低根、茎、叶生物量的变异系数的同时,明显提高了根冠比的极差和变异系数(二者的增高幅度分别高达80.8%和118.2%)。供应外源养分对提高苗期玉米的植株及其根、茎、叶钾含量的效应较氮和磷含量明显,但却明显降低钾含量的变异系数,并以叶的变异系数的降低幅度最大。与此不同,供应外源养分同时提高苗期玉米植株及根、茎、叶的含氮量及其变异系数,且以根系含氮量的变异系数增高最明显。此外,与对照相比,供应外源养分还可明显提高玉米的根系含磷量,且除了根系外,植株及茎和叶含磷量的变异系数均呈升高趋势;但无论有无外源养分,根系含磷量的变异系数始终明显高于茎和叶。在幼苗生长过程中,籽粒中养分的耗竭速率从快到慢依次为:钾、氮、磷。通过对籽粒和幼苗生长的相关性状进行聚类分析发现,在供试玉米品种中,国审对照品种郑单958与其他15个品种存在明显的差异:外源养分对郑单958的根冠比、根系含氮量和含钾量的影响相对最低;且郑单958籽粒中的氮和钾的耗竭百分比以及在供应外源养分后,新增氮和磷的累积量也均为最低,仅新增钾的累积量略高于农大108。这些特性可能是郑单958具有生态广适性的主要原因。

种子库容与外源养分对苗期玉米同化物积累与养分利用的影响

【目的】研究种子库容及外源养分对苗期玉米同化物积累的影响及其对养分利用的贡献。【方法】采用育苗移栽和砂培模拟培养的方法,研究种子粒质量(高、中和低)、1叶1心期摘除残余种子终止种子营养(以下简称摘除种子)以及外源养分对苗期杂交玉米鲁单9002和郑单958不同部位生物量、氮、磷、钾含量及累积量的影响。【结果】种子粒质量、摘除种子及外源养分3个因素均明显影响玉米植株生物量的积累和养分含量。其中摘除种子的主效应最强,是郑单958植株和根系生物量、叶氮含量以及鲁单9002根系生物量变化的主要诱因,其次为外源养分。在无外源养分的条件下,不摘除种子郑单958的植株生物量随粒质量的增加而呈递增趋势,鲁单9002则以中粒质量种子育成苗的生物量最高;供给外源养分后则明显提高了2个品种玉米的植株生物量,也改变了同化物在玉米不同部位的分配比例,使中粒质量种子育成苗的植株生物量达到最高(摘除种子郑单958除外)。种子粒质量对不摘除种子郑单958的高粒质量种子育成苗的生物量累积以及2个品种玉米不摘除种子的高粒质量种子育成苗的养分累积的贡献均高于中和低粒质量种子育成苗。此外,种子对不摘除种子郑单958的生物量、氮和磷累积的贡献总体上高于不摘除种子鲁单9002。【结论】郑单958能更充分地利用种子中贮存的养分,降低苗期玉米对外源养分的依赖,这是其和大库容种子具有生态广适性的主要原因之一。

氮肥种类和淹水胁迫对砂姜黑土区玉米苗期生长和养分吸收的影响

采用盆栽土培方法,比较0~14 d持续淹水胁迫条件下,不同形态的氮肥以及施氮、磷和钾肥对砂姜黑土区富钾低肥土壤上种植玉米苗期植株的地上部生物量、氮、磷和钾含量与累积量的影响。结果表明,在玉米3叶1心期（淹水胁迫处理前）,施硝酸钾处理地上部的生物量明显高于除施硝酸铵处理以外的其它处理（P〈0.05）。在3个缺素处理中,不施钾处理地上部的生物量明显低于不施磷处理（P〈0.05）,但与不施氮处理差异不显著。在淹水胁迫过程中,施肥和淹水胁迫的交互作用影响不显著,在淹水胁迫处理7 d时,施不同形态的氮肥以及施氮、磷和钾肥显著影响玉米地上部的生物量和氮累积量（P〈0.05）,并极显著影响磷累积量和钾累积量（P〈0.01）;淹水胁迫也显著降低了此时玉米植株地上部的氮累积量,并极显著降低其钾累积量（P〈0.01）,且当胁迫处理延长至14 d时,淹水胁迫还引起生物量和磷累积量的显著下降（P〈0.05）。延长淹水胁迫持续时间,对生物量、氮累积量和钾累积量的肥效差异与胁迫的抑制效应分别呈现加大和增强的趋势。比较F值大小可知,在淹水胁迫处理7 d时,氮肥种类是玉米地上部生物量、氮和磷累积量变化的主要诱因;而当胁迫处理延长至14d时,淹水胁迫则上升为主要决定因子。与此不同,胁迫处理开始后,淹水胁迫始终是钾累积量变化的主要决定因子。在淹水胁迫条件下,尿素可能是有利于提高富钾低肥土壤苗期玉米耐淹水胁迫性的氮肥种类。

基于双通道PCNN的玉米种子机械裂纹检测方法

针对玉米种子机械裂纹检测准确率低的问题,提出一种基于双通道脉冲耦合神经网络(PCNN)模型的数字图像融合方法:1)运用离散小波变换(DWT)、非下采样轮廓波变换(NSCT)分别对预处理后的玉米种子机械裂纹图像进行分解,得到各自的高低频子带;2)对高低频子带系数分别采用不同链接强度的改进空间频率激励的双通道PCNN模型进行融合操作,得到融合后的高低频子带系数;3)通过NSCT反变换得到最终的玉米种子机械裂纹图像。试验结果表明:采用双通道PCNN模型检测玉米种子机械裂纹的准确率为97.2%;图像熵、相关熵、相关系数、均方根误差分别为0.3511、1.7314、0.9835和0.5263,整体优于LoG、DWT、NSCT和PCNN方法;双通道PCNN方法的单张图像的执行时间为14.9007 s,运行时间最长,但效果最优。