栽培因素对油菜茎秆力学特性影响及其机理研究

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:maomaoniaoniao
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
油菜是我国主要的油料作物之一,随着油菜种植面积的不断扩大,倒伏已成为影响油菜优质高产和机械化收割的主要限制因素。油菜的抗倒伏能力与其茎秆力学特性密切相关,探究栽培因素对油菜茎秆力学特性的影响,可为油菜高产抗倒栽培措施的调控提供理论依据。本文以“华杂62”和“金油杂158”油菜茎秆为试验材料,对不同播期(S1、S2、S3)、播种密度(D1、D2、D3)及施氮量(N1、N2、N3)下的油菜茎秆进行了弯曲、剪切特性试验,探究了不同栽培因素对油菜茎秆力学特性的影响;然后测定了不同栽培因素下油菜茎秆的各化学组分含量和截面结构参数,从化学组分含量和截面结构角度分析了栽培因素对茎秆力学特性的影响机制;最后探讨了不同栽培因素对油菜抗倒性的影响,并建立了茎秆力学特性与倒伏指数的相关模型,验证了应用茎秆力学特性指标评价油菜抗倒性的可行性。本研究的主要内容和结论如下:(1)利用TMS-Pro质构仪对“华杂62”和“金油杂158”油菜茎秆进行弯曲和剪切试验,探讨了播期、播种密度及施氮量对其弹性模量、弯曲强度及剪切强度的影响。研究结果表明:播期、播种密度及施氮量对油菜茎秆的力学特性参数有显著影响(P<0.05);播期推迟、施氮量增加,均可降低油菜茎秆的弹性模量、弯曲强度及剪切强度;播种密度增大,油菜茎秆的弹性模量、弯曲强度及剪切强度均先增大后减小,其中在播种密度为60×104株hm-2时,油菜茎秆的力学特性强度最大;盛花期和角果期油菜茎秆的力学特性强度优于终花期。(2)以“华杂62”油菜茎秆为试验材料,对不同栽培因素下油菜茎秆的化学组分进行测定,并运用灰色关联理论分析了茎秆各化学组分含量与茎秆力学特性各指标的关联性。研究结果表明:随着播期推迟,茎秆的纤维素、半纤维素、木质素及果胶含量均降低;随着播种密度增大,茎秆中纤维素、果胶含量均先升高后降低,木质素与半纤维素含量变化不明显;随着施氮量增加,茎秆中纤维素、半纤维素、木质素及果胶含量均降低。关联性分析结果表明,纤维素含量和木质素含量与茎秆弹性模量的关联度均大于0.70,说明纤维素和木质素对茎秆弹性模量均具有显著的影响;纤维素含量与弯曲强度的关联度最大,花期和角果期分别为0.75和0.68;木质素含量与茎秆剪切强度的关联度最大,花期和角果期分别为0.79和0.76。(3)基于图像处理技术,对不同栽培因素下“华杂62”油菜茎秆的厚壁组织、基础薄壁组织及髓质等截面结构参数进行提取,分析了茎秆截面结构各参数与力学特性指标之间的相关性。研究结果表明:播期推迟,与S1相比,播期S3下油菜茎秆厚壁组织和基础薄壁组织面积占比分别减小1.80%和2.97%,髓质组织的面积占比增大4.77%;播种密度增大,油菜茎秆厚壁组织和基础薄壁组织的面积占比均呈先增大后减小的趋势,在播种密度为60×104株hm-2时达到最大值;施氮量增加,在相比120 kg hm-2下,当施氮量为360 kg hm-2油菜茎秆厚壁组织和基础薄壁组织面积占比分别减小4.61%、5.18%,髓质的面积占比增大7.48%;茎秆截面中厚壁组织和基础薄壁组织面积占比与茎秆力学性能强度呈显著正相关,髓质组织面积占比与茎秆力学特性强度呈显著负相关。(4)以“华杂62”和“金油杂158”油菜茎秆为试验材料,探讨了油菜抗倒性随栽培因素的变化规律,建立了油菜倒伏指数的预测模型,以验证应用茎秆力学特性指标评价油菜抗倒性的可行性。本研究结果表明:播期、播种密度及施氮量对油菜抗倒伏能力影响显著(P<0.05),油菜抗倒性与茎秆的弹性模量、弯曲强度及剪切强度均呈线性显著负相关。应用力学特性指标对油菜抗倒性进行预测的拟合精度值在90%左右,油菜茎秆的弹性模量、弯曲强度、剪切强度三个力学性能指标可以表征油菜茎秆的抗倒伏特性。
其他文献
黄土丘陵区生态环境较为脆弱,一直以来都是植被恢复与水土保持的重点区域。而目前其生态重建的重点主要集中于对已有人工林高效利用及管理方面,而刺槐人工林作为该区域最主要
研究背景:乙型肝炎病毒(Hepatitis B virus,HBV)感染是威胁全世界人民健康的公共卫生挑战之一。我国仍被认为是HBV感染中度流行地区,约有3000万慢性乙型肝炎患者(Chronic hep
中国是一个拥有丰富森林资源的国家,森林生态安全对于我国可持续发展和生态文明建设有着至关重要的地位。如今,生态环境的变化、人类生活的改变和经济发展,对森林生态系统造
掩埋目标电磁散射问题的研究对隧道、管道、矿井掩埋、土壤分层结构、地表下古迹、地球物理勘探及皮肤肿瘤检测等领域有着重要的意义。本文给出了一种简单且高效求解地下各向同性介质球的电磁散射特性的解析方法。主要利用三维矢量波函数加法定理得出地下目标的散射表达式,使用递推算法求解加法定理中的坐标系变换系数。首先根据均匀平面波在无界空间中的传播特性及均匀平面波对导电媒质分界面的垂直入射的特点得出介质平面的反射波
城市化进程需要大量混凝土材料,同时又产生了玻璃等固体废弃物,这既造成了材料的紧缺,又形成了环境污染。研究发现一定细度的玻璃粉具有火山灰活性并表现出胶凝性能,玻璃颗粒
城市地下综合管廊是一种容纳给水、再生水、雨污水、通信、热力、电力以及天然气等多种市政管线的长线型构筑物。近年来,随着综合管廊的规划和建设正逐渐形成网络规模。我国
随着电力系统规模的不断扩大和可再生能源消纳比例的不断提高,系统的运行状态愈发复杂,监控难度日益提高。近年来,世界范围内的大停电事故频发,始终威胁着世界各地区电力系统
本研究基于生态化学计量学理论,以关岭-贞丰花江石漠化生态建设综合治理示范区适生植物构树为研究对象,研究了喀斯特生态系统构树(Broussonetia papyrifera)不同部位(叶片、
土地资源是人类生存和发展的重要基石。随着社会经济的发展,城镇化进程加快,城乡建设用地不断扩展,大量的农业和生态用地受到挤压,城镇、农业、生态空间矛盾加剧,不同空间尺度都存在着人和自然之间、生产和生活活动之间、自然生态系统内部关系不尽协调的矛盾。目前,江西省正处于经济发展态势趋进的阶段,土地资源的合理利用尤其重要。为此需要不断提升生态建设水平,促进城市“三生”空间统筹布局、“三生”功能协调发展,实现
背景:非酒精性脂肪性肝病(Nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)已逐渐成为全世界最常见的慢性肝病之一。越来越多的证据表明,低骨骼肌质量指数(Skeletal muscle mass in