水稻抗茎倒伏的力学评价方法及抗倒因子的研究
作者单位：扬州大学
学位级别：硕士
导师姓名：郎有忠
授予年度：2014年
摘 要：倒伏,一直是水稻生产面临的重要问题之一,而水稻植株抗倒性能的评价,是抗倒研究的重点内容,但迄今为止,兼具较好的理论基础与实用性的评价方法仍较少见。本文以黄瓜籼、珍珠矮、日本晴等10个抗倒性能不同的水稻品种为材料,通过对自身重力及外界风力、雨水重力、雨水冲击力等各种作用力情况下基部第2节间的力学分析,提出适合移栽水稻抗茎倒伏能力的全新评价体系,在此基础上探明抗倒能力与茎秆形态、节间解剖结构、物质组成成分间的关系。主要结果如下： 1.基于材料力学原理,提出了茎秆抗倒的力学模型,综合分析自身重力、下雨时吸附雨滴的冲击力、雨水重力以及刮风条件下所受风力,推导出节间安全程度指标。根据风速、各重力单位单茎特征值,降雨量等参数,计算出目标品种在不同气候条件下的安全系数(n)。安全系数n越大,则此节间抗折断的程度越高,越不容易倒伏;当n1时,表示该节间抗折力矩小于重力及外力力矩之和,倒伏发生。 2.通过模拟现实中不同风级、降雨强度等条件,测定不同气候下茎秆所受外力的大小,提出了风力、雨水冲击力、雨水重力等的计算模型,简化了模型的测定参数,提高了实用性。 3.通过模型计算,获得了各参试品种在无外力、仅风力存在、仅降雨以及风雨因素同时存在时的抗倒安全系数;分析了各参试品种在本地水稻结实期常见恶劣天气下的抗倒性能。 4.对抗倒安全系数与茎秆形态指标的相关分析结果表明：水稻茎秆安全系数与基部第2节间外径内径、长度均呈负相关,而与外径／内径、节间壁厚呈显著正相关。 5.节间物质组分分析结果表明：结实期茎秆基部第2节间淀粉与可溶性糖含量与安全系数呈正相关,说明茎秆中非结构化合物除了部分供应籽粒灌浆外,还需一定的积累量以担负植株的支撑作用。纤维素、半纤维素、木质素是细胞壁机械支撑特性的重要组成部分,其含量与安全系数均呈极显著正相关;在矿质元素中,硅、钾的含量直接影响植株的抗倒性能,其含量越高,抗倒性能越好。 6.对抗倒安全系数与基部第2节间微观结构特征值的相关分析表明,大小维管束的面积,数目与安全系数均呈显著正相关性,说明维管束数目越多,面积越大,茎秆的机械组织越发达,木质化程度越高,抗折能力越强。
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