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玉米果穗物质生产、分配与水分含量动态变化研究

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玉米科学 2024年

作者：马红珍田媛吴寅许海涛冯晓曦王月郭海斌张军刚许波王友华驻马店市农业科学院/河南玉米产业技术体系驻马店综合试验站河南省农业科学院

2023年通过春、夏播以玉米品种ZY 216、ZY927、ZY902、ZY925、ZY2001为试验材料，研究了玉米果穗物质生产、分配与水分含量的动态变化。结果表明：苞叶鲜重春播ZY216、ZY925、ZY2001第1～8 d急剧增加，夏播第1～15 d ZY902平稳下降，ZY... 详细信息

2023年通过春、夏播以玉米品种ZY 216、ZY927、ZY902、ZY925、ZY2001为试验材料，研究了玉米果穗物质生产、分配与水分含量的动态变化。结果表明：苞叶鲜重春播ZY216、ZY925、ZY2001第1～8 d急剧增加，夏播第1～15 d ZY902平稳下降，ZY927第1～8 d急速增后缓慢降低；苞叶干重春播ZY216、ZY925、ZY2001第1～8 d增加较快，夏播ZY902平稳提高，ZY927第1～8 d迅速增加。随果穗发育整体上穗轴鲜重呈下降动态变化趋势，穗轴干重呈先升高后下降动态变化趋势，春、夏播间变化幅度存在一定差异。穗柄鲜重春播ZY216、ZY925第1～8 d显著增加，ZY902第8～22 d增加缓慢，夏播ZY927第1-15 d快速增加后呈波浪式下降，ZY2001缓慢增加29 d后又逐步下降；穗柄干重春播ZY925、ZY2001第1～8 d显著提升，ZY216、ZY902分别增加到第29、36 d达到最大值，夏播ZY925第1～29 d呈波浪式变化，ZY902呈显著降低趋势，ZY216第36～43 d迅速降低。春、夏播花丝鲜重与花丝干重整体上呈逐渐下降的动态变化趋势。随果穗发育穗粒鲜重春播呈先升高后下降、夏播呈逐渐升高的动态变化趋势，穗粒干重春、夏播均呈现逐渐升高的动态变化趋势。吐丝期干物质累积量整体上春播表现为苞叶＞花丝＞穗轴＞穗柄，夏播表现为苞叶＞穗轴＞花丝＞穗柄，吐丝后20、40 d春、夏播均表现为籽粒＞穗轴＞苞叶＞穗柄＞花丝，从吐丝到灌浆苞叶、花丝、穗柄干物质累积占比呈下降趋势，籽粒、穗轴干物质累积占比呈上升趋势，不同玉米品种间存在较大差异。随果穗发育春、夏播玉米果穗苞叶、穗轴、穗柄、花丝、籽粒水分含量整体上呈现逐渐下降的动态变化趋势。

关键词：玉米果穗干物质生产与分配水分含量苞叶穗轴穗柄花丝

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玉米果穗离散元模型构建与脱粒仿真验证

农业工程学报 2024年

作者：崔涛荆茂盛张东兴杨丽和贤桃王镇东中国农业大学工学院

针对玉米脱粒离散元仿真中果穗模型难以表征籽粒分离和芯轴破碎的问题，该研究构建了玉米果穗聚合体离散元模型并进行脱粒仿真验证。基于玉米芯轴3层结构采用分层建模与网格划分方法建立玉米芯轴离散元模型，结合Plackett-Burman试验、... 详细信息

针对玉米脱粒离散元仿真中果穗模型难以表征籽粒分离和芯轴破碎的问题，该研究构建了玉米果穗聚合体离散元模型并进行脱粒仿真验证。基于玉米芯轴3层结构采用分层建模与网格划分方法建立玉米芯轴离散元模型，结合Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验、Box-Behnken试验和仿真弯曲试验标定粘结参数；以马齿型玉米籽粒为原型，采用五球粘结的籽粒-芯轴连接方式建立玉米果穗聚合体离散元模型，仿真标定籽粒与芯轴的连接力；最后模拟梯形杆齿、圆头钉齿和纹杆块3种脱粒分离机构的玉米脱粒进程。结果表明：玉米芯轴弯曲破坏力和弯曲刚度仿真结果与实测平均值的相对误差分别为-0.12%和-0.14%，籽粒果柄轴向压缩力和径向压缩力仿真结果与实测平均值的偏差分别为-1.8和2.46 N,3种脱粒分离机构脱粒段仿真区域内籽粒平均法向接触力依次为12.50、12.32和8.03 N,3种脱粒元件对籽粒平均法向接触力的递减趋势与台架试验的籽粒破碎率变化一致，根据籽粒与脱粒元件接触合力的累积频率曲线确定籽粒破碎率的临界接触合力为550 N，仿真未脱净率依次为0.15%、0.37%、0.35%，较台架试验结果分别偏小0.07、偏高0.04和偏小0.25个百分点，沿滚筒轴向籽粒质量分布百分比曲线均表现为正偏态单峰分布，脱粒仿真试验的曲线峰值分别比台架试验高1.03、1.86和0.85个百分点，两者脱粒质量相近。该玉米果穗聚合体离散元模型参数标定准确，能够准确反映籽粒和芯轴的力学特性差异，可还原玉米脱粒分离过程，为后续脱粒分离机构的优化提供参考依据。

关键词：离散元法参数标定玉米果穗脱粒仿真

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玉米果穗离散元模型构建与脱粒仿真验证

农业工程学报 2023年第24期39卷 33-46页

作者：崔涛荆茂盛张东兴杨丽和贤桃王镇东中国农业大学工学院北京100083

针对玉米脱粒离散元仿真中果穗模型难以表征籽粒分离和芯轴破碎的问题,该研究构建了玉米果穗聚合体离散元模型并进行脱粒仿真验证。基于玉米芯轴3层结构采用分层建模与网格划分方法建立玉米芯轴离散元模型,结合Plackett-Burman试验、最... 详细信息

针对玉米脱粒离散元仿真中果穗模型难以表征籽粒分离和芯轴破碎的问题,该研究构建了玉米果穗聚合体离散元模型并进行脱粒仿真验证。基于玉米芯轴3层结构采用分层建模与网格划分方法建立玉米芯轴离散元模型,结合Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验、Box-Behnken试验和仿真弯曲试验标定粘结参数;以马齿型玉米籽粒为原型,采用五球粘结的籽粒-芯轴连接方式建立玉米果穗聚合体离散元模型,仿真标定籽粒与芯轴的连接力;最后模拟梯形杆齿、圆头钉齿和纹杆块3种脱粒分离机构的玉米脱粒进程。结果表明:玉米芯轴弯曲破坏力和弯曲刚度仿真结果与实测平均值的相对误差分别为-0.12%和-0.14%,籽粒果柄轴向压缩力和径向压缩力仿真结果与实测平均值的偏差分别为-1.8和2.46 N,3种脱粒分离机构脱粒段仿真区域内籽粒平均法向接触力依次为12.50、12.32和8.03 N,3种脱粒元件对籽粒平均法向接触力的递减趋势与台架试验的籽粒破碎率变化一致,根据籽粒与脱粒元件接触合力的累积频率曲线确定籽粒破碎率的临界接触合力为550 N,仿真未脱净率依次为0.15%、0.37%、0.35%,较台架试验结果分别偏小0.07、偏高0.04和偏小0.25个百分点,沿滚筒轴向籽粒质量分布百分比曲线均表现为正偏态单峰分布,脱粒仿真试验的曲线峰值分别比台架试验高1.03、1.86和0.85个百分点,两者脱粒质量相近。该玉米果穗聚合体离散元模型参数标定准确,能够准确反映籽粒和芯轴的力学特性差异,可还原玉米脱粒分离过程,为后续脱粒分离机构的优化提供参考依据。

关键词：离散元法参数标定玉米果穗脱粒仿真

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湿贮玉米制作技术

四川畜牧兽医 2024年第4期51卷 42-44页

作者：冯光彩王黎云南省蒙自市动物卫生监督所云南蒙自661199

1湿贮玉米的概念玉米在收获时有高于26%的水分,可作为饲料原料经过发酵饲喂家畜。玉米湿贮又称高水分玉米青贮(HMC),俗称高湿玉米,分籽粒湿贮、籽粒带轴湿贮和全果穗(带苞叶)湿贮3种类型。刚收获的玉米粒(未经晾晒或烘干)直接粉碎后制... 详细信息

1湿贮玉米的概念玉米在收获时有高于26%的水分,可作为饲料原料经过发酵饲喂家畜。玉米湿贮又称高水分玉米青贮(HMC),俗称高湿玉米,分籽粒湿贮、籽粒带轴湿贮和全果穗(带苞叶)湿贮3种类型。刚收获的玉米粒(未经晾晒或烘干)直接粉碎后制作成青贮,即“籽粒湿贮”;不含苞叶的玉米穗粉碎后制作成青贮,称为“玉米穗青贮”或“籽粒带轴湿贮”;刚收获的玉米穗含苞叶粉碎后制作成青贮,称为“全果穗玉米青贮”。

关键词：玉米穗高水分玉米玉米青贮饲料原料籽粒果穗玉米粒家畜

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编读互动

农村新技术 2024年第4期 78-79页

来电来函云南读者邵辉来信咨询:如何进行番茄侧枝扦插育苗栽培?答:番茄侧枝扦插育苗是番茄快速繁殖的一项重要技术措施,要确保番茄侧枝扦插成功并得到好的收成,应把握好以下关键技术:(1)侧枝的选择。扦插枝条宜选择第一花序或果穗以下... 详细信息

来电来函云南读者邵辉来信咨询:如何进行番茄侧枝扦插育苗栽培?答:番茄侧枝扦插育苗是番茄快速繁殖的一项重要技术措施,要确保番茄侧枝扦插成功并得到好的收成,应把握好以下关键技术:(1)侧枝的选择。扦插枝条宜选择第一花序或果穗以下带花蕾但未开花、长度为15~20厘米、粗壮无病的枝条,过长、果穗已到初花期的枝条.

关键词：编读互动快速繁殖侧枝扦插果穗扦插枝条未开花花蕾初花期

东北核心关联群体玉米果穗及籽粒性状的遗传基础解析

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东北核心关联群体玉米果穗及籽粒性状的遗传基础解析

作者：孙达秋沈阳农业大学

学位级别：硕士

玉米果穗及籽粒作为产量的重要组成部分,其生长发育可直接影响玉米产量的高低。玉米果穗及籽粒等产量性状作为重要农艺性状,其各性状间相互制约又相互联系并受多基因调控且受环境影响。果穗性状主要包括穗长、穗周长、穗行数、行粒数,... 详细信息

玉米果穗及籽粒作为产量的重要组成部分,其生长发育可直接影响玉米产量的高低。玉米果穗及籽粒等产量性状作为重要农艺性状,其各性状间相互制约又相互联系并受多基因调控且受环境影响。果穗性状主要包括穗长、穗周长、穗行数、行粒数,籽粒性状主要包括籽粒长、籽粒宽、籽粒厚度、籽粒面积和百粒重等。为了明确各性状对产量的影响,以及它们之间的相关性、进而挖掘更多相关的候选基因,鉴定其各性状之间是否存在遗传重叠。因此,本研究以具有广泛自然变异的东北核心关联群体为研究材料,对其进行基因分型及SNPs质量控制,对果穗及籽粒性状进行表型调查及全基因组关联分析,在显著SNP标记位点上游和下游各50kb衰减距离内寻找候选基因,通过基因功能注释及组织表达特异性分析相关候选基因,为解析果穗及籽粒相关性状的分子育种提供理论帮助。其主要结果如下:(1)玉米果穗及籽粒性状的相关性分析各性状间的相关性主要集中在果穗与籽粒两部分,其中果穗性状主要集中在行粒数、穗长与穗周长三者间呈极显著正相关,这与单一环境下的果穗性状间的相关性基本一致。籽粒性状主要集中在籽粒长、籽粒宽与籽粒面积三者间呈极显著正相关,除百粒重外,均与单一环境籽粒性状相关性基本一致。而对于果穗与籽粒性状之间的相关性,呈现出穗长、穗周长与百粒重呈极显著正相关,这与单一环境下相关性基本一致。(2)玉米果穗及籽粒性状的表型变异对果穗的穗行数、行粒数、穗长、穗周长四个性状,其表型变异分析表明,四个果穗性状均存在广泛表型变异,且呈正态分布。遗传变异分析表明,在所有果穗性状中,基因型均呈极显著效应。此外,广义遗传力分析表明,不同性状其分布从中到高不等,分别为穗行数>行粒数>穗周长>穗长,其遗传力分布范围为0.45(穗长)～0.81(穗行数),其中穗行数有较高遗传力,而行粒数、穗长、穗周长有中等遗传力。遗传变异分析表明,在所有玉米籽粒性状中,其基因型均呈极显著效应。玉米籽粒长、籽粒宽、籽粒厚度、籽粒面积以及百粒重等五个性状的表型变异分析表明,其五个性状均存在广泛的表型变异,且均呈正态分布。遗传变异分析表明,在所有玉米籽粒性状中,其基因型均呈极显著差异。此外,广义遗传力分析表明,其分布由高到低,分别为百粒重>籽粒宽>籽粒厚度>籽粒长>籽粒面积,其遗传力分布范围为0.41(籽粒面积)～0.89(百粒重)其中百粒重表现出较高的遗传力,而籽粒宽、籽粒厚度表现出中等的遗传力,籽粒长、籽粒面积则表现出低等遗传力。表明其穗部性状具有复杂的遗传结构。(3)全基因组关联分析鉴定到与果穗及籽粒性状相关的SNP通过BLINK模型进行关联分析表明果穗性状共检测到28个显著SNP位点高于阈值线P=1.02×10,所有的SNPs位点分布在1,2,3,4,6,8,10号染色体,单个显著SNP可解释的表型贡献率(R)范围在4.4%～13.4%,其中发现有两个显著相关SNPs的R值大于10%。此外,籽粒性状共检测到35个显著SNP位点高于阈值线P=1.02×10,所有SNPs位点分布在1,2,3,4,5,6,7,8,10号染色体,其中可解释的表型贡献率(R)范围在1.9%～15.3%,其中发现有三个显著相关的SNPs的R值大于10%。这些结果表明果穗及籽粒性状为复杂的数量遗传性状,受主效基因和微效多基因控制。(4)调控果穗及籽粒性状的相关候选基因根据玉米B73 V4版本基因组信息,在玉米果穗性状相关SNPs的标记位点上下游50kb(置信区间)衰减距离内共检测到70个基因,其中有44个基因在拟南芥/水稻同源基因中被注释。共鉴定到13个与玉米果穗性状生长发育途径相关的候选基因。其中,Zm00001d031212、Zm00001d031211、Zm00001d011301、Zm00001d050211参与代谢途径,Zm00001d029721、Zm00001d048944参与氧化-还原反应途径,Zm00001d035197参与RNA编辑,Zm00001d011298参与信号转导途径,Zm00001d037492、Zm00001d011299参与分泌途径,Zm00001d031213参与细胞转运途径,Zm00001d003252、Zm00001d011297参与转录调控途径。对穗行数性状所鉴定到的候选基因Zm00001d029721的分析表明,其编码受体蛋白激酶进而参与调节花序发育过程中分生组织的大小。行粒数所鉴定到的候选基因Zm00001d050211通过编码氨基酸/生长素渗透酶,进而调控生长素的含量,从而影响整个玉米果穗的发育过程。此外,该候选基因也位于21SY行粒数和21SY籽粒厚度所共定位的显著SNP位点上。此外,在玉米籽粒性状相关SNPs的标记位点前后50kb衰减距离内共检测到88个基因,其中有44个基因在拟南芥/水稻同源基因中被注释。根据注释信息,共鉴定到11个与玉米籽粒性状生长发育相关的候选基因。其中,Zm00001d043694参与细胞转运途径

关键词：玉米果穗籽粒 GWAS SNP

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机器人采摘葡萄果穗振动仿真与试验

农业机械学报 2016年第5期47卷 1-8页

作者：刘继展唐善奇单帅居锦李茂朱新新江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室镇江212013 江苏大学机械工程学院镇江212013

针对机器人摘取及移送过程中导致的果穗振动与果粒脱落问题,提出了一种面向穗轴激励输入的果穗振动仿真模型。以葡萄为研究对象,在果穗'梗-果'结构特性基础上,提出了'挠性杆-铰链-刚性杆-质量球'复合果穗模型,并由试验确定了模型中各级... 详细信息

针对机器人摘取及移送过程中导致的果穗振动与果粒脱落问题,提出了一种面向穗轴激励输入的果穗振动仿真模型。以葡萄为研究对象,在果穗'梗-果'结构特性基础上,提出了'挠性杆-铰链-刚性杆-质量球'复合果穗模型,并由试验确定了模型中各级梗间铰链弹性系数与阻尼系数、果粒尺寸与质量的正态分布规律,获得了主穗轴的抗弯特性。进而利用激光3D扫描重构得到梗系统,根据试验结果分别进行刚性、挠性杆件定义和果粒与梗间铰链的添加,构建得到果穗振动仿真模型。通过仿真精度验证试验发现,在激励作用的加速、匀速和减速阶段,经正态分布统计仿真与实测中果穗的各果粒摆角均值与标准差相差均在2%和6.6%以内,表明不同阶段其精度均良好。最终利用该模型分析了不同激励方式及不同采摘阶段对果穗振动的影响。果穗振动仿真模型的建立,为实现各类果穗的机器人'减振低脱'采摘提供了有力的分析工具。

关键词：葡萄采摘机器人果穗振动仿真模型

改进圆形Hough变换的田间红提葡萄果穗成熟度判别

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农业工程学报 2020年第9期36卷 205-213页

作者：周文静查志华吴杰石河子大学机械电气工程学院石河子832003 绿洲特色经济作物生产机械化教育部工程研究中心石河子832003

针对田间环境下红提葡萄果穗成熟度人眼判断效率低且易误判的问题,该研究采用K近邻(K-nearest neighbor,KNN)算法和最大类间方差(Otsu)法分别对葡萄果穗图像背景分割以找到最佳分割效果,采用圆形Hough变换识别葡萄果粒,并开发了可判别... 详细信息

针对田间环境下红提葡萄果穗成熟度人眼判断效率低且易误判的问题,该研究采用K近邻(K-nearest neighbor,KNN)算法和最大类间方差(Otsu)法分别对葡萄果穗图像背景分割以找到最佳分割效果,采用圆形Hough变换识别葡萄果粒,并开发了可判别葡萄果穗成熟度的算法。研究结果表明,不论顺光、逆光或者与田间背景相似的绿色果穗,KNN法可实现良好的背景分割,然后圆形Hough变换法在边缘阈值和灵敏度分别取0.15和0.942时,识别葡萄果粒的准确率可达96.56%。在此研究基础上,采用该研究开发的葡萄果穗成熟度判断算法,可根据颜色将果粒划分不同成熟度等级,并实现对果穗成熟度判别,判别准确率为91.14%。该研究结果可为果农适宜期收获葡萄及自动化采摘提供重要指导。

关键词：图像处理识别机器视觉 Hough变换成熟度果穗

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鲜食玉米果穗外观品质分级的计算机视觉方法

农业机械学报 2010年第8期41卷 156-159,165页

作者：王慧慧孙永海张婷婷张贵林李义刘铁鹏吉林大学生物与农业工程学院长春130025 吉林大学机械科学与工程学院长春130025 吉林天景食品有限公司长春130123

在HSI颜色模型下,通过计算机视觉检测技术实现对鲜食玉米果穗外观品质分级。提出垂直投影法确定秃尖位置并去除秃尖。对H值进行双向一次微分运算以实现缺陷的识别。在此基础上获取果穗缺陷比、穗长、果穗最大直径、长宽比和矩形度作为... 详细信息

在HSI颜色模型下,通过计算机视觉检测技术实现对鲜食玉米果穗外观品质分级。提出垂直投影法确定秃尖位置并去除秃尖。对H值进行双向一次微分运算以实现缺陷的识别。在此基础上获取果穗缺陷比、穗长、果穗最大直径、长宽比和矩形度作为外观品质特征参数,并以此为输入向量构建广义回归神经网络对果穗外观品质分级。试验结果表明:秃尖位置、穗长和果穗最大直径的平均误差分别为2.27mm、1.96mm和0.54mm,缺陷误判率为3.00%,分级平均准确率为95.91%。

关键词：鲜食玉米果穗外观品质分级计算机视觉神经网络