水稻抗茎倒伏的力学评价方法及抗倒因子的研究

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n＜1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。

目录

摘要

1 前言

1．1 倒伏的的概念及类型

1．1．1 倒伏的概念

1．1．2 倒伏的类型

1．2 倒伏的对产量和品质的影响

1．3 倒伏的主要影响因子

1．3．1 植株高度

1．3．2 茎秆性状

1．3．3 其他器官与倒伏指数的关系

1．3．4 影响倒伏的外部因素

1．4 倒伏的评价指标及方法

1．4．1 田间观察法

1．4．2 综合评价指标

1．5 本文研究的目的及意义

2 材料方法

2．1 供试材料

2．2 试验设置

2．3 测定项目与方法

2．3．1 水稻单茎特征参数

2．3．2 基部第2节间的极限抗折力矩

2．3．3 各器官所受风力大小与受力角度

2．3．4 各器官所受雨滴冲击力大小

2．3．5 水稻基部第2节间组成成分的测定

2．3．6 节间微观结构观测

2．4 数据分析

3 结果与分析

3．1 水稻抗倒安全系数的测算

3．1．1 节间力学模型的建立

3．1．2 抗倒性模型中各相关参数的获得

3．1．3 水稻抗倒安全系数的计算(以扬稻4号为例)

3．1．4 各试品种雨后不同风级下的安全系数

3．1．5 本地常见风速下各品种安全系数

3．2 倒伏的影响因子

3．2．1 形态指标

3．2．2 基部第2节间生理指标

3．2．3 节间微观结构

4 小结讨论

4．1 关于抗倒模型

4．2 模型的应用

4．3 影响安全系数的因子

参考文献

致谢

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