杂交水稻制种机械化授粉机研制

摘要

制种是杂交水稻生产的基础，授粉是制种的重要环节，充分均匀的授粉能够提高制种的产量。水稻是严格的自花授粉作物，在自然环境下的异花授粉率低，要实现充分均匀的授粉需要进行辅助授粉。目前，杂交水稻辅助授粉主要采用人力式，人力式存在劳动强度大、授粉不均匀等不足。因此实现杂交水稻辅助授粉机械化是我国杂交水稻制种产业亟需解决的重大问题。基于当前授粉效果最好的竹竿授粉法和授粉效率最高的绳索拉粉法，分别研制了一种碰撞式杂交水稻制种授粉机和碰撞-气吹式杂交水稻制种授粉机，在理论分析和计算仿真的基础上，分别对碰撞式和碰撞-气吹式杂交水稻制种授粉机进行参数优化和授粉性能的试验研究，主要结果如下:
　　(1)设计了一台碰撞式杂交水稻制种授粉机和一台碰撞-气吹式杂交水稻制种授粉机，碰撞式杂交水稻制种授粉机主要由发动机、授粉机架、击穗机构、升降机构等构成，通过建立击穗杆运动学模型完成了碰撞机构的结构优化，并进行了关键机构（击穗机构、升降机构）的结构设计;碰撞-气吹式杂交水稻制种授粉机主要由机架、吹风机、击穗绳、授粉管等组成，通过对授粉管气吹孔气流进行仿真模拟和流速分布试验，优选了授粉管的结构，并进行了授粉部件的结构设计。
　　(2)利用碰撞式杂交水稻制种授粉机，以碰撞高度、行走速度、碰撞频率为影响因素，以授粉后沉降在4行母本上的花粉总量和花粉分布不均匀度为评价指标，进行单因素试验。试验结果表明:碰撞高度对4行母本上的花粉总量影响极为显著，行走速度和碰撞频率对花粉总量影响显著;碰撞高度对4行母本上的花粉分布不均匀度有显著影响，行走速度和碰撞频率对花粉分布不均匀度无显著影响。同时，使散落在4行母本上的花粉总量最多的参数分别为碰撞高度为穗区底200mm、行走速度为0.8m/s、碰撞频率为3Hz。
　　(3)根据碰撞-气吹式杂交水稻制种授粉机结构和流体计算仿真结果，以授粉管气吹孔流速、气吹孔与击穗绳间距为影响因素，进行单因素试验，试验结果表明:授粉管气吹孔气流速度对花粉总量影响显著，气流速度为15.07m/s时，4行母本上收集到的花粉总量最多，气流速度为11.82m/s时，母本上花粉量的分布均匀性最佳;授粉管气吹孔与击穗绳的间距对花粉总量影响显著，当授粉管气吹孔与击穗绳的间距为150mm时，4行母本上收集到的花粉总量最多，间距为150mm和100mm时，花粉分布均匀性均好于间距为50mm。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 杂交水稻辅助授粉研究现状

1．2．1 杂交水稻辅助授粉技术

1．2．2 杂交水稻授粉国内外研究现状

1．3 研究目的与意义

1．4 主要研究内容

2 杂交水稻制种机械化授粉机的研制

2．1 碰撞式杂交水稻制种授粉机

2．1．1 结构与工作原理

2．1．2 授粉部件运动模型的建立与分析

2．1．3 碰撞式授粉机关键部件结构优化

2．2 碰撞-气吹式杂交水稻授粉机

2．2．1 碰撞-气吹式授粉机的结构与工作原理

2．2．2 碰撞-气吹式授粉部件结构参数优化

2．2．3 碰撞-气吹式授粉部件流速分布试验

2．2．4 碰撞式杂交水稻制种授粉机外围流场仿真

2．2．5 授粉部件试制

2．3 小结

3 碰撞式杂交水稻制种授粉机参数优化试验

3．1 试验设计

3．2 试验材料与仪器

3．3 试验指标与测定方法

3．4 试验结果与分析

3．5 小结

4 碰撞-气吹式杂交水稻授粉机参数优化试验

4．1 试验设计

4．2 试验材料与仪器

4．3 试验结果与分析

4．4 小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士期间主要研究成果