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黑龙江省常用的4个水稻品种的物理特性分析

来源:学术堂 作者:姚老师
发布于:2014-10-25 共3141字
论文摘要

  0、 引言

  水稻是我国第一大粮食作物,而水稻生长的过程为育苗、移栽、生长、收获。水稻工厂化育秧包括浸种、破胸、播种、催芽、绿化、炼苗、出秧。

  水稻的高产量与芽种的物理特性以及播种机排种器设计有关。水稻芽种物理特性包括芽种的几何尺寸、千粒质量、流动性及硬度等。充分了解水稻物料特性在播种时能减少对种子的损伤,提高出苗率,从而使其达到增产增收的目的。目前,对水稻物理特性的研究,主要针对水稻种子在一定条件下的物料特性,对发芽后水稻的物理特性研究较少。本研究将针对黑龙江省常用的4 个水稻品种的物理特性进行试验研究,为水稻芽种精量播种装置的研究提供理论基础。

  1、 试验材料

  本研究选用了黑龙江省常用水稻品种: 空育 131、垦鉴稻 6、垦稻 12、龙粳 26 为研究对象。试验前先对稻种进行除芒、选用、清洗、催芽、晾芽处理。首先除去干瘪稻种,通过浸泡使种子中的水分达到饱和。其次,在一定温度下催芽,催芽温度保持在 26°左右,催芽约 36h,待种子破胸露白,取芽长 2 ~ 4mm 作为试验材料。

  2、 水稻芽种物理特性研究

  2. 1 芽种的几何特征

  播种机的播种装置直接与种子接触,因此种子的尺寸与形状直接影响播种装置的结构参数,也涉及到种子在排种器内的流动、填充等状态。因此,研究种子的几何特性十分重要。芽种的三维坐标如图 1 所示。

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  2. 1. 1 试验方法

  随机选取 4 种水稻品种的芽种各 100 粒,在其长、宽、厚 3 个方向上,用电子数显卡尺测其尺寸,每次试验重复 3 次,取平均值。

  2. 1. 2 试验数据结果分析

  水稻芽种播种常规含水率范围为 23% ~ 25% ,因此在研究稻种长度、宽度、厚度的尺寸分布时,以芽种含水率 25% 为代表进行研究。

  1) 在一定含水率下芽种的几何尺寸分布,如图 2~ 图 4 所示。

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  由图 2 知: 芽种在长度上分布服从正态分布,4 种芽种长度主要分布在 6. 9 ~ 7. 4mm 之间,占总量 10%~ 25% ; 其余分布向两边递减,芽种长度分布范围为5. 8 ~ 8. 8mm。

  由图 3 知,芽种宽度服从正态分布,4 种水稻芽种宽度主要分布在 3. 6 ~ 4. 2mm 之间,占总量 10% ~17% ; 其余分布向两边递减,变化范围在 2. 5 ~ 5. 5mm之间。

  由图 4 可得: 芽种厚度服从正太分布,4 种芽种宽度主要分布在 2. 3 ~ 2. 7mm 之间,占总量 20% ~40% ; 其余分布向两边递减,变化范围在 1. 8 ~ 4. 3mm之间。

  2) 在不同含水率下芽种的几何尺寸分布,如图 5~ 图 7 所示。

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  由图 5 可知: 垦鉴稻 6 在不同含水率下,长度最小,变化范围 6. 2 ~ 7mm; 空育 131 和龙粳 26 略大于垦鉴稻 6,长度变化范围 6. 8 ~7. 2mm; 垦稻 12 长度最长,变化范围在 7. 4 ~7. 8mm。

  由图 6 可知: 垦稻 12 宽度变化范围最小,变化范围在 3 ~4mm 之间。龙粳 26、空育 131 和垦鉴稻 6 变化范围基本一致,为 3. 7 ~4mm 之间。

  由图 7 可知: 垦稻 12 在相同含水率下厚度最小,变化范围为 2. 15 ~ 2. 35mm; 空育 131 变化先快后平缓,变化范围在 2. 2 ~ 2. 3mm 之间; 龙粳 26 变化范围为 2. 25 ~ 2. 4mm; 垦鉴稻 6 最厚,变化范围为 2. 3 ~2. 4mm。

  2. 2 芽种的千粒质量

  芽种千粒质量是以克来表示一千粒种子的绝对质量。它是体现种子大小与饱满程度的一项重要指标,是检验种子质量的内容,也是田间预测产量时的重要依据。千粒质量的大小对播种过程中稻种充种、投种过程的运动轨迹、运动状态影响显著,对确定播种装置与秧盘之间的对应位置关系有重要影响。

  2. 2. 1 试验方法

  随机选取水稻品种为空育 131、垦鉴稻 6、垦稻12、龙粳 26 的芽种各 1 万粒,将其分成 10 组,室温为22℃ 的环境下、相对湿度为 12% ,用测量精度为 0. 05g的电子天平进行测量,并记下测量结果。为了减少误差,每次试验重复 3 次,计算其平均值。

  2. 2. 2 试验数据结果分析

  1) 在不同含水率下芽种的千粒质量

  随着含水率从 21% ~29% 的增加,稻种的千粒质量增大。其中,空育 131、垦稻 12、龙粳 26 变化基本一致,变化范围为 33% ~37% 。垦鉴稻 6 的千粒质量略大一些,变化范围为 35% ~40% ,如图 8 所示。

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  2) 在一定含水率下芽种的千粒质量

  在含水率 25% 的条件下,得出了 4 种芽种的千粒质量分布比例,如图 9 所示。由图 9 可知,4 种芽种的千粒质量属正态分布: 垦稻 12 主要分布在 37 ~40g 之间,占总量 20% ~ 30% ,变化范围为 32 ~ 41g; 空育131 的芽种千粒质量主要分布在 37 ~ 40g 之间,占总量 20% ~30% ,变化范围为 32 ~40g; 垦鉴稻 6 的芽种千粒质量主要分布在 36 ~ 39g 之间,占总量 25% ~40% 变化范围为 35 ~ 41g; 龙粳 26 的芽种千粒质量主要分布在 38 ~ 41g 之间,占总量 20% ~ 25% ,变化范围为 35 ~42g。

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  2. 3 芽种的流动性

  水稻属于散粒物料,内摩擦因数小、易脱落,这种特性称为流动性或散落性。稻种流动性的大小对播种装置的设计有重要意义,稻种流动性的大小可用静止角和自流角两个指标来表示。

  2. 3. 1 休止角

  休止角又称静止角,指物料从一定高度自然连续地下落到平面上,所堆积成的圆锥体母线与地平面的夹角,反映了散粒物料的内摩擦特性和散落性能。

  物料的休止角越大,它的内摩擦力越大,散落特性越不好。

  2. 3. 1. 1 试验方法

  在芽种含水率分别为 21% 、23% 、25% 、27% 、29% 条件下,随机选取发芽处理过的 4 种水稻品种的芽种各 5 份装入漏斗中测量,待芽种全部落下,用测角仪测量休止角,如图 10 所示。

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  2. 3. 1. 2 试验数据结果分析

  4 种水稻品种的芽种休止角随含水率增加而增大: 当含水率小于 27% 时,垦鉴 12 的休止角最大,空育 131 和垦鉴稻 6 居中,龙粳 26 最小; 当含水率大于27% 时,4 种品种的芽种休止角基本一致,如图 11 所示。

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  2. 3. 2 自流角

  自流角又称滑动摩擦角,是指芽种与斜面产生相对滑动时,二者之间的角度。芽种的自流角与稻种的大小、形状及含水率等因素有关。

  2. 3. 2. 1 测量方法

  在芽种含水率分别为 21% 、23% 、25% 、27% 、29% 条件下,随机选取经过发芽处理的芽种各 100粒,将其放置在芽种滑动摩擦角的测量装置上,装置结构示意图如图 12 所示。开始测量时,慢慢摇动手柄,使斜面缓缓上抬,当大部分芽种即将滑动时,记下角度仪的读数。

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  2. 3. 2. 2 试验数据结果分析

  空育 131、垦鉴稻 6、垦稻 12、龙粳 26 的芽种自流角随含水率的增加而增大,如图 13 所示。由图 13 可知: 芽种的自流角在含水率小于 27% 时,略有不同,龙粳 26 最大、垦稻 12 最小; 当含水率大于 27% 时,4 个品种自流角基本一致。4 种芽种的自留角变化范围约为 22° ~45°。

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  3、 结论

  1) 在一定含水率下,芽种的几何尺寸服从正态分布,长度主要分布在 6. 9 ~7. 4mm 之间,宽度主要分布在 3. 6 ~4. 2mm 之间,厚度主要分布在 2. 3 ~ 2. 7mm之间。在不同含水率下,随含水率的增加,芽种的几何尺寸相应增加。

  2) 在一定含水率下,芽种的千粒质量服从正态分布,分布范围主要在37 ~41g 之间。在不同含水率下,随含水率的增加,芽种的千粒质量相应增加。

  3) 在一定含水率下,芽种的休止角主要分布在26° ~ 33°之间,滑动摩擦角主要分布 21. 5° ~ 23. 1°之间。在不同含水率下,休止角和滑动摩擦角随含水率的增加而增大。芽种流动性最好的品种为龙粳 26。

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