CN109682635A - 一种棉秆茎秆强度的测试方法 - Google Patents

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杜雄明
潘兆娥
何守朴
贾银华
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耿晓丽
庞保印
王朋朋
彭振
李洪戈
陈保军
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Abstract

本发明属于植物抗逆领域，具体涉及一种棉花茎秆强度的测试方法，该方法主要是在棉花收获后，使用SY‑S03植物茎秆强度测量仪对棉秆不同部位组织通过弯曲、针刺和压缩等方式获得与棉秆茎秆强度相关的技术参数。该方法高效快捷，方便实用，特别适用于材料多、大批量的棉花茎秆强度测试，对棉花的抗倒伏育种意义重大。

Description

一种棉秆茎秆强度的测试方法
技术领域
本发明属于植物抗逆领域，具体涉及一种棉花茎秆强度的测试方法。
背景技术
长期以来，棉花的倒伏问题一直是棉花生产中的重要问题，严重影响着我国棉花的产量和品质。新疆是我国棉花的主产区，也是棉花倒伏问题最严重的地方。一般来说，棉花的倒伏可以分为两类：一类是茎倒，主要是由于棉花的主茎秆强度较弱，比较柔软，棉株较高，茎部机械组织强度差等原因引起的，遇水和风等易倾斜倒伏；另一类是根倒，主要是由于根系发育不良所致。棉花的倒伏会导致光照不充分，使其生产量受到严重的影响，也给棉花的管理(如施药，机械化采摘等)带来极大的不便。
据报道，作物的茎秆强度是影响作物抗倒伏能力的一个重要因素之一。如刘小刚等人使用茎秆强度测定仪测量了玉米茎秆的穿刺强度，结果表明玉米穿刺强度的狭义遗传率为75.58％，符合G-1模型；崔风娟等人对高粱的茎秆抗倒伏性状进行了研究，结果发现抗折力与倒伏系数呈显著负相关；刘凯等人认为小麦茎秆断裂强度与倒伏性状关系密切，并找到了控制小麦茎秆断裂强度，茎秆第2节间充实度及壁厚等性状的加性QTL。玉米，高粱，烟草等作物的茎秆强度的研究比较广泛，但迄今为止，棉花茎秆强度的研究还鲜有报道。因此，建立一套适合棉花茎秆强度的测量方法将很有必要。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种棉秆茎秆强度的测试方法，具体的，包括以下步骤：
(1)取材
每个材料取5棵样品。随机选取5棵长势一致的棉株，用钢刃修枝剪刀沿棉株主茎底部离土约5厘米处平剖，然后剪去侧枝，并平剖去除顶部，使中间部位保留约50厘米左右。将取好的5个样品用橡皮筋绑在一起，并用小纸牌写上材料名称或种植行号。
(2)水分含量测量测定
因棉秆的茎秆强度与棉秆中的水分含量有较大的关系，需要在测定棉秆茎秆强度时同时测定(或抽样测定)棉秆中的含水量。测量棉秆茎秆强度时可同时对样品的重量进行称量(假设重量为Wf)。待棉秆茎秆强度测量完成后，将棉秆放置于干燥箱中，80度烘24小时，然后称量其干重(假设其重量为Wd)。棉秆含水量＝(Wf-Wd)/Wf×100％。
(3)茎秆粗度测定
因棉秆的茎秆强度与棉秆的茎秆粗度也密切相关，因此，在测量棉秆茎秆强度的同时还需要测量测定棉秆茎秆强度部位的粗度。使用游标卡尺测量。
(4)茎秆强度测量(弯曲，针刺和压缩)
首先按照SY-S03植物茎秆强度测量仪说明书将仪器安装好。棉花茎秆强硬，茎秆量程范围需要大于1000N(牛顿)，为此，对植物茎秆强度测量仪的针头，压头需要特制。另外，我们需要测量多种材料，大批量的棉秆茎秆硬度，所以需要有三台或更多仪器同时配合。这里以三台为例，第一台仪器安装植物茎秆弯折性能压头，并安装好配套夹具，主要测量茎秆的弯折性指标；第二台仪器安装植物茎秆组织结构强度压头，主要测量棉花茎秆的组织结构和截面几何参数的抗穿刺能力；第三台仪器安装植物茎秆抗压强度压头，主要测量茎秆的径向抗压强度。
在测茎秆强度之前需要将棉秆从中间剪断，一分为二，细的部分为上部，粗的部位称作下部。需要分别测量上部和下部两部分中间点的茎秆强度。
(a)弯曲
将样品放置在夹具的正中央，手握摇柄顺时针旋转，直至样品被压至发出吱吱声时停止，并记录显示器上的峰值。
(b)针刺
将样品的中心点与细针对齐(若中心点上正好有个节，可以向左或向右移动1厘米)，手握摇柄匀速向下压，直至将棉秆穿透为止，并记录峰值读数。
(c)压缩
将样品的正中放置在茎秆组织结构强度压头的正下方，手握摇柄用力向下压，直至棉秆侧部变形柄发出吱吱响声时停止，记录最大值读数。
具体实施方式
结合实施例说明本发明的具体技术方案。
以2018年11月初在安阳中国农业科学院棉花研究所老所部基地进行的384份不同棉花品种的棉秆茎秆强度测试为例：
实验材料种植情况：共384份棉花材料，每种材料连续种两行，每行行长为7米。
实验要求：每种材料随机抽取5个棉秆进行棉花茎秆强度测试。
实验方法与步骤：
1，实验取样。具体取样方法见“1，取材”所示。需要实验人员5人左右，实验样品需在2-4天内取样完成。
2，将实验样品从中部平剖剪断，用游标卡尺分别测量上部和下部正中间部位的茎粗，并做好实验记录。剪秆工作人员需要3人左右，测量人员需要2人，记录人员1人。
3，抽样调查棉秆中的水分含量。随机抽取5个材料的样品，首先用万分之一刻度天平进行称重，然后依次用“弯曲”、“针刺”和“压碎”三种方式测量棉秆茎秆强度。具体测量方法见“茎秆强度测量(弯曲，针刺和压缩)”。分别做好实验记录后，将这5份材料放置在烘箱中80℃烘24小时，然后称量其干重(假设其重量为Wd)。棉秆含水量＝(Wf-Wd)/Wf×100％。“弯曲”、“针刺”和“压缩”三种方式测量人员各需1人，记录人员2人(可直接输入到电脑中)。
4，对其他样品逐一进行棉秆茎秆强度测量，并记录好峰值。具体测量方法见“茎秆强度测量(弯曲，针刺和压缩)”。需实验人员共5人，3人测量，2人记录。

Claims (2)

1.一种棉秆茎秆强度的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取材
每个材料取5棵样品；随机选取5棵长势一致的棉株，用钢刃修枝剪刀沿棉株主茎底部离土5厘米处平剖，然后剪去侧枝，并平剖去除顶部，使中间部位保留50厘米；将取好的5个样品用橡皮筋绑在一起，并用小纸牌写上材料名称或种植行号；
(2)水分含量测定
对样品的重量进行称量，重量为Wf；待棉秆茎秆强度测量完成后，将棉秆放置于干燥箱中，80℃烘24小时，然后称量其干重，重量为Wd；棉秆含水量＝(Wf-Wd)/Wf×100％；
(3)茎秆粗度测定
测量测定棉秆茎秆强度部位的粗度，使用游标卡尺测量；
(4)茎秆强度测量
选择三台SY-S03植物茎秆强度测量仪；第一台仪器安装植物茎秆弯折性能压头，并安装好配套夹具，测量茎秆的弯折性指标；第二台仪器安装植物茎秆组织结构强度压头，测量棉花茎秆的组织结构和截面几何参数的抗穿刺能力；第三台仪器安装植物茎秆抗压强度压头，测量茎秆的径向抗压强度。
2.根据权利要求1所述的一种棉秆茎秆强度的测试方法，其特征在于，所述的步骤(4)具体包括以下子步骤：
在测茎秆强度之前需要将棉秆从中间剪断，一分为二，细的部分为上部，粗的部位称作下部，分别测量上部和下部两部分中间点的茎秆强度：
(a)弯曲
将样品放置在夹具的正中央，手握测量仪摇柄顺时针旋转，直至样品被压至发出吱吱声时停止，并记录显示器上的峰值；
(b)针刺
将样品的中心点与细针对齐，手握测量仪摇柄匀速向下压，直至将棉秆穿透为止，并记录峰值读数；
(c)压缩
将样品的正中放置在茎秆组织结构强度压头的正下方，手握测量仪摇柄用力向下压，直至棉秆侧部变形柄发出吱吱响声时停止，记录最大值读数。
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