RU2189729C2 - Method for determining cereal crop lodging resistance - Google Patents
Method for determining cereal crop lodging resistance Download PDFInfo
- Publication number
- RU2189729C2 RU2189729C2 RU2000116830A RU2000116830A RU2189729C2 RU 2189729 C2 RU2189729 C2 RU 2189729C2 RU 2000116830 A RU2000116830 A RU 2000116830A RU 2000116830 A RU2000116830 A RU 2000116830A RU 2189729 C2 RU2189729 C2 RU 2189729C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stem
- plant
- weight
- panicle
- lodging
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для использования в области селекции злаковых культур, в частности риса. The invention relates to agriculture and is intended for use in the field of selection of cereal crops, in particular rice.
Известен способ определения "коэффициента полегаемости" риса (К) по соотношению (см. Тр. Куб. СХИ, вып. 91 (119), 1973 г., с. 19):
K=L•B/R,
где L - длина стебля; В - масса метелки; R - показатель "сопротивляемости излому".A known method of determining the "lodging coefficient" of rice (K) by the ratio (see Tr. Kub. Agricultural Institute, issue 91 (119), 1973, p. 19):
K = L • B / R,
where L is the length of the stem; B is the mass of the panicle; R is an indicator of "fracture resistance."
С уменьшением К полегаемость риса уменьшается. With a decrease in K, the lodging capacity of rice decreases.
Также известен способ определения стеблевого полегания растения при условии, что момент изгиба превышает механическую прочность стебля (см. Бюллетень ВИР, вып. 18, 1971 г., с. 40):
Пс>=М/Р>1,
где Пс - показатель стеблевого полегания; М - момент изгиба стебля; Р - механическая прочность стебля.Also known is a method for determining the stem lodging of a plant, provided that the bending moment exceeds the mechanical strength of the stem (see VIR Bulletin, issue 18, 1971, p. 40):
P s > = M / P> 1,
where P with - an indicator of stem lodging; M is the moment of bending of the stem; P is the mechanical strength of the stem.
Сравнение сортов по степени их устойчивости к корневому полеганию предложено производить по критерию (см. Бюллетень ВИР, вып. 18, 1971 г., с. 41):
Пк=(Q/М),
где Пк - показатель корневого полегания; Q - сухая масса корня, приходящаяся на единицу момента изгиба стебля М.Comparison of varieties in terms of their resistance to root lodging is proposed to be carried out according to the criterion (see VIR Bulletin, issue 18, 1971, p. 41):
P k = (Q / M),
where P to - an indicator of root lodging; Q is the dry mass of the root per unit moment of bending of the stem M.
Недостатком известных предложений является отсутствие в формулах для оценки устойчивости растений к полеганию общепринятых объективных показателей физико-механических свойств тканей стебля, например модуля упругости. A disadvantage of the known proposals is the lack of generally accepted objective indicators of the physicomechanical properties of stem tissues, for example, the elastic modulus, in the formulas for assessing plant resistance to lodging.
Техническим решением задачи является увеличение урожайности при сохранении устойчивости стебля растения к полеганию с помощью определения показателей физико-механических свойств тканей стебля. The technical solution to the problem is to increase yield while maintaining the stability of the plant stem to lodging by determining the indicators of the physicomechanical properties of the stem tissue.
Задача достигается тем, что в способе определения устойчивости стебля растения злаковых культур, например риса, к полеганию, включающем вычисление изгибающего момента от веса метелки, степень устойчивости стебля к полеганию вычисляют с учетом модуля упругости ткани стебля при испытании на изгиб и по зависимости изгибающего момента от коэффициента закрепления корня растения в почве по формуле:
где h - длина метелки; k-dм/Dм≈0,5; Dм - наружный диаметр стебля у метелки; dм - внутренний диаметр стебля у метелки; В - вес метелки, зависящий, в основном, от веса зерна; Е - модуль упругости ткани стебля.The problem is achieved in that in the method for determining the resistance of the stem of a cereal plant, for example rice, to lodging, including calculating the bending moment from the weight of the panicle, the degree of resistance of the stem to lodging is calculated taking into account the elastic modulus of the stem tissue during bending testing and according to the dependence of the bending moment on coefficient of fixing the root of the plant in the soil according to the formula:
where h is the panicle length; kd m / D m ≈0.5; D m - the outer diameter of the stem at the panicle; d m - the inner diameter of the stem at the panicle; B - panicle weight, depending mainly on the weight of the grain; E is the elastic modulus of the stem tissue.
Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что оптимизация параметров архитектоники растений и направлений их селекции с целью получения максимально возможного урожая, при сохранении устойчивости стебля растения к полеганию, осуществляются с учетом зависимости сложной биологической конструкции растения от реальных числовых величин физико-механических свойств, определенных при испытании стебля на изгиб. The novelty of the proposed proposal is due to the fact that the optimization of the architectonics of plants and their breeding directions in order to obtain the maximum possible yield, while maintaining the plant stem resistance to lodging, are carried out taking into account the dependence of the complex biological structure of the plant on the real numerical values of the physicomechanical properties determined during the test stalk to bend.
По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружена аналогичная заявляемой совокупность признаков, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения. According to the patent and scientific and technical literature, no similar set of features has been found that allows us to judge the inventive step of the proposal.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображена установка для определения прогиба образцов стебля, на фиг.2 - схема упругой оси стебля растения риса при потере устойчивости. The invention is illustrated by drawings, where figure 1 schematically shows a setup for determining the deflection of the samples of the stem, figure 2 is a diagram of the elastic axis of the stem of a rice plant with loss of stability.
Способ определения устойчивости злаковых культур к полеганию осуществляется следующим образом. A method for determining the resistance of cereal crops to lodging is as follows.
Определение напряжений в стеблях риса, условий потери устойчивости и полегания стеблей риса невозможно без знания физико-механических свойств ткани растений: модуля упругости при растяжении-сжатии, весовых характеристик (вес единицы длины стебля, изменение этого веса по длине, средний вес листьев, отнесенный к длине стебля, вес метелки). Необходимы сведения о детальных геометрических характеристиках архитектоники растения: диаметрах стебля и его длине, размерах метелки и листьев. Determination of stresses in rice stems, conditions of loss of stability and lodging of rice stems is impossible without knowledge of the physicomechanical properties of plant tissue: tensile-compressive modulus of elasticity, weight characteristics (unit weight of the stem length, variation of this weight along the length, average leaf weight, referred to stem length, panicle weight). Information is needed on the detailed geometric characteristics of the plant architectonics: stem diameters and length, panicle and leaf sizes.
Отбор стебельного материала для лабораторных опытов в трех характерных для полегания растений риса фазах вегетации (выметывание - цветение, молочно-восковая спелость, полная спелость) производят случайным образом, в различных частях делянки (но придерживаясь ее диагоналей) в количестве 8-10 растений (30-40 стеблей с корнями). The selection of stem material for laboratory experiments in the three vegetation phases characteristic of the lodging of rice plants (sweeping - flowering, milk-wax ripeness, full ripeness) is carried out randomly, in different parts of the plot (but adhering to its diagonals) in the amount of 8-10 plants (30 -40 stems with roots).
Свежесрезанные растения в указанном виде перевозятся в лабораторию. Эксперименты по определению физико-механических свойств ткани стеблей должны начинаться не позднее 1,5-2 часов после их срезки. Freshly cut plants in this form are transported to the laboratory. Experiments to determine the physicomechanical properties of the tissue of the stems should begin no later than 1.5-2 hours after their cutting.
Общая длина стебля от узла кущения до верхнего узла измеряется вдоль его оси с точностью до одного сантиметра. The total length of the stem from the tillering node to the upper node is measured along its axis with an accuracy of one centimeter.
Наружные и внутренние диаметры стебля у корня и у метелки замеряются штангенциркулем, точность измерений до десятых долей миллиметра. Оказалось, что внутрисортовых различий в диаметрах и длинах стеблей в фазах цветения, молочной и полной спелости растения практически нет. Outer and inner diameters of the stem at the root and panicle are measured with a caliper, measurement accuracy up to tenths of a millimeter. It turned out that there are practically no intra-varietal differences in the diameters and lengths of the stems during the flowering, milky and full ripeness phases of the plant.
Образцы стеблей и метелки взвешиваются на весах с точностью отсчета до десятых долей ньютона. Samples of stems and panicles are weighed on a balance with an accuracy of counting up to tenths of a Newton.
Общая длина метелки определяется как расстояние от верхнего узла стебля до ее верхушки с точностью до миллиметра. The total panicle length is defined as the distance from the upper node of the stem to its apex to the nearest millimeter.
Перед отделением от стебля на каждом стебле фиксируется количество листьев. Общий вес листьев, отделенных от одного стебля, измеряется с помощью весов с точностью до десятых долей ньютона. Вес одного листа определялся как частное деления общего веса стеблей на их количество. Before separation from the stem, the number of leaves is fixed on each stem. The total weight of leaves separated from one stem is measured using weights to the nearest tenth of a newton. The weight of one leaf was determined as the quotient of the total weight of the stems by their number.
Сведения об основных элементах архитектоники растений риса, числовые характеристики которых влияют на устойчивость растений к полеганию, приведены в таблице 1. Information on the main elements of the architectonics of rice plants, the numerical characteristics of which affect the resistance of plants to lodging, are given in table 1.
Для определения упругих и прочностных свойств ткани стеблей риса использовалась лабораторная установка из двух штативов с зажимными лапками, фиг. 1. Штативы располагаются на массивном столе с горизонтальной крышкой. Прижатые к стойкам штативов лапки устанавливаются на одинаковой высоте от поверхности стола. Между лапками натягивается тонкая лавсановая нить, горизонтальное положение которой контролируется путем замера высот от стола до мест ее соединений с лапками. Длины образцов стеблей должны превышать расстояние между лапками на 0,05 - 0,15 м с целью обеспечения устойчивого положения образца. Образец располагается свободно на лапках двух штативов без зажима. Прогиб образца стебля в середине относительно натянутой между лапками нити замеряется штангенциркулем, полученные результаты измерений округляются до ближайшего целого числа миллиметров. Почти все образцы имеют начальный прогиб, который перед началом нагружения фиксируется. Нагружение осуществляется пошагово, гирьками, подвешиваемыми в середине образца с помощью крючка из тонкой пластинки, весом которой можно пренебречь. Испытания прекращаются в случае самопроизвольного увеличения прогиба при какой-то максимальной нагрузке ("течение" ткани стебля) или изломе сильно деформированного образца. Повторность опытов 7-10-ти кратная. To determine the elastic and strength properties of the tissue of rice stems, a laboratory setup of two tripods with clamping legs was used, FIG. 1. Tripods are placed on a massive table with a horizontal cover. Pressed to the racks of the tripods, the legs are set at the same height from the table surface. A thin lavsan thread is stretched between the legs, the horizontal position of which is controlled by measuring the heights from the table to the places of its joints with the legs. The lengths of the stalk samples should exceed the distance between the legs by 0.05 - 0.15 m in order to ensure a stable position of the sample. The sample is positioned freely on the legs of two tripods without clamping. The deflection of the stem sample in the middle of the thread relatively stretched between the paws is measured with a caliper, the measurement results are rounded to the nearest whole number of millimeters. Almost all samples have an initial deflection, which is fixed before loading. The loading is carried out step by step, with weights suspended in the middle of the sample using a hook from a thin plate, the weight of which can be neglected. The tests are terminated in the event of a spontaneous increase in deflection at some maximum load (“flow” of the stem tissue) or a fracture of a severely deformed sample. The repetition of experiments 7-10 times.
Образцы вырезаются в основном из средней части стебля, а также из нижней и верхней. В целях разумного упрощения задачи при обработке результатов экспериментов оперируют со средними диаметрами образца. Поскольку жесткость стебля при изгибе зависит от его диаметров в четвертой степени, средние наружный (D) и внутренний (d) диаметры стебля вычисляются по формулам:
D = [(D1 4 + D2 4)/2]1/4; d = [(d1 4 + d2 4)/2]l/4,
где D1, d1 и D2, d2 - наружные и внутренние диаметры образца стебля у его концов. Замеры показали, что отношение k = d/D достаточно устойчиво и в среднем составляет величину k = 0,65, за исключением верхнего междоузлия стебля длиной порядка 0,15 м, где это отношение примерно равно k = 0,5.Samples are cut mainly from the middle part of the stem, as well as from the lower and upper. In order to reasonably simplify the task, when processing the results of experiments, they operate on average sample diameters. Since the stiffness of the stem during bending depends on its diameters to the fourth degree, the average outer (D) and inner (d) stem diameters are calculated by the formulas:
D = [(D 1 4 + D 2 4 ) / 2] 1/4 ; d = [(d 1 4 + d 2 4 ) / 2] l / 4 ,
where D 1 , d 1 and D 2 , d 2 are the outer and inner diameters of the stem sample at its ends. The measurements showed that the ratio k = d / D is quite stable and averages k = 0.65, with the exception of the upper internode of the stem, about 0.15 m long, where this ratio is approximately equal to k = 0.5.
Прогиб шарнирно опертого стержня при действии сосредоточенной в центре и распределенных по его длине сил находится по формуле:
fk = fe + 5qL4/(384EI) + РL3/(48EI), (1)
где fe - начальный естественный прогиб образца; q, L - соответственно вес погонного метра стебля и расстояние между шарнирами; I - осевой момент инерции сечения стебля, I = (π/64)(D4 - d4); E - модуль упругости первого рода (модуль Юнга) для ткани растения; Р - вес подвешиваемого в середине образца груза.The deflection of a pivotally supported rod under the action of forces concentrated in the center and distributed along its length is found by the formula:
f k = f e + 5qL 4 / (384EI) + PL 3 / (48EI), (1)
where f e is the initial natural deflection of the sample; q, L - respectively the weight of a running meter of the stem and the distance between the hinges; I is the axial moment of inertia of the stem section, I = (π / 64) (D 4 - d 4 ); E - modulus of elasticity of the first kind (Young's modulus) for plant tissue; P is the weight of the load suspended in the middle of the sample.
Величина начального прогиба образца при Р = 0, замеренного на лабораторной установке fo, представляет собой сумму начального естественного прогиба fe и прогиба под действием распределенных сил q, т.е.The value of the initial deflection of the sample at P = 0, measured on a laboratory setup f o , is the sum of the initial natural deflection f e and the deflection under the action of distributed forces q, i.e.
fо=fe+5qL4/(384EI).f o = f e + 5qL 4 / (384EI).
Тогда изменение прогиба при увеличении веса гирьки от нуля до Р при постоянстве остальных величин в формуле (1) определится из соотношения:
f=(fk-fo)=PL3/(48EI)
Расчеты указывают на возможность игнорирования прогиба стебля от распределенных сил, поскольку он на порядок и более меньше составляющей прогиба под действием сосредоточенной силы Р и принимается fe ≈ fо.Then, the change in deflection with an increase in the weight of the weight from zero to P with the constancy of the remaining quantities in formula (1) is determined from the relation:
f = (f k -f o ) = PL 3 / (48EI)
Calculations indicate the possibility of ignoring the deflection of the stem from distributed forces, since it is an order of magnitude or more less than the deflection component under the action of the concentrated force P and f e ≈ f о is taken.
Практически все стебли риса имеют начальный прогиб fo, который замерялся после помещения образца в лабораторную установку. На основании этих замеров определяются естественные величины кривизны (в градусах/1 м) стебля по формуле:
К = 57,3/(0,5fo + 0,125L2/fо).Almost all rice stems have an initial deflection f o , which was measured after placing the sample in a laboratory setting. Based on these measurements, the natural values of the curvature (in degrees / 1 m) of the stem are determined by the formula:
K = 57.3 / (0.5f o + 0.125L 2 / f o ).
Естественная кривизна косвенно характеризует степень устойчивости стебля к полеганию: чем меньше кривизна, тем более прямолинейный стебель и, следовательно, его ось меньше отклонена от вертикали. Natural curvature indirectly characterizes the degree of stability of the stem to lodging: the less curvature, the more rectilinear the stem and, therefore, its axis is less deviated from the vertical.
При обработке первичных результатов экспериментов с целью придания им общности введены безразмерный относительный прогиб ξ и изгибающее напряжение σ по формулам:
ξ=12•I•f(WL2); σ=PL/(4W),
где (PL/4) - изгибающий момент (максимальный) в середине испытуемого образца;
W - осевой момент сопротивления сечения тела стебля, W=(π/32)(D3-d3).When processing the primary experimental results in order to give them generality, the dimensionless relative deflection ξ and the bending stress σ were introduced using the formulas:
ξ = 12 • I • f (WL 2 ); σ = PL / (4W),
where (PL / 4) is the bending moment (maximum) in the middle of the test sample;
W is the axial moment of resistance of the cross section of the stem body, W = (π / 32) (D 3 -d 3 ).
Получена линейная зависимость между деформацией и напряжением:
σ = Eξ.
Строятся типичные диаграммы "напряжения - деформация", на основании которых для каждого сорта риса определяются числовые значения модуля упругости.A linear relationship between strain and stress is obtained:
σ = Eξ.
Typical stress-strain diagrams are constructed, based on which numerical values of the elastic modulus are determined for each rice variety.
Численная величина постоянного коэффициента Е в линейной зависимости между деформацией и напряжением σ = Eξ находится методом наименьших квадратов; теснота связи оценивается с помощью коэффициента корреляции и критерия надежности Р:
P = abs(r)•N1/2/1-r2),
где r - коэффициент корреляции; N - число данных для построения графической зависимости σ = E(ξ) в ее линейной области.The numerical value of the constant coefficient E in the linear relationship between strain and stress σ = Eξ is found by the least squares method; the tightness of communication is estimated using the correlation coefficient and reliability criterion P:
P = abs (r) • N 1/2 / 1-r 2 ),
where r is the correlation coefficient; N is the number of data for constructing a graphical dependence σ = E (ξ) in its linear region.
При Р > 2,6 с вероятностью 0,95 можно утверждать о значимости найденного коэффициента корреляции. At P> 2.6 with a probability of 0.95, one can state the significance of the found correlation coefficient.
Найденные описанным образом числовые значения модуля упругости для ткани стеблей приведены в таблице 2. The numerical values of the modulus of elasticity for the stem tissue found in the manner described are shown in Table 2.
Статическая устойчивость стеблей риса исследуется на основе решения соответствующей системы дифференциальных уравнений при адекватных реальности граничных условиях. The static stability of rice stalks is studied on the basis of solving the corresponding system of differential equations under boundary conditions adequate to reality.
Изгиб стебля описывается системой безразмерных уравнений:
yi IV (x) + уi II(x) = 0, (2)
где у, х - безразмерные координаты точек на оси стебля (ось х направлена горизонтально, у - вертикально из центра стебля у почвы); i = 1, 2, 3 - номера участка снизу - вверх; первый участок стебля длиной L1≈0,2 м находится в воде; третий L3≈0,15 м - последнее междоузлие; второй L2 - оставшаяся часть стебля.The bend of the stem is described by a system of dimensionless equations:
y i IV (x) + y i II (x) = 0, (2)
where y, x are the dimensionless coordinates of points on the axis of the stem (the x axis is directed horizontally, y is vertically from the center of the stem near the soil); i = 1, 2, 3 - section numbers from bottom to top; the first section of the stem with a length L 1 ≈0.2 m is in water; the third L 3 ≈0.15 m - the last internode; the second L 2 is the remainder of the stem.
Наряду с условиями неразрывности используются граничные условия:
y1(0)= 0; у''1(0)-θу'1(0); у''3(li)-μу'3(l3)= 0; у'''3(l3)+у'3(l3)= 0, где θ = θpm1/(EI1);
m1 - масштаб длины, m1 = (EI1/p1)0,5; EI1 - жесткость первого участка стебля при изгибе; p1 - осевая сжимающая сила в середине 1-го участка; θp - размерный коэффициент защемления, Нм/1; l3 = L3/m3;
μ=0,5Вhm3/(ЕI3), (3)
где m3 - масштаб длины, m3 = (EI3/p3)0,5; ЕI3 - жесткость третьего участка стебля при изгибе; p3 - осевая сжимающая сила в середине 3-го участка.Along with the continuity conditions, the following boundary conditions are used:
y 1 (0) = 0; y '' 1 (0) -θy ' 1 (0); y '' 3 (l i ) -μy ' 3 (l 3 ) = 0; y '' 3 (l 3 ) + y ' 3 (l 3 ) = 0, where θ = θ p m 1 / (EI 1 );
m 1 is the length scale, m 1 = (EI 1 / p 1 ) 0.5 ; EI 1 - stiffness of the first section of the stem in bending; p 1 - axial compressive force in the middle of the 1st section; θ p is the dimensional coefficient of pinching, Nm / 1; l 3 = L 3 / m 3 ;
μ = 0.5Vhm 3 / (EI 3 ), (3)
where m 3 is the length scale, m 3 = (EI 3 / p 3 ) 0.5 ; EI 3 - stiffness of the third section of the stem during bending; p 3 - axial compressive force in the middle of the 3rd section.
Критические условия изгиба стебля, в частности величина μкр, определяются путем приравнивания нулю главного определителя системы трансцендентных уравнений, полученных после подстановки граничных условий и условий неразрывности в решения уравнений (2).Critical conditions of stem bending, in particular, μ cr , are determined by equating to zero the main determinant of the system of transcendental equations obtained after substituting the boundary conditions and continuity conditions in the solutions of equations (2).
Для обеспечения общности решения и его анализа введены безразмерные параметры:
1. Параметр θ, характеризующий степень закрепления корня растения в почву и его способность противодействовать угловому смещению стебля непосредственно у почвы. Если θ = ∞, то имеет место жесткая заделка корня в почву и стебель у корня жестко зафиксирован в своем положении. Если θ = 0, то имеет место шарнирная заделка и стебель у корня приобретает возможность свободного углового перемещения. Фактически величина θ занимает некоторое промежуточное значение между ∞ и 0, т.е. имеет место упругое защемление корня в почву, когда угловому смещению стебля у корня противодействует некоторый момент сил, величина которого в безразмерном виде и определяется параметром θ - безразмерным моментом сил, фиг. 2.To ensure the generality of the solution and its analysis, dimensionless parameters are introduced:
1. The parameter θ, characterizing the degree of fixation of the plant root in the soil and its ability to counteract the angular displacement of the stem directly near the soil. If θ = ∞, then the root is rigidly embedded in the soil and the stem at the root is rigidly fixed in its position. If θ = 0, then there is a hinge termination and the stem at the root acquires the possibility of free angular movement. In fact, θ takes some intermediate value between ∞ and 0, i.e. there is elastic pinching of the root into the soil when a certain moment of forces counteracts the angular displacement of the stem at the root, the magnitude of which is determined in dimensionless form and is determined by the parameter θ — dimensionless moment of forces, Fig. 2.
2. Параметр μ характеризует момент сил от веса метелки на верхнем конце стебля. Величина этого параметра зависит от веса и длины метелки, жесткости верхнего конца стебля (у метелки) при изгибе, фиг.2. 2. The parameter μ characterizes the moment of forces from the weight of the panicle at the upper end of the stem. The value of this parameter depends on the weight and length of the panicle, the rigidity of the upper end of the stem (panicle) during bending, Fig.2.
Таким образом, исследуя зависимость критических (при которых стебель теряет продольную устойчивость) значений μкр от главнейших, влияющих на потерю устойчивости факторов μкр = μкр(θ) и μкр = μкр(L), можно оценить влияние качества сцепления корня с почвой, длины стебля от корня до последнего узла L, его диаметров, погонного веса, жесткости, веса листьев на величину критического параметра метелки μкр (т. е. на ее критические вес и длину). При μ ≥ μкр стебель потеряет устойчивость и изогнется, т.е. будет полегать. В качестве целевой функции оптимизации параметров архитектоники растений риса может быть принята масса (вес) метелки и задача селекции "идеального растения" формулируется следующим образом: подобрать такие желательные параметры архитектоники растения (длину, диаметры, жесткость стебля, параметр закрепления корня в почве), чтобы при условии устойчивости растения вес метелки был наибольшим из возможных.Thus, by studying the dependence of the critical (at which the stem loses longitudinal stability) μ cr values on the most important factors affecting the stability loss of the factors μ cr = μ cr (θ) and μ cr = μ cr (L), we can estimate the influence of the quality of root adhesion with soil, the length of the stem from the root to the last node L, its diameters, linear weight, stiffness, leaf weight by the value of the critical panicle parameter μ cr (i.e., its critical weight and length). For μ ≥ μ cr, the stem will lose stability and bend, i.e. will lie down. The mass (weight) of panicles can be taken as the objective function of optimizing the parameters of rice plant architectonics, and the task of selecting the “ideal plant” is formulated as follows: select the desired plant architectonics parameters (length, diameters, stem rigidity, root fixing parameter in the soil) so that subject to plant stability, the panicle weight was the largest possible.
Одновременно с увеличением θ следует искать пути снижения величины μ (без уменьшения веса зерна). Пути такого снижения видны из преобразованной формулы (3) для μ:
где h - длина метелки; к=dм/Dм≈0,5; Dm - наружный диаметр стебля у метелки; dм - внутренний диаметр стебля у метелки; В - вес метелки, зависящий, в основном, от веса зерна; Е - модуль упругости ткани стебля.Simultaneously with an increase in θ, one should look for ways to reduce the value of μ (without reducing the weight of the grain). Ways of such a decrease are visible from the transformed formula (3) for μ:
where h is the panicle length; k = d m / Dm≈0.5; D m is the outer diameter of the stem at the panicle; d m - the inner diameter of the stem at the panicle; B - panicle weight, depending mainly on the weight of the grain; E is the elastic modulus of the stem tissue.
Из последней формулы следует, что снижение величины μ эффективней всего достигается путем увеличения наружного диаметра стебля в его верхней части и особенно у метелки Dм, а также за счет уменьшения длины метелки h (и, несомненно, увеличения диаметра ости метелки), увеличения модуля упругости ткани стебля Е, толщины стенки (уменьшения k) при сохранении на прежнем уровне или даже увеличении веса зерна в метелке. Перечисленные возможности снижения μ и могут служить целями селекционной работы, направленной на создание высокоурожайного растения риса, максимально устойчивого к полеганию.From the last formula it follows that a decrease in μ is most effectively achieved by increasing the outer diameter of the stem in its upper part and especially in the panicle D m , as well as by reducing the panicle length h (and, of course, increasing the diameter of the panicle axis), increasing the elastic modulus stem tissue E, wall thickness (decrease k) while maintaining the same level or even increasing the weight of the grain in the panicle. The listed possibilities of reducing μ can serve as the goals of breeding work aimed at creating a high-yielding rice plant that is maximally resistant to lodging.
Claims (1)
где h - длина метелки;
k= dм/Dм≈0,5;
Dм - наружный диаметр стебля у метелки;
dм - внутренний диаметр стебля у метелки;
В - вес метелки, зависящий, в основном, от веса зерна;
Е - модуль упругости ткани стебля.A method for determining the resistance of stalks of plants of cereals, for example rice, to lodging, comprising calculating the bending moment from the weight of the panicle, characterized in that the degree of resistance of the stalk to lodging is calculated taking into account the elastic modulus of the stem tissue during bending testing and according to the dependence of the bending moment on the fixing factor the root of the plant in the soil according to the formula
where h is the panicle length;
k = d m / D m ≈0.5;
D m - the outer diameter of the stem at the panicle;
d m - the inner diameter of the stem at the panicle;
B - panicle weight, depending mainly on the weight of the grain;
E is the elastic modulus of the stem tissue.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000116830A RU2189729C2 (en) | 2000-06-26 | 2000-06-26 | Method for determining cereal crop lodging resistance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000116830A RU2189729C2 (en) | 2000-06-26 | 2000-06-26 | Method for determining cereal crop lodging resistance |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000116830A RU2000116830A (en) | 2002-08-10 |
| RU2189729C2 true RU2189729C2 (en) | 2002-09-27 |
Family
ID=20236910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000116830A RU2189729C2 (en) | 2000-06-26 | 2000-06-26 | Method for determining cereal crop lodging resistance |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2189729C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2552432C1 (en) * | 2013-11-06 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра 1" (ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ) | Method of predicting lodging of stem crops under conditions of forest-steppe of central black earth belt |
| CN106910022A (en) * | 2017-02-28 | 2017-06-30 | 河南科技学院 | Wheat population critical wind velocity resistant to lodging is determined and computational methods |
| CN116448754A (en) * | 2023-06-13 | 2023-07-18 | 清华大学 | Crop lodging resistance measurement method and device, electronic equipment and storage medium |
-
2000
- 2000-06-26 RU RU2000116830A patent/RU2189729C2/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Труды Кубанского СХИ, вып. 91(119), 1973, с.19. Бюллетень ВИР, вып. 18, 1971, с.40. Бюллетень ВИР, вып. 18, 1971, с.41. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2552432C1 (en) * | 2013-11-06 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра 1" (ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ) | Method of predicting lodging of stem crops under conditions of forest-steppe of central black earth belt |
| CN106910022A (en) * | 2017-02-28 | 2017-06-30 | 河南科技学院 | Wheat population critical wind velocity resistant to lodging is determined and computational methods |
| CN116448754A (en) * | 2023-06-13 | 2023-07-18 | 清华大学 | Crop lodging resistance measurement method and device, electronic equipment and storage medium |
| CN116448754B (en) * | 2023-06-13 | 2023-09-19 | 清华大学 | Crop lodging resistance measurement method and device, electronic equipment and storage medium |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Crook et al. | The effect of nitrogen and growth regulators on stem and root characteristics associated with lodging in two cultivars of winter wheat | |
| US6328660B1 (en) | Method for club fitting | |
| CN112396227B (en) | Rice variety lodging resistance determination and evaluation method | |
| Morgan et al. | Breeding oilseed rape for pod shattering resistance | |
| Alake et al. | Comparative analysis of genotype x environment interaction techniques in West African Okra,(Abelmoschus caillei, A. Chev Stevels) | |
| Grabe | Glutamic acid decarboxylase activity as a measure of seedling vigor | |
| Clark et al. | Complete mechanical impedance increases the turgor of cells in the apex of pea roots | |
| RU2189729C2 (en) | Method for determining cereal crop lodging resistance | |
| Goodman et al. | The responses of field-grown sunflower and maize to mechanical support | |
| Niklas | The mechanical roles of clasping leaf sheaths: Evidence fromarundinaria técta (poaceae) shoots subjected to bending and twisting forces | |
| Buba | Prediction equations for estimating tree height, crown diameter, crown height and crown ratio of Parkia biglobosa in the Nigerian guinea savanna | |
| Leasure | Bioassay methods for 4-amino-3, 5, 6-trichloropicolinic acid | |
| US7340958B2 (en) | Methods for determining potential characteristics of a specimen based on stress wave velocity measurements | |
| Skubisz | Method for the determination of the mechanical properties of pea stems | |
| CN111289695B (en) | Method for evaluating strong seedlings of plug seedlings | |
| Frey et al. | Lodging resistance studies in oats. ii. inheritance and heritability 1 | |
| Lakitan et al. | Non-destructive leaf area estimation in habanero chili (Capsicum chinense Jacq.). | |
| Marshall et al. | Blueberry splitting tendencies as predicted by fruit firmness | |
| Zhang et al. | Breaking Behaviour of Wheat Stem Undergoing Multiple Forces Combination Sequence during Threshing Process | |
| Unander et al. | Early Season Cold Tolerance in Soybean 1 | |
| Lei et al. | Elastic modulus is an ideal indicator to evaluate maize stem strength | |
| Foley et al. | Mechanical Properties of Maize Stalks from the Plant Introduction Collection 1 | |
| Bowman et al. | Establishing a rejection procedure for crop performance data | |
| NIKLAS et al. | Biomechanical and morphometric differences in Triticum aestivum seedlings differing in Rht gene-dosage | |
| RU2382549C2 (en) | Method of selection of lodging resistant cereals |