植物茎杆强度测定仪对小麦茎杆强度影响因素的研究

托普仪器——致力于中国农业仪器的发展公司自产产品主要有土壤仪器类、农业气象仪器类、植保仪器类、农药残留仪器类、果品品质仪器类、植物生理仪器类、种子仪器类、培养箱仪器类、作物品质仪器类、农业物联网等百余种，拥有国内强大的农业仪器产品群。植物茎杆强度测定仪对小麦茎杆强度影响因素的研究植物的茎杆强度对于植物的抗倒伏性有非常大的影响。基于对植物茎杆强度的研究，浙江托普仪器研发了YYD-1型植物茎杆强度测定仪，以此来服务于植物茎杆强度的测量。本文主要利用植物茎杆强度测定仪来研究小麦的茎杆强度的影响因素。一、植物茎杆强度测定仪简介植物茎杆强度测定仪是由浙江托普仪器有限公司研发的一款测量植物茎杆强度的仪器。它适用于农业遗传育种，采用拉压力传感器，通过向下施加压力，待茎秆折断的瞬间产生压力用仪器数字显示这一原理。仪器采用充电电池供电。基本配置：标准配置里有三种夹具，适用于不同粗细作物茎秆强度的测定。玉米、高粱、烟草等茎杆的强度是决定抗倒伏能力的一个主要因素，长期以来玉米、高粱、烟草的倒伏给玉米地机械收割造成很大的困难。从机械化水平来说，造成大量的粮食浪费。另外，玉米倒伏，导致光照不充分，使其生产量受到极大的限制，该仪器适用范围适用于农业遗传育种部分。植物茎杆强度测定仪特点：托普仪器——致力于中国农业仪器的发展公司自产产品主要有土壤仪器类、农业气象仪器类、植保仪器类、农药残留仪器类、果品品质仪器类、植物生理仪器类、种子仪器类、培养箱仪器类、作物品质仪器类、农业物联网等百余种，拥有国内强大的农业仪器产品群。1.三种不同测头：可进行茎杆弯折性能测量、茎杆抗压强度测量、茎杆组织结构（穿刺）强度测量；2.可连接电脑测试，可保存、打印，做各种分析，输入速度、面积还可显示位移、压强等参数；3.可储存896个测试值4.大屏幕液晶显示，有背光功能，并具有屏幕数字正、倒反转功能；5.自动关机时间设置；6.电池容量显示，电量过低自动关机。二、小麦茎杆形态与倒伏关系的研究小麦的茎杆具有支撑地上部分及贮藏和运输养分的功能，由节和节间组成。节可以增加小麦茎杆的刚度，提高茎杆抵抗外部的弯曲载荷能力。节间由表皮、下表皮、薄壁组织、机械组织和维管束等部分组成。五部分的相互作用使得小麦的茎杆表现出优良的力学性能。一般认为株高是影响茎杆倒伏的一个重要因素，小麦株高与抗倒伏存在显著负相关[5][6]。但品种间发生倒伏的临界株高不同，相同株高的品系抗倒性也可能存在差异[4]，这说明除株高外还有其他因素影响茎杆倒伏。茎杆倒伏多发生在茎杆基部第一、二个节间[7]，基部节间短而厚的茎杆抗倒性强，节间长、茎壁薄的茎杆抗倒性差。小麦穗下节间长度占节间总长的比例和穗下节间与穗长之和占节间总长的比例较大时，茎杆抗倒伏能力强。部分学者认为，小麦茎杆直径(茎粗)与抗倒伏无明显相关性[4][11]。三、小麦茎杆的结构特征与抗倒伏关系的研究小麦的茎杆中空，具有多个节和节间，上部的节间较长而壁薄，下部的节间通常较短而壁厚。茎杆节间横切面的结构由内向外由髓腔、薄壁组织、维管束、厚壁组织和表皮等部分组成[12]。其中，分布于薄壁组织间的维管束称为大维管束，分布于边缘厚壁组织中的维管束称为小维管束。与抗倒性密切相关、影响茎杆的机械强度的就是这些解剖结构中的维管束数量、厚壁组织细胞层数及其木质化程度、皮层纤维细胞的厚度等。一些小麦品种，由于茎杆机械强度较差，从而导致倒伏[13]。因而，从茎杆解剖学角度研究茎杆抗倒伏性的差异具有重要意义。王健等[12](2005)分析了三个小麦品种的茎杆结构特征与茎杆机械强度的关系，结果表明茎杆横切面上的厚壁组织与其抗压强度显著正相关(R=0.8043)，单位面积上的大维管束数目却显示正相关。肖世和等[2](2002)通过分析抗倒伏性有差异的30份品种的茎杆强度值与茎杆解剖学性状的相关性，上部节间的髓直径与茎杆强度呈现负相关，而基部节间髓直径与茎杆强度为正相关。Pinthus[10]在比较各种麦类作物茎杆维管束的直径和面积后指出，抗倒伏品种维管束的直茎和面积均明显大于不抗倒伏品种。有关维管束数目与茎杆强度的关系，不同研究者之间存在分歧。王建等[12](2005)认为茎杆横切面上的大维管束、小维管束和总维管束数目均与茎杆机械强度呈负相关，此外，单位面积大维管束数目对茎杆抗压强度有托普仪器——致力于中国农业仪器的发展公司自产产品主要有土壤仪器类、农业气象仪器类、植保仪器类、农药残留仪器类、果品品质仪器类、植物生理仪器类、种子仪器类、培养箱仪器类、作物品质仪器类、农业物联网等百余种，拥有国内强大的农业仪器产品群。显著影响，而小维管束的数目对茎杆抗压强度似乎无显著的作用。肖世和等[2](2002)认为茎杆强度与茎杆内维管束数目有显著正相关关系。研究表明，水稻茎壁厚、大小维管束数目与茎杆机械强度存在极显著正相关，而且水稻茎杆中大、小维管束数目是协调发育的，维管束数目愈多，抗倒伏能力愈强[14]。王群瑛等[15](1991)和王立新等[16](1990)通过研究玉米茎杆的解剖结构发现，茎杆的抗倒伏能力取决于机械组织和维管束的数量和质量，茎杆中维管束数量多少、维管束面积所占比例、单位面积中大维管束数目及面积大小等均对植株抗倒伏能力有显著影响。