随着农业生产方式的转变及农业现代化进程的推进,农业工程学科应用领域正不断扩展,农业物料力学特性广泛应用在农业工程的各个领域,同时在基础理论、应用、实验等各方面研究都取得了长足进展,而且在农业工程新技术推广中逐步发现,茎秆作物在整个生产、作业过程中有许多技术问题涉及到相关作物的力学性质,因此需要对其进行基础及试验研究,了解各种物性参数、力学性质,获取可供生产实际参考的理论依据和特性指标。 针对茎秆作物的倒伏问题,本文从力学机理上研究了茎秆作物生物力学抗倒伏特性,分别以高秆、中秆和矮秆三个品种的小麦为试验对象,运用物理机械方法,进行了不同生长期、不同节间小麦茎秆惯性矩、弹性模量、抗弯刚度、抗弯强度、剪切强度等生物力学指标的测定,得出了同一生长期内各指标沿节间的变化情况以及同一节间的各指标在不同生长期内的变化趋势;并且以三个品种的小麦茎秆弯曲性能试验数据为基础,进行了小麦抗倒伏特性的生物力学评价。采用灰色关联度分析法,研究了不同生长期内,小麦茎秆第二节间惯性矩、弹性模量、抗弯刚度、抗弯强度等与弯折性能有关的各生物力学指标与倒伏指数之间的关联度。结果表明,不论是运用等权关联度分析,还是加权关联度分析法,各生物力学指标与倒伏指数之间关联度大小排序均为茎秆的弹性模量>抗弯强度>惯性矩>抗弯刚度,其中茎秆弹性模量对倒伏指数影响最大。 对小麦抗倒伏性进行评价分析时,要确定小麦茎秆弯折性能的各生物力学指标的权重。依据评价指标的确定原则,并通过咨询、调查,确立了有关小麦茎秆弯折性能的四个评价指标,分别为茎秆弹性模量、抗弯强度、惯性矩、抗弯刚度。考虑这四个指标对小麦产量、茎秆弯折性能及其茎秆抗倒伏性的综合影响程度,采用层次分析法确定了这四个指标的权重大小依次为0.467,0.278,0.160,0.095,并利用上述生物力学指标定量地评价小麦的抗倒伏性。这对茎秆作物的优种筛选、寻求抗倒伏途径、机械化生产及农产品深加工等生产和作业环节有着重要的指导意义。