0、 引言

水稻是我國第一大糧食作物，而水稻生長的過程為育苗、移栽、生長、收獲。水稻工廠化育秧包括浸種、破胸、播種、催芽、綠化、煉苗、出秧。

水稻的高產量與芽種的物理特性以及播種機排種器設計有關。水稻芽種物理特性包括芽種的幾何尺寸、千粒質量、流動性及硬度等。充分了解水稻物料特性在播種時能減少對種子的損傷，提高出苗率，從而使其達到增產增收的目的。目前，對水稻物理特性的研究，主要針對水稻種子在一定條件下的物料特性，對發芽后水稻的物理特性研究較少。本研究將針對黑龍江省常用的4 個水稻品種的物理特性進行試驗研究，為水稻芽種精量播種裝置的研究提供理論基礎。

1、 試驗材料

本研究選用了黑龍江省常用水稻品種: 空育 131、墾鑒稻 6、墾稻 12、龍粳 26 為研究對象。試驗前先對稻種進行除芒、選用、清洗、催芽、晾芽處理。首先除去干癟稻種，通過浸泡使種子中的水分達到飽和。其次，在一定溫度下催芽，催芽溫度保持在 26°左右，催芽約 36h，待種子破胸露白，取芽長 2 ～ 4mm 作為試驗材料。

2、 水稻芽種物理特性研究

2． 1 芽種的幾何特征

播種機的播種裝置直接與種子接觸，因此種子的尺寸與形狀直接影響播種裝置的結構參數，也涉及到種子在排種器內的流動、填充等狀態。因此，研究種子的幾何特性十分重要。芽種的三維坐標如圖 1 所示。

2． 1． 1 試驗方法

隨機選取 4 種水稻品種的芽種各 100 粒，在其長、寬、厚 3 個方向上，用電子數顯卡尺測其尺寸，每次試驗重復 3 次，取平均值。

2． 1． 2 試驗數據結果分析

水稻芽種播種常規含水率范圍為 23% ～ 25% ，因此在研究稻種長度、寬度、厚度的尺寸分布時，以芽種含水率 25% 為代表進行研究。

1\\) 在一定含水率下芽種的幾何尺寸分布，如圖 2～ 圖 4 所示。

由圖 2 知: 芽種在長度上分布服從正態分布，4 種芽種長度主要分布在 6． 9 ～ 7． 4mm 之間，占總量 10%～ 25% ; 其余分布向兩邊遞減，芽種長度分布范圍為5． 8 ～ 8． 8mm。

由圖 3 知，芽種寬度服從正態分布，4 種水稻芽種寬度主要分布在 3． 6 ～ 4． 2mm 之間，占總量 10% ～17% ; 其余分布向兩邊遞減，變化范圍在 2． 5 ～ 5． 5mm之間。

由圖 4 可得: 芽種厚度服從正太分布，4 種芽種寬度主要分布在 2． 3 ～ 2． 7mm 之間，占總量 20% ～40% ; 其余分布向兩邊遞減，變化范圍在 1． 8 ～ 4． 3mm之間。

2\\) 在不同含水率下芽種的幾何尺寸分布，如圖 5～ 圖 7 所示。

由圖 5 可知: 墾鑒稻 6 在不同含水率下，長度最小，變化范圍 6． 2 ～ 7mm; 空育 131 和龍粳 26 略大于墾鑒稻 6，長度變化范圍 6． 8 ～7． 2mm; 墾稻 12 長度最長，變化范圍在 7． 4 ～7． 8mm。

由圖 6 可知: 墾稻 12 寬度變化范圍最小，變化范圍在 3 ～4mm 之間。龍粳 26、空育 131 和墾鑒稻 6 變化范圍基本一致，為 3． 7 ～4mm 之間。

由圖 7 可知: 墾稻 12 在相同含水率下厚度最小，變化范圍為 2． 15 ～ 2． 35mm; 空育 131 變化先快后平緩，變化范圍在 2． 2 ～ 2． 3mm 之間; 龍粳 26 變化范圍為 2． 25 ～ 2． 4mm; 墾鑒稻 6 最厚，變化范圍為 2． 3 ～2． 4mm。

2． 2 芽種的千粒質量

芽種千粒質量是以克來表示一千粒種子的絕對質量。它是體現種子大小與飽滿程度的一項重要指標，是檢驗種子質量的內容，也是田間預測產量時的重要依據。千粒質量的大小對播種過程中稻種充種、投種過程的運動軌跡、運動狀態影響顯著，對確定播種裝置與秧盤之間的對應位置關系有重要影響。

2． 2． 1 試驗方法

隨機選取水稻品種為空育 131、墾鑒稻 6、墾稻12、龍粳 26 的芽種各 1 萬粒，將其分成 10 組，室溫為22℃ 的環境下、相對濕度為 12% ，用測量精度為 0． 05g的電子天平進行測量，并記下測量結果。為了減少誤差，每次試驗重復 3 次，計算其平均值。

2． 2． 2 試驗數據結果分析

1\\) 在不同含水率下芽種的千粒質量

隨著含水率從 21% ～29% 的增加，稻種的千粒質量增大。其中，空育 131、墾稻 12、龍粳 26 變化基本一致，變化范圍為 33% ～37% 。墾鑒稻 6 的千粒質量略大一些，變化范圍為 35% ～40% ，如圖 8 所示。

2\\) 在一定含水率下芽種的千粒質量

在含水率 25% 的條件下，得出了 4 種芽種的千粒質量分布比例，如圖 9 所示。由圖 9 可知，4 種芽種的千粒質量屬正態分布: 墾稻 12 主要分布在 37 ～40g 之間，占總量 20% ～ 30% ，變化范圍為 32 ～ 41g; 空育131 的芽種千粒質量主要分布在 37 ～ 40g 之間，占總量 20% ～30% ，變化范圍為 32 ～40g; 墾鑒稻 6 的芽種千粒質量主要分布在 36 ～ 39g 之間，占總量 25% ～40% 變化范圍為 35 ～ 41g; 龍粳 26 的芽種千粒質量主要分布在 38 ～ 41g 之間，占總量 20% ～ 25% ，變化范圍為 35 ～42g。

2． 3 芽種的流動性

水稻屬于散粒物料，內摩擦因數小、易脫落，這種特性稱為流動性或散落性。稻種流動性的大小對播種裝置的設計有重要意義，稻種流動性的大小可用靜止角和自流角兩個指標來表示。

2． 3． 1 休止角

休止角又稱靜止角，指物料從一定高度自然連續地下落到平面上，所堆積成的圓錐體母線與地平面的夾角，反映了散粒物料的內摩擦特性和散落性能。

物料的休止角越大，它的內摩擦力越大，散落特性越不好。

2． 3． 1． 1 試驗方法

在芽種含水率分別為 21% 、23% 、25% 、27% 、29% 條件下，隨機選取發芽處理過的 4 種水稻品種的芽種各 5 份裝入漏斗中測量，待芽種全部落下，用測角儀測量休止角，如圖 10 所示。

2． 3． 1． 2 試驗數據結果分析

4 種水稻品種的芽種休止角隨含水率增加而增大: 當含水率小于 27% 時，墾鑒 12 的休止角最大，空育 131 和墾鑒稻 6 居中，龍粳 26 最小; 當含水率大于27% 時，4 種品種的芽種休止角基本一致，如圖 11 所示。

2． 3． 2 自流角

自流角又稱滑動摩擦角，是指芽種與斜面產生相對滑動時，二者之間的角度。芽種的自流角與稻種的大小、形狀及含水率等因素有關。

2． 3． 2． 1 測量方法

在芽種含水率分別為 21% 、23% 、25% 、27% 、29% 條件下，隨機選取經過發芽處理的芽種各 100粒，將其放置在芽種滑動摩擦角的測量裝置上，裝置結構示意圖如圖 12 所示。開始測量時，慢慢搖動手柄，使斜面緩緩上抬，當大部分芽種即將滑動時，記下角度儀的讀數。

2． 3． 2． 2 試驗數據結果分析

空育 131、墾鑒稻 6、墾稻 12、龍粳 26 的芽種自流角隨含水率的增加而增大，如圖 13 所示。由圖 13 可知: 芽種的自流角在含水率小于 27% 時，略有不同，龍粳 26 最大、墾稻 12 最小; 當含水率大于 27% 時，4 個品種自流角基本一致。4 種芽種的自留角變化范圍約為 22° ～45°。

3、 結論

1\\) 在一定含水率下，芽種的幾何尺寸服從正態分布，長度主要分布在 6． 9 ～7． 4mm 之間，寬度主要分布在 3． 6 ～4． 2mm 之間，厚度主要分布在 2． 3 ～ 2． 7mm之間。在不同含水率下，隨含水率的增加，芽種的幾何尺寸相應增加。

2\\) 在一定含水率下，芽種的千粒質量服從正態分布，分布范圍主要在37 ～41g 之間。在不同含水率下，隨含水率的增加，芽種的千粒質量相應增加。

3\\) 在一定含水率下，芽種的休止角主要分布在26° ～ 33°之間，滑動摩擦角主要分布 21． 5° ～ 23． 1°之間。在不同含水率下，休止角和滑動摩擦角隨含水率的增加而增大。芽種流動性最好的品種為龍粳 26。

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