植物茎秆强度测定仪产品介绍

一、仪器定位与学术背景

托普云农植物茎秆强度测定仪（型号TP-YYD-1、TP-YYD-1A、TP-YYD-1B，亦称植物抗倒伏测定仪）是基于材料力学三点弯曲原理与轴向穿刺/压缩力学模型构建的便携式生物力学测试装备。仪器通过高精度拉压力传感器与MEMS倾角传感器，对作物活体或离体茎秆施加标准化载荷，将传统经验性的"茎秆硬度"主观判断转化为可重复验证的力学参数（牛顿N、压强kPa），属作物抗倒伏表型组学、栽培生理及遗传育种中的原位力学量化工具。

二、测量原理与力学模型

抗弯折（弯曲）强度测定：采用类三点弯曲加载方式，以恒速推进侧向压板对直立或水平固定茎秆施加集中径向力，记录茎秆产生规定挠度或发生结构性失效（折断/屈服）时的峰值力值；结合支点跨距与茎秆直径可按梁弯曲公式近似估算弯曲应力与弹性模量。

穿刺强度测定：以标定截面积圆锥或圆柱探针垂直压入茎秆表皮及纤维层，记录穿透表皮与内部组织过程中的力—位移曲线，以穿透峰值力或单位面积穿透阻力表征茎壁组织致密度与抗虫蚀/抗病侵入能力。

轴向抗压/拉伸强度测定：通过平面压头垂向施压模拟茎秆受自重与果穗重力压缩，或通过拉钩轴向拉伸模拟风载与机械拉扯下的承载极限与形变特征。

力—角度同步采集：内置倾角传感器实时监测茎秆偏转角，绘制力—角度及力—位移曲线，用于分析茎秆韧性、塑性变形阶段及倒伏临界角。

三、硬件系统构成

高精度拉压力传感单元：依机型分设细茎秆（水稻、小麦，小量程高分辨率）与粗茎秆（玉米、甘蔗、高粱，大量程）两档，内置温度补偿电路，经24位ADC数字化输出。

模块化可换测头组件：含侧向压板（弯折测试）、穿刺探针（穿刺强度）、拉钩（拉伸/抗弯）、平面压头（轴向抗压），适配不同径级（一般0～40 mm）茎秆。

恒速推进/施力机构：实验室架式配置可选手动恒速推杆或电动恒速加载，消除人为施力波动对断裂临界点的干扰。

倾角传感与主机终端：嵌入式微处理器控制自动捕捉并保持峰值力值、设定触发阈值、蜂鸣提示；液晶屏支持数字正反转显示以适应不同观测角度。

供电与数据接口：内置可充电锂电池支持野外连续作业，配有USB数据线与蓝牙/Wi-Fi无线模块，可与手机APP或PC端软件通信实现数据同步、曲线回放与分组统计。

四、测量模式与功能特点

活体无损/微损测量（TP-YYD-1A/1B）：可直接在田间对标记单株原位测定，不破坏根系与上部植株，允许对同一植株跨生育期纵向追踪茎秆强度动态变化。

离体精密测试（TP-YYD-1）：主机可拆卸配合实验室支架对切断茎秆进行高精度破坏性力学极限测试，获取更精确的弹性模量与断裂能参数。

自动/手动双测量模式：自动模式下可按预设角度或力值阈值自动记录；手动模式便于特殊样本定制操作。

分组统计与存储：支持对照/处理组分组测量，自动计算每组平均值、最大值、最小值；本地可存储万级以上记录，支持单条/单组删除与Excel格式批量导出。

单位切换与峰值保持：支持牛顿（N）、千帕（kPa）、千克力（kgf）或磅（lb）多单位即时切换，自动锁存峰值断裂力。

五、典型科研与应用场景

作物遗传育种与抗倒伏种质筛选：在F₂及以后分离群体中高通量测定基部节间抗弯折力与穿刺强度，量化品种间茎秆韧性差异，辅助QTL定位与抗倒伏品种选育。

栽培生理与水肥/密度效应研究：通过不同时期活体测定，量化氮肥运筹、种植密度、化控剂（如矮壮素、烯效唑）处理下茎秆力学性能的变化规律，为"促壮防倒"栽培方案提供定量依据。

抗逆性与病虫害关联评价：茎秆穿刺强度衰减与茎腐病、螟虫钻蛀造成的组织空洞呈相关性，可用于抗病/抗虫种质间接筛选。

农机适配与收获损失控制：测定成熟期茎秆抗压碎强度，为联合收割机滚筒转速、脱粒间隙等参数设定提供力学依据，降低落粒与破碎损失。

六、技术特点综述

仪器实现"标准化施力+多模态传感"的全场景茎秆力学测试，覆盖水稻、小麦等细茎作物与玉米、甘蔗、高粱等粗茎作物两大量程体系；活体原位无损测量保留田间群体完整性，克服传统离体实验室测试因失水老化导致的数据偏差；多测头模块化设计与倾角同步采集使单一设备可完成弯折、穿刺、抗压、拉伸四类生物力学实验；配套APP与PC软件支持力—角度曲线分析与分组统计，整机在核心功能上对标进口万能材料试验机的茎秆专项测试需求，兼具国产自主可控、本土化算法迭代与田间维保优势。

浙江托普云农科技股份有限公司专业研发生产供应（销售）植物茎秆强度测定仪，厂家直销，欢迎新老用户了解咨询！