失水后干豆荚的结构与力学性能

目的研究失水后豆荚的结构与力学性能,探究豆荚扭转开裂而撒射种子的生物力学机制。方法通过组织学、显微结构材料学观察、力学性能测试和高速摄像,分析绿豆荚的分层情况以及各个细胞层细胞尺寸和方向的区别,观察豆荚弹射过程,并总结豆荚弹射的原理。结果豆荚弹射过程是从豆荚的尾部开始出现裂痕,从下往上逐渐裂开。同一个豆荚的不同两片细胞排布相反,每片豆荚分为4层,其中外层上表面和中层细胞互相正交,且在两层正交的细胞层中间有一层细胞壁破裂的细胞。在豆荚成熟失水过程中,外层纤维发生收缩,中层纤维发生拉伸。结论豆荚纤维在正交方向失水收缩,累积弹性能,产生预应力,最终通过豆荚开裂来释放。