二棱大麦茎秆性状与抗倒性关系的研究

为了给抗倒伏超高产大麦新品种选育提供科学依据，选用本所近年育成的12个高产二棱皮大麦品种(系)为材料，在生产和高产条件下研究了茎秆性状与抗倒性的关系。结果表明，12个品种的倒2、倒3和倒4节间平均倒伏指数分别为109．0、133．5和163．1；茎秆的抗折力与茎秆贮藏的干物质量呈显著正相关，与节间长呈显著负相关；从齐稳期至成熟期、乳熟期倒伏危险性最大；倒伏指数与节间长、秆长及株高呈显著正相关，与节间粗度、壁厚关系不密切。说明培育粗秆有利于孕育大穗，但要增强抗倒能力关键在于适当控制株高，增加秆的干物质积累量，促进茎秆和机械组织的发育和充实，增强茎秆弹性。     

水肥一体化条件下施氮量对密植春玉米茎秆抗倒伏性状的影响

在滴灌水肥一体化及分次施氮条件下,设置9个施氮水平,研究施氮量对密植玉米茎秆抗倒伏能力的影响。结果表明,在一定施氮量范围内,随着施氮量增加,玉米茎秆抗折断力、基部节间穿刺强度(RPS)和单位长度干重(DWUL)逐渐增加;当施氮量达到一定量时,茎秆抗折断力、RPS和DWUL不再增加。玉米株高、穗位高和穗位系数随施氮量增加而上升。茎秆抗折断力与株高、穗位高和穗位系数呈显著负相关,与RPS和DWUL呈显著正相关。滴灌水肥一体化及分次施氮条件下,增加施氮量通过提高玉米茎秆中干物质积累量来改善机械强度,从而提高茎秆的抗倒伏能力。     

密度和施氮量对强筋小麦藁优2018产量和抗倒性的影响

为明确减量播种和减施氮肥对强筋小麦品种藁优2018茎秆质量和抗倒性的影响,采用双因素裂区试验,研究了种植密度(D210,210万株·hm-2;D330,330万株·hm-2;D450,450万株·hm-2)和施氮量(N0,0kg·hm-2;N120,120kg·hm-2;N240,240kg·hm-2)对小麦倒伏高发期茎秆形态的影响,以及抗倒伏指数与茎秆形态指标的相关性。结果表明,在籽粒形成期和蜡熟期,密度由D210增加至D330,小麦茎秆重心高度显著增加,基部节间充实度、秆壁厚度、茎秆机械强度和抗倒伏指数降低;茎秆重心高度以N0最小,N240最高;基部节间秆壁厚度在3个施氮量处理间差异不显著;茎秆充实度、茎秆机械强度和抗倒伏指数随施氮量增加呈降低趋势,但在乳熟期和蜡熟期N120和N240差异不显著。相关分析表明,基部第1节间抗倒伏指数与节间粗度、充实度和第1节间秆壁厚度呈极显著正相关,与第2节间秆壁厚度相关性不显著。逐步回归分析表明,种植密度对小麦抗倒性的影响大于施氮水平。籽粒产量在不同密度处理间差异性不显著,但在不同施氮量间表现为N120和N240处理显著高于N0处理。因此,210万株·hm-2至330万株·hm-2的种植密度和120kg·hm-2的氮素水平在获得较高产量的同时具有较强的抗倒伏能力,是本试验条件下小麦抗倒高产的最优组合。     

磷钾营养对套作大豆茎秆形态和抗倒性的影响

以贡选1号大豆品种为材料,采用两因素随机区组设计,研究了磷钾营养对套作大豆茎秆形态和抗倒性的影响。结果表明,施用磷钾显著影响套作大豆茎秆的抗倒能力。茎秆基部节间粗度、C/N比、细胞壁纤维素、木质素含量、机械强度、抗倒指数(SLRI)均随施钾量的增加而增加,随施磷量的增加呈现出先增后降的趋势,而基部节间长度、主茎高、倒伏率均随磷钾施用量的增加而降低。SLRI与基部第1、2节间粗度、茎秆木质素、纤维素含量、机械强度及C/N比呈显著正相关,与基部节间长度、主茎长、实际倒伏率呈极显著负相关。适宜的磷钾水平(P2O517kg/hm2,K2O 112.5kg/hm2)能提高套作大豆SLRI,降低其倒伏率。     

籼、粳超级稻茎秆抗倒支撑特征的差异研究

为阐明籼、粳超级稻茎秆抗倒支撑特征的差异,以当地主栽且具有代表性的2个超级杂交籼稻组合和2个常规粳型超级稻品种为试验材料,在稻麦两熟制条件下对籼、粳超级稻茎秆形态特征、充实性状和力学特性以及弯曲力矩、抗折力、倒伏指数、田间表观倒伏率和实收产量等进行了系统的比较研究。结果表明,1)粳稻实收产量较籼稻高12.30%,差异极显著;基部0~20cm节间抗折力极显著高于籼稻、倒伏指数极显著低于籼稻,没有出现明显倒伏现象,而籼稻扬两优6号和两优培九两年平均田间表观倒伏率分别达11.97%和12.50%;2)粳稻基部四个节间弯曲力矩均极显著小于籼稻,抗折力均极显著大于籼稻,最终粳稻基部第1至第4节间的倒伏指数均极显著低于籼稻;3)粳稻各节间长度和株高以及基部节间外径、秆型指数、单穗质量、重心高和相对重心高度均小于籼稻,差异显著或极显著,而穗下节间长/秆长粳稻极显著大于籼稻;4)粳稻六个伸长节间的茎秆粗度和茎壁厚度均小于籼稻,其中,基部第1至第4伸长节间的茎秆粗度达到显著或极显著水平;5)粳稻各节间茎秆干质量均小于籼稻,两优培九各节间叶鞘干质量极显著高于其他3个品种,且粳稻基部第2节间单位节间茎秆干质量略高于籼稻,而基部第1、3、4、5、6节间粳稻单位节间茎秆干质量均低于籼稻;6)粳稻单穴固持力和抗弯阻力均显著或极显著大于籼稻,而按压恢复度显著或极显著小于籼稻。可见粳稻固持抗倒能力较强,籼稻抗倒恢复能力较强,且粳稻能协调实现高产与抗倒,这可能与其弯曲力矩小、抗折力大、株高矮、节间配置合理、重心低以及基部节间物质充实足等有关。     

不同种植方式对寒地粳稻干物质积累与茎秆抗折力的影响

以寒地粳稻垦稻12和垦稻31为试验材料,试验采用随机区组设计,应用Richards方程对旱直播(A1)、水稻垄畦栽培(A2)和常规栽培(A3)三种不同的种植方式下的水稻干物质累计过程进行拟合,探讨茎秆基部抗折力、倒伏指数与茎秆主要物理性状的相关性。研究不同种植方式对寒地粳稻干物质积累与茎秆抗折力的影响。结果表明,不同种植方式对垦稻12和垦稻31干物质累积、节间长度、基部第一节间、第二节间的抗折力、弯曲力矩和倒伏指数的影响程度达到显著。对茎秆抗折力和倒伏指数与茎秆主要物理性状间的相关特征分析表明,茎秆抗折力和倒伏指数受茎秆多个物理特性的影响,主要与茎秆基部节间长度、节间充实度等关系密切。     

不同施氮量和栽插密度下三角形强化栽培杂交稻抗倒伏性与群体质量的关系

 以杂交水稻组合Ⅱ优498为材料,在三角形强化栽培(TSRI)条件下,研究了施氮量和栽插密度对水稻群体质量及抗倒伏能力的影响,并探讨了主要群体质量指标与茎秆抗倒伏性及产量间的关系。结果表明,TSRI下,施氮量及栽插密度对水稻产量、群体质量以及茎秆基部各节间抗倒伏能力均存在显著的调控作用。施氮量为150 kg/hm2与栽插规格40 cm×40 cm配合可提高结实期叶面积指数(LAI)、群体透光率,协调茎秆基部各节间弯曲力矩与抗折弯矩,缓和高产栽培的穗粒矛盾,显著提高籽粒产量;而施氮量增加至225 kg/hm2,应适当降低栽插密度,来缓解群体质量指标的恶化,降低倒伏指数,栽插规格50 cm×50 cm为宜。相关性分析表明,不同施氮量和栽插密度下水稻群体质量指标与茎秆基部各节间抗倒伏能力显著或极显著相关;结合产量表现,尤以齐穗期、齐穗后30 d中部的群体透光率以及齐穗后30 d的根系伤流量对水稻产量及抗倒伏性影响显著。     

不同叶龄期追施N、K肥料对籼稻抗倒性的影响

以籼型杂交稻两优6326为材料,通过不同时期追施不同剂量的N肥与K肥,研究了不同时期追肥对水稻抗倒性的影响,及水稻茎秆的生长发育与植株抗倒性的关系。结果表明,N肥试验中,倒伏指数最小的是倒5叶期施肥,最大的为倒1叶期施肥;K肥试验中,倒伏指数最小的是倒2叶期施肥,最大的为倒3叶期施肥。基部节间的健壮程度与水稻的抗倒伏关系为:基部第二节间基部第一节间基部第三节间;对茎秆倒伏指数的影响大小为:基部节间干质量基部节间长度基部节间壁厚基部节间内径,而节间外径大小与植株抗倒关系不密切。     

减氮对机插杂交籼稻茎秆生长及抗倒伏特性的影响

以宜香优2115和F优498为材料,设置4个不同氮肥用量处理,研究减氮对机插杂交籼稻产量和茎秆生长特性的影响,及其与抗倒伏能力的关系。结果表明,与对照（品种最高产施氮量,180 kg/hm²）相比,随着减氮量的增加,参试两个水稻品种的产量均逐渐降低,但N150处理（施氮量150 kg/hm²）的产量降低不显著,而N120处理（施氮量120 kg/hm²）和N0处理（不施氮）的产量降低显著;水稻株高和重心高度均降低,基部节间长度缩短,基部节间的秆型指数逐渐增加,节间充实度（节间干物质量、单位长度节间干物质量和单位体积节间干物质量）先增加后降低,弯曲力矩逐渐减小,折断弯矩逐渐增加,倒伏指数降低,抗倒伏能力增强。相关分析表明,倒伏指数与产量、株高、重心高度、弯曲力矩和节间长度整体上呈正相关;与节间粗度、折断弯矩、茎壁厚度、秆型指数和节间充实度整体上呈负相关。综上,适宜减氮（N150）能够同步实现机插杂交籼稻减氮稳产和高抗倒伏能力;而过量减氮（N120或N0）虽能大幅度提升抗倒伏能力,但难以实现高产或稳产。     

不同穗型粳稻品种抗倒伏性的比较

 选用北方稻区9个不同穗型粳稻品种为材料,初步探讨了不同穗型粳稻品种间抗倒伏性的差异。倒伏多发生在距地面20~40 cm的第2、3节间。基部节间长与倒伏指数呈显著正相关;秆长与倒伏指数呈显著正相关;节至顶鲜质量、长短外径、截面面积与抗折力和弯曲力矩均呈显著或极显著正相关;穗长显著影响各节间的弯曲力矩;穗鲜质量与各节间抗折力、弯曲力矩呈显著正相关;穗颈角对各节间倒伏指数影响不显著。就单个品种而言,弯曲穗型内也存在抗倒性强的品种,不能单纯以穗型来评价品种抗倒性,应综合考虑品种的地域性及品种自身的特性。但从总体水平分析,北方稻区直立、半直立穗型粳稻品种比弯曲穗型品种倒伏指数小,抗倒性好。主要原因在于：直立、半直立穗型品种株高偏矮,基部节间短,更有利于抗倒;直立穗型品种基部茎秆抗倒性状表现良好;直立、半直立穗型品种穗短、轻且穗颈弯曲度小,对茎秆作用力小。此外,还讨论了生态条件、品种特性、穗型与抗倒伏性的相互关系。     

Effects of Nitrogen Fertilizer and Planting Density on the Lignin Synthesis in the Culm in Relation to Lodging Resistance of Buckwheat

Abstract

Lodging is an important constraint limiting buckwheat yield and quality by bending or breaking culm on buckwheat production worldwide. This study was conducted with Ningqiao 01, a moderate lodging resistance cultivar of buckwheat, to determine whether lignin synthesis and lodging resistance of buckwheat are affected by nitrogen fertilizer and planting density. The results showed that the lignin content at the bottom of the 2nd internode was significantly and negatively correlated with lodging index and lodging percentage, but significantly and positively correlated with snapping resistance. The snapping resistance rose and then fell with the increase of nitrogen fertilizer. The snapping resistance decreased with the increase of planting density. The lodging index increased with the increase of nitrogen fertilizer and planting density. The lignin content and its related enzymes activities decreased with the increase of nitrogen fertilizer and planting density. These results suggested that the lignin content is closely related to the lodging resistance of buckwheat, and a higher lignin content could strengthen the lodging resistance of buckwheat. The increase of nitrogen fertilizer and planting density significantly increased the risk of lodging by decreasing the lignin content and its related enzymes activities at the bottom of the 2nd internode.     

不同炭硅处理对水稻抗倒伏特性和产量的影响

以越光品种为试验材料,研究了生物炭与硅肥配施对水稻抗倒伏特性、茎秆强度、化学物质含量、酶活性的影响及相互关系。结果表明,花生壳生物炭与硅肥配施显著降低了水稻节长,增加了茎粗,进而降低了水稻的倒伏指数和倒伏面积率,并提高了茎秆中的淀粉、木质素和纤维素含量及木质素关键酶活性。其中,7.5 t/hm²生物炭与45 kg/hm²硅肥基施、叶面喷施0.02%硅肥的处理表现最优,该处理显著增强了越光的抗倒伏性,第1、第2和第3节的倒伏指数分别比对照下降36.42%、30.19%和26.83%,并实现了增产。相关分析表明,水稻的倒伏指数、倒伏面积率与茎秆强度呈极显著负相关;茎秆中淀粉、纤维素和木质素含量与茎秆强度呈显著或极显著正相关,与倒伏指数和倒伏面积率呈显著或极显著负相关;木质素含量与PAL、TAL、4CL和CAD等酶的活性呈显著正相关。研究结果可为优质水稻越光的抗倒伏栽培提供科学依据和技术支持。     

基于示范样地实际倒伏样本的小麦抗倒机制解析

为解析影响小麦倒伏发生的关键因子与内在机制,基于示范样地,选择不同养分管理下实际倒伏三块样本(1个高倒伏田块和2个低倒伏田块,养分管理方式分别为普通化肥深施、普通化肥撒施和缓控释肥深施),对小麦株型、倒伏节间的形态、组分及维管束数量、根系构型、土壤养分供应等进行比较分析。结果表明,在同等氮肥施用量与相同播种密度下,化肥深施田块（D-CF）的倒伏率高于化肥撒施（M-CF）和缓控释肥深施田块（D-RCU）。茎基部节间是小麦倒伏发生的主要部位,节间越长,倒伏高度越高。高倒伏样本田块（D-CF）的株高显著高于M-CF和D-RCU田块,分别增加15.7%和15.1%,且D-CF田块的穗重与茎鞘叶重比最高。不同田块倒伏节间（茎基部节间）的外径、壁厚均无显著差异,但高倒伏田块D-CF的茎基部节间维管束面积和数量均低于低倒伏田块,较M-CF减少8.7%和9.0%,较D-RCU降低了11.8%和5.9%,且纤维素、半纤维素与木质素的含量显著低于D-RCU田块。D-CF田块的根尖数显著高于两低倒伏田块,且根系总长与表面积显著高于D-RCU田块。D-CF田块的5~10、10~15和15~20 cm土层的速效氮含量均最高。经相关性分析,倒伏率与株高呈显著正相关,与倒伏节间维管束数量及半纤维素、纤维素与木质素的总含量均呈显著负相关。株高分别与根系总根长、根尖数及5~20 cm土壤速效氮含量呈极显著或显著正相关,而维管束数量与5~10 cm土壤速效氮含量呈显著负相关,纤维素及木质素含量均与5~20 cm土壤速效氮含量呈显著负相关,半纤维素含量则与10~15 cm土壤速效氮含量呈显著负相关。受田间小麦根系构型及中下层土壤速效氮含量影响,株高和茎基部节间维管束数量及三素（半纤维素、纤维素、木质素）含量是小麦倒伏风险的主要影响因子。     

施氮量对滴灌冬小麦茎部特征及其抗倒伏性的影响

为了研究施氮量对滴灌冬小麦茎部形态特征及其抗倒伏能力的影响,在2014-2015年冬小麦生长季,以新冬18号为试验材料,在大田滴灌条件下研究了300(N_1)、360(N_2)、420(N_3)和480(N_4)kg·hm~(-2)四个不同氮肥水平对冬小麦茎部形态特征、力学特征及抗倒伏性能的影响。结果表明,随着施氮量的增加,滴灌冬小麦的株高逐渐增高,重心高度升高,平均节间长度增长,单株鲜重增加,而基部节间直径减小,茎秆基部的机械强度及抗倒伏指数降低;随着生育进程的推进,冬小麦茎秆基部的机械强度及抗倒伏指数均呈降低的趋势。茎秆的机械强度和抗倒伏指数与株高、重心高度、单茎鲜重显著负相关,与基部节间直径呈显著正相关。N_2处理小麦倒伏率较低,产量最高,为6 315.76kg·hm~(-2),分别较N_1、N_3、N_4处理产量高4.72%、6.69%和13.59%。在本试验条件下,适当控制施氮量可以降低滴灌小麦倒伏率,增加产量。     

中微量元素肥料不同用量对超级稻品种倒伏及产量的影响

为了明确中微量元素肥料(主要成份Ca O、MgO、SiO_2和ZnO含量分别为20%、12%、10%和3%)不同用量对超级稻抗倒伏能力和产量形成的影响,于2014年早、晚季以超级稻品种天优3618为材料,设置4个用量水平(F0,对照,全生育期不施用,F1、F2和F3用量分别为25 kg/667 m~2、50 kg/667 m~2和75 kg/667 m~2)进行大田试验,研究中微量元素肥料施用对水稻的茎秆抗折力、形态结构和产量形成的影响。结果表明,中微量元素肥料的施用显著降低了早晚稻的倒伏指数和重心高度,与对照相比,F1和F2处理分别使水稻的倒伏指数和重心高度下降10.50%、8.37%和2.56%、2.22%;显著提高了水稻的单株和单茎抗折力、节间抗折力、节间的鲜质量百分比和茎壁厚度,分别较对照平均提高10.78%、13.49%、12.33%、11.93%和4.81%;同时基部不同节间对中微量元素肥料的响应存在差异,其中第2节间倒伏指数的下降幅度较第3节间多5.51个百分点,而第2节间的鲜质量百分比、鲜质量/干质量、茎壁厚度和粗度则分别多增加3.55个、2.41个、0.98个和0.19个百分点;中微量元素肥料的施用也有利于水稻产量的形成,但除成穗率和抽穗期绿叶面积外,其他指标各处理与对照的差异并未达显著水平。上述结果表明,中微量元素肥料能提高水稻的抗倒伏能力,有利于水稻产量的形成,其适宜用量为25~50 kg/667 m~2。     

氮肥管理对稻虾共作模式水稻产量和抗倒伏特性的影响

通过设置不同稻作模式（水稻单作、稻虾共作）和氮肥管理（不施氮、常规施氮、减氮）两因素交互试验,研究氮肥管理对稻虾共作模式水稻产量及抗倒伏特性的影响。结果表明,稻虾共作模式下常规施氮和减氮处理的水稻产量分别为7 539 kg/hm²和7 328 kg/hm²,比水稻单作模式降低29.4%~32.3%,这主要是由于试验当年水稻移栽后连续降雨导致缓苗不利所致,也与深水淹灌下水稻有效穂数、每穗粒数和千粒重下降有关。相比水稻单作,稻虾共作模式下水稻茎秆的株高、穂颈高、重心高、弯曲力矩和倒伏指数平均增加12.9%、17.9%、8.0%、20.9%和33.5%,第2节间茎壁厚、抗折力和折断弯矩平均降低38.7%、16.8%和16.6%。在稻虾共作模式中,与常规施氮处理相比,减氮处理仅减产2.9%,水稻茎秆抗折力增加13.5%、倒伏指数降低1.8%。相关分析表明,茎壁厚度与倒伏指数呈极显著负相关（p<0.01）,株高和弯曲力矩与抗折力呈显著负相关（p<0.05）。稻虾共作模式可保证水稻稳产,氮肥减施有助于提高该模式下水稻抗倒伏能力,降低倒伏风险。     

硬粒小麦抗倒性研究

为给硬粒小麦抗倒育种和栽培提供参考,以9份高产型硬粒小麦品种为材料,研究了节间形态及其与抗倒性的关系。结果表明,节间壁厚、髓腔直径及实心度与硬粒小麦的倒伏率密切相关,实际倒伏率与节间壁厚及实心度呈极显著负相关,与髓腔直径呈极显著正相关。基部第2节间的健壮程度与倒伏的关系最为密切。在硬粒小麦抗倒伏育种中应着重提高基部第2节间的质量,选择茎粗适中、实心度较高的类型,提高抗折力,改良抗倒伏能力。品种倒伏指数可作为硬粒小麦抗倒伏性能的评价指标。