不同春玉米品种茎秆显微结构对抗折强度的响应

以冀西北寒旱区9个春玉米品种为研究对象,通过测定玉米基部第3节抗折强度,利用光学显微镜观察其茎节显微结构,对维管束各项显微指标与节折强度进行相关分析,研究春玉米节折强度与茎秆显微结构之间的关系。结果表明,不同春玉米品种间节折强度达显著水平。对各品种维管束显微指标进行统计分析表明,维管束鞘厚度和表皮细胞厚度变异系数最大,分别达到34.8%和23.2%;茎节维管束数目增多不利于节折强度的提高(r=-0.945**,r=-0.927**),维管束平均面积、韧皮部面积增大有利于节折强度的增加(r=0.831*,r=0.799*;r=0.733*,r=0.786*)。通径分析表明,维管束数目对节折强度的直接效应最大,表皮细胞厚度次之,维管束最大面积、维管束鞘厚度、韧皮部面积等指标也通过维管束数目对茎折强度起间接作用。参试品种中,京农科728、纪元108维管束数目较少,维管束平均面积、韧皮部面积较大,茎折强度较高,抗倒伏性优于其他品种。     

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。     

优质稻佳辐占抗倒力与施氮量的关联性观察

为探索优质稻佳辐占抗倒力与施氮量的关联性,设置不同施氮量试验。结果明确,施氮量9.2kg/667m2时,茎秆矮壮产量高;超量施氮时,各节间的外径粗度和秆壁厚度变小,弯曲力矩加大而抗折力降低,倒伏指数升高,成熟前遇风雨发生倒伏;在茎秆中,倒4、倒3节间是最易折倒的部位,超量施氮时,该节间的倒伏指数＆gt;200。     

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。     

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。     

玉米自交系茎秆显微结构及其与茎节抗折强度的相关与通径分析

通过测定黄淮海地区22个常用玉米自交系的玉米茎节抗折强度(节折强度,NSS),并利用光学显微镜观察其茎节显微结构,对维管束各项显微指标与节折强度进行相关及通径分析,研究玉米节折强度与茎秆显微结构之间的关系。结果表明,不同自交系间节折强度差异达显著或极显著水平;对各自交系维管束显微指标进行统计分析表明,单个维管束面积的变异系数最大,为25.06%,其次是维管束数目,为19.97%;茎节维管束数目增多不利于节折强度的提高(r=-0.54**,r=-0.55**),单个维管束面积增大有助于节折强度的提高(r=0.48*,r=0.43*)。通径分析表明,抽雄后6 d及15 d两个测定时期均为维管束个数对节折强度的直接效应最大,单个维管束面积效应次之;在花后6 d,维管束最小直径、平均直径等指标对于节折强度的贡献也主要通过维管束数目的间接效应起作用。     

种子包衣处理对夏玉米抗倒伏能力的影响

从植株形态、生物力学特性、茎秆解剖形态等方面研究包衣处理与根部抗倒性、茎秆抗倒能力的关系,分析种子包衣处理对夏玉米抗倒性能的作用效果.结果表明,种衣剂可促进植株生长,使干物质积累量增加,根系发育较早,根条数增加;促进茎秆内部维管束和机械组织发育;茎秆含钾量增加,有利于抗拉力、抗折力、茎秆穿刺强度增加;可以提高植株抗倒能力从而增加产量.     

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。     

深松与施氮方式对春玉米子粒灌浆及产量和品质的影响

在等氮量条件下研究深松与施氮方式对玉米子粒灌浆特性及产量和品质的影响。结果表明,深松使玉米灌浆后期百粒重增加,隔行深松(T1)对灌浆后期百粒重的增加作用大于行行深松(T2);追氮处理最大灌浆速率(Gmax)、平均灌浆速率(G)、灌浆后期百粒重与灌浆活跃生长期(P)均大于一次性基施氮肥处理,且随追氮次数的增加灌浆后期百粒重增加;深松使Gmax增加,最大灌浆速率出现的天数(Tmax)提前,对灌浆速率的增加作用T1处理大于T2处理;各施氮处理对灌浆速率的影响表现为拔节期、灌浆期分别追施氮肥>拔节期追施氮肥>一次性基施氮肥。追氮对子粒灌浆的促进作用大于深松措施。灌浆后期百粒重与产量极显著正相关。G和Gmax与灌浆后期百粒重的相关系数较大,其他灌浆参数相关性较小。子粒蛋白质含量与产量呈极显著正相关;淀粉含量与产量呈显著负相关;油分含量与产量间的相关性较小。     

不同玉米品种青贮收获期茎秆抗倒力学特性比较分析

以34个玉米品种为试材,在青贮收获期调查田间倒伏率、株高、穗位高、茎粗等农艺性状,测定茎秆穿刺强度及压碎强度,比较分析不同玉米品种的茎秆力学特性、品种差异性和指标相关性,为筛选抗倒能力强、适宜机械化收获的青贮玉米品种提供理论依据。结果表明,茎秆基部节间的穿刺强度及压碎强度随节间的上升逐渐降低,且与株高存在显著正相关关系。茎折是玉米青贮收获期倒伏的关键因素,参试的34个玉米品种中,32D22、先玉1692、东单606和KXA4574综合抗倒能力较强。     

籼粳稻杂交后代倒二节间维管束性状与穗部性状的关系

以典型籼稻七山占和典型粳稻秋光所构建的重组自交系群体为试材,对维管束性状与穗部性状进行了相关分析的结果表明:倒二节间大维管束韧皮部面积与颖花数呈极显著正相关,大小维管束数、大维管束韧皮部面积与一、二次枝梗数呈极显著正相关,倒二节间大维管束木质部面积和大维管束面积与一、二枝梗结实率和结实率呈显著正相关。说明在倒二节间大、小维管束数量多的前提下,大维管束韧皮部面积,大维管束木质部面积等性状的优良,有利于改善穗部性状。     

Lxx侵染甘蔗后在蔗茎中的积累及对蔗茎组织结构的影响

以接种病原菌 Leifsonia xyli subsp. Xyli（Lxx）的‘拔地拉’（‘Badila’）甘蔗为研究材料,利用实时定量PCR技术研究病原菌Lxx在蔗茎中的积累情况,采用半薄切片技术研究茎维管束的病变规律。结果表明,在接种Lxx的Badila中,Lxx菌量积累随蔗茎由基层到尾层呈现递减趋势。半薄切片结果表明,接种Lxx蔗茎基部维管组织中的韧皮部和木质部损坏严重,甘蔗茎节处相对茎间的基本细胞小得多,且具有木质部异形、细胞大小不一、细胞整体较为密集。接种Lxx蔗茎维管组织中的韧皮部和木质部损坏程度与Lxx菌量分布呈正相关。甘蔗茎节与茎间的组织结构差异是Lxx菌量由基层到尾层呈现递减的原因之一。本研究为进一步研究Lxx与甘蔗寄主的互作提供了理论依据。     

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。     

野生大豆(Glycine soja)YD63和栽培大豆(Glycine max)ZD19茎秆解剖结构比较解析

以野生大豆YD63和栽培大豆ZD19为研究对象,通过组织化学方法观察茎秆解剖结构的差异,并进一步分析和阐述这些解剖结构与功能和环境适应性间的关系,旨在为大豆抗逆性研究提供解剖学依据。结果表明：1）野生大豆表皮毛和腺毛多于栽培大豆,且角质层厚度、表皮厚度和表皮比例均大于栽培大豆,表皮和外皮层细胞的木质化和木栓化程度也高于栽培大豆;2）野生大豆皮层、韧皮部、木薄壁组织和髓的比例均大于栽培大豆,茎秆机械强度降低,可塑性升高,抗逆性增强;3）栽培大豆木质部、木纤维和总纤维比例均大于野生大豆,并且表皮细胞壁厚度、韧皮纤维壁厚度、木纤维壁和导管壁厚度均大于野生大豆。栽培大豆组织木质化的比例大于野生大豆,茎秆的机械强度升高,可以更好地维持直立生长和形态构建;4）栽培大豆微管形成层的细胞层数和厚度均大于野生大豆。栽培大豆木质部的比例大于韧皮部的比例,而野生大豆两者比例基本相同;5.）野生大豆韧皮部厚壁组织几乎是连续分布,仅在髓射线处中断,而栽培大豆是不连续的,呈片状分布,野生大豆韧皮部厚壁组织的比例大于栽培大豆;6）野生大豆导管壁强度(t/b)2和小导管比例大于栽培大豆,水分运输的安全性较高,但野生大豆木质部的连通性和水分运输的效率低于栽培大豆。本研究较系统地比较了野生大豆YD63和栽培大豆ZD19茎秆解剖结构特点,可为大豆抗性遗传改良提供解剖学依据。     

菠萝蜜叶绿素缺失突变体幼苗茎的解剖结构

木本植物茎的发育在木材形成中具有重要意义。以菠萝蜜叶绿素缺失突变体幼苗（Chlorophyll deficient mutant, CDM）为研究材料,选取正常幼苗作为对照（Control check, CK）,观察并测量其株高和基部茎粗。使用石蜡切片法和光学显微技术对茎各节间进行观察,测量木质部、韧皮部、表皮和周皮的厚度,比较CDM与CK之间的差异。结果显示,CDM的株高和基部茎粗的增长受到一定的抑制,各节间木质部、韧皮部以及周皮的厚度均减小;相比次生木质部,次生韧皮部的抑制作用更显著。     

Relationship between stem characteristics and lodging resistance of Tartary buckwheat (Fagopyrum tataricum)

ABSTRACT

Stem lodging can limit the grain yield of Tartary buckwheat (Fagopyrum tataricum), and creates difficulties in harvesting. A 2-year study was conducted to study the relationships between stem characteristics and lodging resistance in Tartary buckwheat. Six Tartary buckwheat cultivars with three stem types (short-stemmed XQ1 and CQ1; mid-length stemmed YQ1 and QK3; and tall-stemmed DAB and DN1) were used. The stem characteristics differed significantly among the three stem types. Mid-length stems had the thickest stem wall, the greatest numbers of large and small vascular bundles, and the lowest stem diameter/stem wall thickness ratio among the three stem types. Mid-length stems had the highest stem breaking strength (SBS) and stem puncture strength (SPS) among the three types of stem. The lignin content was significantly higher in mid-length stems than in tall and short stems. The activities of phenylalanine ammonia-lyase (PAL), tyrosine ammonia-lyase (TAL), and cinnamyl alcohol dehydrogenase (CAD), but not 4-coumarate: CoA ligase (4CL), differed significantly among the three stem types. In correlation analyses, SBS was significantly positively correlated with stem diameter, stem wall thickness, and the number of large and small vascular bundles, but significantly negatively correlated with stem diameter/stem wall thickness and lodging rate. The lignin content was significantly positively correlated with the activities of lignin-related enzymes and with SBS and SPS, and significantly negatively correlated with lodging rate. The present study provides preliminary insights into the relationship between stem traits and lodging resistance in Tartary buckwheat, laying a foundation for a further understanding of lodging resistance.     

夏玉米果穗不同部位小穗轴维管束显微结构特点及其对子粒发育的影响

采用大田试验,设置不同种植密度,选用不同类型玉米品种,研究果穗小穗轴维管束的解剖结构变化及其与不同部位子粒干重的关系。结果表明,正常情况下,小穗轴维管束的韧皮部发达,且其"喇叭"结构十分有利于子粒灌浆,败育子粒的小穗轴维管束则发育不良;相同粒位,ZD958的小穗轴维管束面积显著大于ND08的小穗轴维管束面积;两个品种的小穗轴维管束面积均随密度增加而降低;小穗轴维管束的面积受密度影响较大,但受基因(品种)影响更大。耐密性品种在较高密度下小穗轴维管束的结构仍然正常,其面积虽然也减少但不足以成为灌浆障碍,这也是其获得高产的原因之一。因此,在品种选育上,应优选小穗轴维管束面积较大的材料。     

不同深松方式与氮肥运筹对玉米生长发育及光合特性的影响

选用郑单958为材料,研究不同深松方式和氮肥运筹对玉米生长发育及光合特性的影响.结果表明,深松后玉米生育后期维持较高叶面积指数(LAI)时间较长,延缓了叶片衰老,促进了干物质积累,不同深松处理间差异不明显;增加氮肥施用次数LAI下降减缓,干物质积累量的峰值减小;隔行深松与行行深松均提高玉米叶片的最大净光合速率,较不深松分别提高9.93％和2.12％.在施氮次数处理中,1/3氮肥于苗期作种肥、2/3于拔节期作追肥施入处理净光合速率最大;深松处理间产量差异不显著,增加氮肥施用次数增产效果十分显著;深松方式与等量氮肥施用次数间存在显著交互效应,隔行深松且施氮以种肥、拔节肥、灌浆肥各占总量1/3的处理产量最高,分别较不深松且氮肥作种肥一次施用和作种肥与拔节肥两次施用增产43.91％、17.37％.     

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。