玉米杂交种及其亲本自交系抗倒伏特性的研究

提高玉米品种自身的耐密、抗倒伏能力是解决玉米生产突出矛盾的根本途径。选用不同抗倒伏性品种‘KX3564’和‘新玉41(XY41)’杂交种(F_1)及其亲本自交系为材料,研究玉米植株形态特征和茎秆抗倒伏性能等杂种优势的变化特点。结果表明:玉米杂种F_1代的株高、穗位高、穗高系数均表现超亲优势,且穗位高的杂种优势明显高于株高、穗位高系数。杂交种茎秆基部节间直径和单位节长干质量(DWUL)表现为超父优势,显著低于其母本,杂种优势指数较低。进一步分析得出,而高于其父本。茎秆的穿刺强度(RPS)受其双亲互作的影响,且母本自交系的贡献更大。因此,在品种选育过程中,应注重亲本自交系尤其母本自交系形态耐密性和茎秆抗倒强度的选择,有利于提高玉米耐密、抗倒伏品种的选育效率。     

种植密度和植物生长调节剂对玉米茎秆性状的影响及调控

【目的】研究并明确种植密度和植物生长调节剂对玉米茎秆性状的影响,可为合理密植、构建适宜群体结构、实现玉米高产抗逆栽培提供理论依据和技术支撑。【方法】以JK968为试验材料,设置6.0×10 ⁴株/hm ²（D1）、7.5×10 ⁴株/hm ²（D2）和9.0×10 ⁴株/hm ²（D3）3个密度水平,以及乙烯利矮壮素复配剂（EC）和喷施清水为对照（CK）2个处理,研究种植密度对玉米茎秆性状的影响以及茎秆性状对化学调控的响应。 【结果】（1）倒伏率随种植密度增加呈升高趋势,其中在D1密度条件下,JK968的倒伏率分别比D2和D3低69.1%和83.4%;EC处理可显著降低倒伏率,在D1、D2和D3密度条件下分别比对照降低了5.0%、19.8%和41.0%。（2）株高、穗位高、穗位系数和重心高度在不同种植密度和化控处理间均存在极显著差异,具体表现为随种植密度增加呈升高趋势;EC处理后显著降低了地上部第6节以下的节间长度,增加了地上部第7节以上的节间长度,株高和穗位系数略降低,而穗位高和重心高度显著降低。（3）茎秆抗折力和茎秆外皮穿刺强度在不同处理间均存在极显著差异。大喇叭口期至成熟期呈先升高后降低趋势,在乳熟期达最大值。随种植密度增加,地上部第3、4和5节茎秆抗折力和茎秆外皮穿刺强度呈降低趋势;不同节间茎秆抗折力和茎秆外皮穿刺强度表现为地上部第3节>第4节>第5节;EC处理后显著增加了地上部第3、4和5节茎秆抗折力和茎秆外皮穿刺强度。（4）穗粒数和百粒重随种植密度增加呈降低趋势;EC处理后,穗粒数、百粒重和产量均较对照增加。在D1、D2和D3密度条件下,EC处理后产量分别较对照高438.8 kg·hm ^-2、1041.3 kg·hm ^-2和3376.5 kg·hm ^-2,增幅分别为3.6%、8.2%和27.8%。 【结论】随种植密度增加,玉米株高增加、重心高度上移、基部节间伸长、基部节间充实度和抗折力下降。EC处理显著降低了地上部第6节以下的节间长度,显著增加了地上部第7节以上的节间长度,株高略降低,重心高度和穗位高显著降低,基部节间长度缩短、基部节间充实度提高,从而提高了茎秆的抗倒伏能力。由此可见,在风灾倒伏频发地区以及种植密度过大等倒伏风险较大条件下,喷施植物生长调节剂可显著增加玉米茎秆的抗折力和茎秆外皮穿刺强度,显著降低穗位高、重心高度和倒伏率,有利于玉米高产稳产。     

遮阴对夏玉米茎秆形态结构和倒伏的影响

【目的】在太阳辐射不断减少的气候条件下,探讨遮阴（弱光胁迫）对夏玉米茎秆形态及其显微结构的影响。【方法】以登海605（DH605）和郑单958（ZD958）为试验材料,大田条件下设置花粒期遮阴（S1）、穗期遮阴（S2）、全生育期遮阴（S3）3个处理,遮光度为60%,以自然光为对照（CK）,研究弱光胁迫对夏玉米茎秆性状及其倒伏的影响。【结果】遮阴后夏玉米株高、穗位高和叶面积指数,地上第3茎节长、茎节横截面积、茎秆穿刺强度均显著降低,且遮阴时期对其影响表现为S1＜S2＜S3;DH605和ZD958的茎秆穿刺强度分别较对照降低22.23%和24.41%。茎秆硬皮组织厚度和维管束数目及中央大维管束面积、木质部面积、韧皮部面积较对照也显著降低,田间倒伏率显著升高,全生育期遮阴两品种倒伏率分别高达36.5%和24.7%。遮阴后空秆率增加,收获穗数、穗粒数显著降低,产量下降,减产幅度表现为S3＞S1＞S2。【结论】夏玉米生长期内光照不足影响产量形成,改变植株形态,通过降低基部节间长度、粗度、穿刺强度和茎秆硬皮组织厚度,减少维管束数目,降低茎秆抗倒伏性能,且花前遮阴对田间倒伏率的影响大于花后遮阴。     

种植密度对川中丘陵春玉米茎秆性状及力学特性的影响

【目的】探究种植密度对春玉米茎秆性状及力学特征的影响,以期为川中丘陵春玉米密植抗倒机制解析提供理论依据。【方法】以2个玉米品种[耐密品种郑单958 (ZD958)和当地主栽耐密品种仲玉3号(ZY3)]为材料,设置4.50、6.00、7.50和9.00万株/hm~2 4个密度处理,研究不同种植密度下玉米倒伏与茎秆性状及力学特性的变化。【结果】随群体密度增加,玉米株高、穗位高、穗位高系数、第3节间长和倒伏率都显著增大(P0.05),节间粗、单位茎长干物质质量及茎秆压碎强度、抗折力、外皮穿刺强度都显著降低(P0.05)。密度每增加0.75万株/hm~2,基部第3节间的茎秆压碎强度、抗折力和外皮穿刺强度ZD958分别降低5.48%、8.54%和4.74%,ZY3分别降低5.70%、6.55%和3.09%。品种间表现为ZY3的株高、穗位高、茎节粗长比、单位茎长干物质质量、茎秆力学特征和根倒率均显著高于ZD958 (P0.05),ZY3的穗位高系数和茎折率显著低于ZD958 (P0.05)。相关分析表明:倒伏率与茎秆压碎强度、外皮穿刺强度、抗折力呈显著负相关;逐步回归分析表明:玉米茎秆力学特性受单位茎长干物质质量的影响最大,茎折率受穗位高系数的影响最大,而根倒率受株高影响最大。【结论】种种植密度显著影响玉米的茎秆性状、力学特性和抗倒性能,相比而言,ZY3的抗倒性能比ZD958更优,更适合在川中丘陵区种植,密度以6.00万株/hm~2为宜。     

新单系列玉米品种抗倒相关性状的杂种优势分析

为了更好地利用杂种优势,以及选育出抗倒性强的玉米杂交种,以新乡市农业科学院选育出的新单系列玉米杂交种为试验材料,以目前黄淮海夏播区推广面积仍较大且抗倒性较为突出的郑单958和先玉335为对照,利用茎秆强度测定仪测定植株的折断节位、折断高度、压碎强度、推倒强度及第4节的茎秆强度。调查抽雄期、吐丝期和散粉期,测量株高、穗位高、基部第3、4、5节间长度和茎粗、总叶片数、穗上叶片数、雄穗分枝数和雄穗主轴长度、穗位叶叶长和叶宽,计算F₁各性状的F₁杂种优势指数、相对杂种优势、中亲优势和超亲优势。结果表明,逆境条件下,新单61、新单65、新单58和新单68仍均具有较强的抗倒性。第3～5节节间长度、株高、穗位高、雄穗分枝数、穗位叶叶长的中亲优势和超亲优势相对较高,说明其杂种优势相对较大。不同品种间的抗倒性性状存在较大差异,新单61压碎强度和推倒强度的杂种优势相对较高,新单68茎秆强度的杂种优势相对较高,说明新美09和新01A3、新美026和新69之间的抗倒性性状具有较强的杂种优势。     

施氮对水稻茎秆抗倒伏能力的影响及其形态和力学机理

【目的】研究施氮对水稻茎秆抗倒伏能力的影响及其与茎秆形态性状和力学性状的关系及其作用机理,为水稻抗倒高产栽培调控提供依据。【方法】以常规籼稻银晶软占为材料,设置4个氮水平,进行大田试验,研究施氮对水稻茎秆基部节间形态和力学性状的影响及其与倒伏指数的关系。【结果】施氮影响水稻茎秆的形态和力学性状。随着施氮量的增加,株高增加,重心上移,基部节间长度增加,节间充实度下降,抗折力和弹性模量减小,茎秆倒伏指数增加,抗倒伏能力下降。倒伏指数与株高、重心高度及基部节间长度呈正相关,而与基部节间充实度、抗折力及弹性模量呈负相关,且相关系数大多达到显著或极显著水平。倒伏指数与单位面积有效穗数和每穗总粒数呈显著或极显著正相关,而与结实率和千粒重呈负相关趋势。【结论】株高、重心高度、基部节间长度和基部节间充实度等形态性状,以及弯曲力矩、抗折力等力学性状,是影响水稻茎秆抗倒伏能力的主要因素。     

施氮时期对黄淮海平原夏玉米茎秆发育及倒伏的影响

【目的】针对黄淮海平原区夏玉米倒伏严重的问题,探讨不同施氮时期对夏玉米茎秆发育及倒伏情况的影响,以期为黄淮海平原区高产夏玉米氮素管理、提高夏玉米植株抗茎倒伏能力提供理论依据。【方法】以不同植株形态的玉米品种先玉335(XY,高秆低穗位型)、浚单20(XD,中秆高穗位型)和京单28(JD,中秆低穗位型)为试验材料,每个品种设种肥(N1)、苗肥(N2)、拔节肥(N3)、大喇叭口肥(N4)和抽雄肥(N5)5个施氮时期处理,以不施氮肥(N0)为对照,研究施氮时期对夏玉米茎秆形态学、解剖学和机械力学特征以及田间倒伏率的影响。【结果】施氮时期对夏玉米茎秆形态学、解剖学及机械力学特征均有显著影响(P0.05)。N1、N2、N3处理能明显促进夏玉米茎秆发育,植株重心、穗高系数、基部第3节间长与粗、硬皮组织厚度、表皮层厚度及大小维管束数目、节间抗折力、硬皮穿刺强度和植株抗拉力均显著大于N0处理;其中,N1、N2处理夏玉米基部第3节间长粗比值显著小于N0处理,N3处理则表现出略大于N0趋势;田间倒伏率表现为N1、N2显著低于N0和其他施氮处理,N3略大于N0处理;N4处理下,夏玉米植株穗高系数、基部第3节间长与N0无明显差异,节间粗、各项解剖学及力学指标显著高于N0,节间长粗比值表现为略低于N0处理,田间倒伏率较N0显著降低;N5处理对夏玉米茎秆发育无明显影响,节间各项形态学、解剖学和力学特征与N0差异不显著,田间倒伏率随着夏玉米植株重心和穗高系数的显著降低而明显低于N0处理。从产量及产量构成因素来看,各施氮处理夏玉米穗粒数、粒重及产量均显著大于N0处理(P0.05),其中,N3、N4处理穗粒数和粒重均处于较高水平,增产幅度最大;N1、N2处理穗粒数最多,但粒重较低,增产幅度低于N3、N4处理;N5处理虽然粒重最高,但穗粒数较其他施氮处理显著降低,最终增产幅度不大。【结论】合理的施氮时期可显著促进夏玉米茎秆基部节间发育,显著降低节间长粗比值,增强植株抗茎倒伏能力;种肥、苗肥作用最显著,但因粒重较低进而降低了增产幅度;拔节期施氮节间长增长迅速进而导致了节间长粗比值增加,植株抗茎倒伏能力降低,玉米栽培管理中应尽量避免;大喇叭口期施氮可明显促进茎粗增加,进而降低节间长粗比和田间倒伏率,同时穗粒数和粒重较高,增产幅度最大。因此,结合前人研究结果表明,采用播种或苗期少量施氮,大喇叭口期重施氮肥的分次施氮措施有利于促进夏玉米茎秆和雌穗发育,提高夏玉米产量及植株抗茎倒伏能力。关于最佳氮肥配比有待进一步系统研究。     

增温对玉米茎秆生长发育、抗倒性和产量的影响

【目的】随着全球气候变化,温度升高对玉米生产系统的影响越来越复杂,而玉米抗倒性在现在和未来玉米全程机械化生产系统中的重要性尤为突出。研究全生育期温度增加对玉米茎秆生长发育及抗倒的力学特性的影响,为应对未来气候变化下玉米适应性栽培途径提供理论和实践基础。【方法】以郑单958（ZD958）和先玉335（XY335）为材料,通过智能温室控制方法,设置3个温度梯度,分别为CK、CK+2℃、CK+4℃,研究了全生育期增温对玉米茎秆生长、结构发育、抗倒力学特性和产量的影响。【结果】随着温度增加,玉米株高、穗位高、第三节间长度、穗上节间长和穗下节间长均显著高于对照,CK+2℃处理的株高、穗位高、第三节间长度、穗上节间长度和穗下节间长度比CK平均增加10.80%、37.29%、16.87%、17.11%和17.78%,CK+4℃处理则比CK分别增加20.82%、54.17%、37.11%、28.48%和35.84%。温度增加显著增加了玉米穗位系数和茎粗系数,CK+4℃处理比CK+2℃处理和CK的茎粗系数平均增加15.92%和58.99%。增温使玉米茎秆维管束数目和面积显著减少,CK+4℃、CK+2℃处理的第三节间的茎秆中央维管束数目比CK平均减少42.39%、22.59%,维管束总面积比CK分别降低40.33%、28.68%,增温对中央维管束数目和面积的影响大于边缘维管束。随温度增加,玉米茎秆抗推力、穿刺强度和破碎强度显著降低,CK+4℃和CK+2℃处理比CK平均降低50.75%和43.75%（茎秆抗推力）、25.41%和29.59%（穿刺强度）、22.41%和23.58%（破碎强度）。茎秆抗推力与株高、穗位高和地上部第三节间长呈极显著负相关,与茎粗、截面惯性矩、边缘维管束数目、面积、中心维管束数目、面积呈极显著正相关。2个品种对全生育期增温响应不同。随温度增加,热敏感型品种XY335的株高、穗位高、第三节间长度、穗位系数和茎粗系数增幅显著大于ZD958;ZD958的边缘和中心单个维管束面积减少,而XY335维管束面积呈增加趋势,且ZD958维管束数目和边缘维管束总面积的降幅小于XY335;XY335茎秆抗推力降幅显著大于ZD958,且XY335穿刺强度和破碎强度最大值出现在吐丝后25 d,之后下降,而ZD958在成熟期。ZD958穿刺强度和破碎强度与株高、穗位高、地上部第三节间长均呈显著负相关,与茎粗显著正相关,XY335穿刺强度与株高呈显著负相关,破碎强度则与其他指标相关但不显著。【结论】温度增加促进了玉米茎秆生长发育,改变了茎秆内部结构,使茎秆抗推力下降,倒伏风险显著增大,且温度越高倒伏风险越大;不同品种茎秆生长特性和倒伏能力对增温响应存在明显差异。     

种植密度对黄淮海夏玉米品种倒伏率与茎秆抗倒特性的影响

为探明种植密度对不同夏玉米品种茎秆倒伏率与抗倒特性的影响,选取黄淮海地区推广面积较大的夏玉米品种郑单958和先玉335为供试材料,设置6.75万、8.25万、9.75万、11.25万株/hm~2共4个密度处理,研究倒伏率、站秆率与植株形态、节间性状和抗倒力学参数的变化规律及之间的相关关系。结果表明,随着密度的增加,玉米株高和穗位高增加,基部第3节节间长度增加,节间粗变细,根倒率和茎折率都显著增加,郑单958的根倒率和茎折率都显著低于先玉335;随密度增加,穿刺强度、压碎强度和抗折力也都显著降低,降低幅度表现为抗折力穿刺强度压碎强度。相关分析结果表明,根倒率、茎折率分别与株高、穗位高、节间长度呈正相关,与节间粗、茎粗系数和抗倒力学参数呈负相关;倒伏率、站秆率与穗位高、节间粗、茎粗系数和抗倒力学参数间的相关性达到显著水平。品种间比较表明,在相同密度处理下,郑单958具有较低的株高、节间长度和较高的节间粗、抗倒力学特征,综合抗倒性能较强。     

植物生长调节剂增强玉米抗倒伏能力的机制

为探究植物生长调节剂对玉米茎秆及根系性状的影响以及与倒伏率的关系,本试验以东农253为试验材料,在玉米6叶期喷施吨田宝和本实验室自配的DCPTA和ETH复配剂(KP),以清水为对照,分析其对玉米茎秆及气生根形态和质量性状的影响,明确植物生长调节剂增强玉米抗倒伏能力的力学及物质积累机制。结果表明,植物生长调节剂能降低植株高度、穗位高、穗高系数、基部节间长度、重心高度、倒伏率,而茎粗、茎粗系数、穿刺强度、弯折强度、入土气生根条数、入土深度、直径和干质量显著增加。相关性分析结果表明,株高、穗位高、重心高度、节间长度与倒伏率呈极显著正相关,穿刺强度、弯折强度与倒伏率呈极显著负相关,入土气生根相关性状都与倒伏率呈极显著负相关。说明DCPTA和ETH复配剂对玉米强茎促根的效果显著。     

砂姜黑土区小麦玉米秸秆全量还田对玉米抗倒性能的影响

 【目的】探讨砂姜黑土区小麦玉米秸秆全量还田对夏玉米抗倒性能的影响。【方法】以夏玉米品种郑单958为材料,通过定位试验研究小麦玉米秸秆全量还田对玉米抗倒性能的影响。【结果】小麦或玉米秸秆全量还田均能提高玉米气生根条数、0—30 cm土层根条数及根系干重,同时,玉米株高和单株鲜重均有所增加。秸秆还田后,在吐丝期和灌浆中期,玉米茎秆基部3—7节间的长度、直径、干重和单位茎长干物质重有增加的趋势,尤其是基部节间的茎秆压碎强度和穿刺强度显著提高。另外,玉米的根倒伏系数显著降低,而植株抗倒指数则显著升高。相关分析表明,根倒伏系数与根倒率显著正相关,而与单株鲜重、根系干重和基3节压碎强度显著负相关。玉米总倒折率与节间长度极显著正相关,而与节间干重、充实度、压碎强度和穿刺强度显著负相关。【结论】小麦玉米秸秆连续全量还田可以显著降低夏玉米的根倒率和茎折率,提高籽粒产量。     

玉米茎皮抗穿刺强度与形态性状和化学成分含量间的相关分析

为探讨影响玉米茎秆强度高低的重要因素,选用3个不同抗倒伏类型玉米品种对茎秆地上部第三节抗穿刺强度与茎秆形态性状、化学成分含量的相关关系进行研究。结果表明:3个品种的穗位高和节间短轴直径比其它形态性状有更大差异,抗倒性强的德美亚1号的抗穿刺强度最高,抗倒性弱的垦玉6号地上部第三节茎皮的酸性木质素、酸性洗涤纤维及中性洗涤纤维含量均最低。说明茎皮抗穿刺强度与穗位高呈极显著的负相关,与酸性洗涤木质素和酸性洗涤纤维含量呈显著正相关。因此,在选育玉米抗倒伏品种时,应对这3个主要特征加以重视。     

化学调控对春玉米茎秆形态特征和力学性状的影响

以先玉335为试验材料,研究化学调控对玉米茎秆形态特征和力学性状的影响。结果表明：化学调控显著降低了玉米植株的穗位高度,抑制了基部节间的伸长,增加了基部第3-5节的节间周长,显著提高了第3-5节的茎秆穿刺强度和压折强度,从而重塑茎秆的理想株型,显著降低了倒伏率,优化了产量构成因素,实现了玉米产量的提升。     

群体调控对夏玉米抗倒伏性状指标的影响

以创玉198为试验材料,研究群体调控对夏玉米(Zea mays L.)抗倒伏性状指标的影响。结果表明,随着群体密度的增加,玉米倒伏率、株高、穗位高、穗位系数均逐渐升高;基部茎节间长增加,茎粗、茎粗系数降低;茎秆穿刺强度、单株茎秆干物重逐渐增加,茎秆抗折力先增加后降低;田间倒伏率增加,茎秆抗倒伏能力下降。得出创玉198玉米品种合理群体密度为6.00万~6.75万株/hm2,此群体结构有利于提高抗倒伏能力。     

大田淹水对高产夏玉米抗倒伏性能的影响

【目的】倒伏是玉米高产的重要限制因素之一。本研究旨在探讨大田淹水对夏玉米抗倒伏性能的影响。【方法】以登海605（DH605）和郑单958（ZD958）为试验材料,设置大田淹水时期（三叶期、拔节期、开花后10 d）和淹水持续时间（淹水3 d和6 d）处理,研究淹水对夏玉米茎秆形态、穿刺强度、弯曲性能及其显微结构的影响。【结果】淹水后夏玉米基部第3茎节变细,茎秆穿刺强度降低,三叶期淹水6 d造成的影响最大,DH605和ZD958的穿刺强度分别较CK下降32.53%和42.73%;茎秆的皮层厚度和维管束内部厚壁细胞厚度变薄,维管束数目减少。三叶期和拔节期淹水对其影响大于开花后10 d淹水,淹水持续时间越长,影响越严重。淹水后空秆率增加,穗粒数和千粒重显著降低,产量下降,减产幅度表现为三叶期淹水＞拔节期淹水＞开花后10 d淹水,淹水6 d＞淹水3 d。【结论】淹水胁迫降低了茎秆抗倒伏能力,倒伏风险增加,影响产量形成。三叶期淹水对其影响最大,拔节期淹水次之,开花后10 d淹水的影响较小。淹水持续时间越长,影响越严重。     

Key indicators affecting maize stalk lodging resistance of different growth periods under different sowing dates

The accurate evaluation of maize stalk lodging resistance in different growth periods enables timely management of lodging risks and ensures stable and high maize yields. Here, we established five different sowing dates to create different conditions for maize growth. We evaluated the effects of the different growth conditions on lodging resistance by determining stalk morphology, moisture content, mechanical strength and dry matter, and the relationship between stalk breaking force and these indicators during the silking stage(R1), milk stage(R3), physiological maturity stage(R6), and 20 days after R6. Plant height at R1 positively affected stalk breaking force. At R3, the coefficient of ear height and the dry weight per unit length of basal internodes were key indicators of stalk lodging resistance. At R6, the key indicators were the coefficient of the center of gravity height and plant fresh weight. After R6, the key indicator was the coefficient of the center of gravity height. The crushing strength of the fourth internode correlated significantly and positively with the stalk breaking force from R1 to R6, which indicates that crushing strength is a reliable indicator of stalk mechanical strength. These results suggest that high stalk strength and low ear height benefit lodging resistance prior to R6. During and after R6, the coefficient of the center of gravity height and the mechanical strength of basal internodes can be used to evaluate plant lodging resistance and the appropriate time for harvesting in fields with a high lodging risk.     

种植密度和喷施乙烯利对夏玉米木质素代谢和抗倒伏性能的调控

[目的]研究种植密度和喷施乙烯利对夏玉米木质素代谢与抗倒伏性能的调控机理,探讨密度和乙烯利对夏玉米抗倒伏性能的作用机制.[方法]选用夏玉米品种浚单20(XD20)为试验材料,设置60000株/hm2(低密度,L)、75000株/hm2(中密度,M)和90000株/hm2(高密度,H)3个种植密度,于7叶期(V7)分别对...