玉米抗倒伏性指标及其模拟研究

通过玉米品种比较试验和密度试验,研究了9个农艺性状与3个茎秆质量性状的关系。结果表明,茎秆田间抗拉弯强度和室内横折强度能综合反映茎秆质量好坏,而茎秆穿刺强度可作为玉米育种群体和耐密品种选择的抗倒性指标。茎秆田间抗拉弯强度可用密度、茎粗和气生根数3个性状进行线性估计;茎秆室内横折强度可用穗位高度、茎粗和茎秆穿刺强度进行有效估计。     

化控对高密度春玉米抗倒伏能力及产量的影响

为研究化控措施对玉米高密度种植下抗倒伏能力的影响,明确化控剂调控茎秆抗倒伏能力的机制,以先玉335为试验材料,分别在玉米6叶期喷施玉黄金、吨田宝和壮丰灵,分析了玉米生长过程中农艺性状,茎秆力学特征,茎秆和根系纤维素、半纤维素、木质素含量以及干物质积累和产量。结果表明,玉黄金、吨田宝和壮丰灵均显著降低了玉米株高、穗位高和重心高度,增加了第3节间茎粗,倒伏率显著下降,茎秆穿刺强度和弯折强度分别增加了8.1%～23.3%和7.8%～21.2%,茎秆和根系木质素含量显著增加,产量增加了7.1%～11.6%,化控主要通过降低了玉米株高、穗位高,进而降低重心高度,同时增加茎秆的直径,增加茎秆木质素含量,提高了茎秆力学特征,从而降低倒伏率,增加了玉米产量。     

不同血缘玉米自交系茎秆品质性状分析及功能鉴定

试验以600份不同血缘的玉米自交系茎秆为材料,利用近红外光谱仪分别对茎秆中酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤木质素(ADL)、纤维素(CEL)、半纤维素(HCEL)、体外干物质消化率(IVDMD)等6个品质性状及与倒伏相关的3个性状茎秆茎粗(SD)、穿刺强度(RPR)、抗弯折能力(S)进行了测定与分析,并对细胞结构进行了扫描电镜观察。结果表明:供试材料中6个与茎秆资源化利用相关的性状ADF、NDF、CEL、ADL、HCEL及IVDMD均存在广泛的遗传差异。IVDMD的变化范围最大为12.04%～58.77%,ADL的变化范围最小为1.06%～6.93%。IVDMD与其他5个品质性状间均存在显著或极显著负相关关系。NDF和ADL对IVDMD的影响较大,二者合计可以解释56.18%的表型变异,茎粗、纤维素和半纤维素对茎秆消化率的影响较小。与倒伏相关的3个性状茎粗、抗弯折能力及穿刺强度经测定发现,倒伏率与茎粗、抗弯折能力及穿刺强度均成极显著负相关关系。抗弯折能力变幅、变异系数均为最大,分别为15.10%～93.80%和29.36%。回归分析结果显示,抗弯折能力对倒伏率的贡献达到极显著水平,抗弯折能力可以解释25%的表型变异。经扫描电镜观察发现,品质性状差异显著的自交系茎秆,其细胞结构特征差异明显。本研究为玉米茎秆饲料化、能源化及抗倒伏育种提供了材料基础和理论依据。     

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。     

北方直立穗型粳稻抗倒性的研究

 【目的】培育抗倒能力强的水稻品种是实现水稻高产优质所面对的重要课题。本研究旨在探讨北方直立穗型粳稻抗倒性,为提高北方粳稻抗倒性,实现水稻高产优质提供一定的理论依据。【方法】以12个不同穗颈弯曲度的北方粳稻品种为试材,于齐穗后30 d,研究了直立穗型与弯曲穗型粳稻地上部分各节间抗倒伏能力的差异,并通过对茎秆抗折力与茎秆形态性状、茎秆解剖结构和茎秆化学成分进行相关分析,研究了直立穗型粳稻抗倒的茎秆形态特点与生理基础。【结果】直立穗型粳稻穗下第1节间（N1）、第2节间（N2）、第3节间（N3）和第4节间（N4）的弯曲力矩与弯曲穗型品种差异不显著,但N1、N2、N3的抗折力却显著提高,从而使N1、N2、N3的倒伏指数显著或极显著低于弯曲穗型粳稻,说明中上部节间抗倒能力明显增强。进一步分析直立穗型与弯曲穗型粳稻茎秆解剖结构、化学成分以及它们与茎秆抗折力的相关性后发现,直立穗型粳稻N1、N2、N3抗折力强的主要原因是：（1）茎壁厚度和茎壁面积增大,节间抗折的物理性状明显提高;（2）大小维管束数目多,大小维管束、韧皮部、木质部面积增大,节间内部组织的结构明显改善;（3）纤维素含量高,支持细胞壁结构的物质含量多。【结论】茎壁厚度、茎壁面积、维管束性状及纤维素含量可以作为选育抗倒伏品种的主要参考指标。就北方粳稻而言,培育直立穗型品种,更容易获得抗倒性强的品种。     

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。     

玉米抗倒伏相关性状的配合力分析

为研究玉米抗倒伏相关性状的遗传基础，了解玉米亲本的抗倒伏相关性状的配合力和遗传率，本研究以5个抗倒伏性能差异的玉米自交系、12个常用及自选自交系按不完全双列杂交(NCⅡ)模式配置的60个组合为供试材料，对第3茎节穿刺强度、第5茎节穿刺强度、株高、穗位高、纤维素含量、半纤维素含量和木质素含量等7个性状进行配合力分析。结果表明，自交系RP125、A185、48-2和KDF的抗倒伏相关性状的一般配合力最优，可用于配置抗倒伏玉米杂交品种的优良自交系或用于遗传改良；60个杂交组合的特殊配合力相对效应值存在一定的差异，表明这些性状也受非加性效应的影响，组合A183×48-2、A185×K169和A189×KDF表现最优；所有抗倒伏相关性状的狭义遗传力均小于50%,这些性状宜于在晚代选择。     

不同玉米品种茎秆抗倒特性及其与产量的关系

为探明不同玉米品种的抗倒伏特性及其与产量的关系,以河南省推广面积较大的13个玉米品种为材料,对其茎秆性状和产量进行聚类分析,将其分为抗倒性强或弱的不同类型品种,并研究玉米茎秆形态、力学特征及其与倒伏率和产量的关系。结果表明,抗倒性强的品种其株高、穗位高、基部节间长度较小,而基部节间周长较大,以基5节的差异最大。与抗倒性弱的品种相比,抗倒性强的品种的产量平均增加22.7%,穗长、穗粗、穗行数和百粒质量分别增加16.8%、11.9%、2.8%和4.5%,基部节间的穿刺强度、压碎强度和折断力度分别增加29.7%、17.9%和11.9%,以基3节的增加幅度最大。相关分析表明,倒伏率与基部节间长呈显著或极显著正相关,而与节间周长呈显著或极显著负相关,以基5节的相关性最大,相关系数分别为0.79**(节间长)和-0.66**(节间周长)。基部节间的力学特征与倒伏率呈显著或极显著负相关,以基3节的相关性最强,穿刺强度、压碎强度和折断力度与倒伏率的相关系数分别为-0.82**、-0.71**、-0.73**。产量及其构成因素与倒伏率呈显著或极显著负相关,其中受倒伏率影响最大的是行粒数(-0.77)。茎秆力学性状中以基3节的差异最显著,可以作为玉米抗倒伏品种选择的重要农艺性状指标。     

不同株高杂交种玉米抗倒伏特性及杂种优势

【目的】研究不同株高玉米杂交种的抗倒性状的变化规律及杂种优势。【方法】以9个不同株高的玉米杂交种及其亲本为材料,测定与倒伏有关的植株形态、三节形态、茎秆穿刺强度、倒伏率指标。【结果】随着杂交种玉米株高增加,玉米杂交种穗位高及穗位系数升高。基部节间长度变长,茎粗系数变小。茎秆穿刺强度变弱,田间倒伏率增加。玉米杂交种茎秆穿刺强度与株高、穗位高、基部节间长度呈显著负相关关系。玉米杂交种株高具有较高的杂种优势,且高秆类型明显高于矮秆类型。穗位高的超母优势和杂种优势指数均表现为随植株高度的升高而增大。玉米基部节间长度杂种优势均表现比较高,且超母优势大于超父优势,高秆类型也高于矮秆类型。茎秆穿刺强度的杂种优势指数较强,且超父优势大于超母优势。【结论】玉米株高的母本优势大于父本优势,穿刺强度的父本优势大于母本优势,着重选择母本的株高较低、父本的穿刺强度较高的组合,有利于培育高产抗倒的玉米杂交种。     

四川春玉米生理成熟后穗下茎秆倒折的影响因素

以四川省大面积推广的春玉米品种(正红6号、仲玉3号、先玉1171、成单30)为材料,研究其生理成熟后穗下茎秆倒折率、含水率、干质量、机械强度的动态变化规律,以明确春玉米生理成熟后穗下茎秆倒折的主要影响因素。结果表明:四川春玉米生理成熟后穗下茎秆倒折率呈增加的趋势,在本试验条件下,正红6号、仲玉3号、先玉1171、成单30分别于生理成熟后2.6、17.9、14.6、19.3 d前收获能满足机收倒伏要求;玉米生理成熟后穗下茎秆含水率、干质量、机械强度呈降低趋势,且部分品种间差异显著;穗下茎秆倒折率与穗下茎秆含水率、干质量、机械强度均呈极显著负相关,而穗下茎秆含水率、干质量、机械强度两两间呈极显著正相关;穗下茎秆含水率、干质量、第3节压折强度、第3节穿刺强度与穗下茎秆倒折率均符合指数函数关系,拟合的方程F检验均达到极显著水平。     

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...     

玉米抗倒强度及其与植株性状相关性的初步研究

田间试验结果表明：玉米抗倒强度（D）品种间差异极显著,同一品种在灌浆的不同时期差异不显著;当D值超过25N／m时田间未出现倒伏,20—25N／m时出现少量倒伏,低于20N／m时出现严重倒伏。D与总拉力F、外拉力f和花后13天茎粗呈极显著正相关;与株高、穗位高、穗高系数、倒折率、重心高及花后13天的节长和株节数均呈极显著负相关,与穿刺力呈不显著或显著负相关;与植株鲜重呈正相关、与气生根层数和条数呈负相关但都不显著。抗倒强度的大小可以用来表示测交种及区试品种的抗倒折能力,是对玉米抗倒折能力的量化,在外界风力较小的情况下对判定玉米的抗倒性具有很好的参考价值。     

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。     

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.     

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。