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。     

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。     

小麦茎秆机械强度与若干性状的相关性研究

在小麦灌浆高峰期对茎秆的机械强度进行测试 ,并对小麦茎秆各节长、粗 ,株高 ,生物学产量等性状进行相关分析及多元回归分析。结果表明 :小麦茎秆机械强度与各节间长呈负相关 ,其中与茎秆基部第 1、2节间长达显著水平 ,与基部第 3节间长达极显著水平 ,与中部第 4节间长达极显著水平 ;与各节间粗呈正相关 ,其中与第 1、5节间粗达显著水平 ,与第 2、3、4节间粗达极显著水平 ;与穗长及穗重相关不显著 ;茎基部第 2节间干物质对机械强度的贡献最大。在小麦的抗倒性育种中 ,选择矮秆、茎秆粗壮并兼顾大穗的品种是可行的     

种植密度对不同株型玉米农艺性状、产量及抗倒伏特性的影响

以不同株型的2个玉米品种为材料,探讨种植密度对产量、农艺性状、倒伏率以及茎秆穿刺强度等相关性状的影响。设置7个种植密度,分析了玉米产量、植株农艺性状、倒伏率以及茎秆穿刺强度等指标。结果表明：‘泉玉217’在60000株/hm²条件下产量最高(9325.5 kg/hm²),‘宇玉30’在75000株/hm²条件下产量最高(9640.5 kg/hm²)。随着种植密度的增加,玉米穗行数和千粒重降低;玉米株高、穗位高、基部第3节间长先升高后降低,基部第3节间粗降低。‘泉玉217’产量与节间粗、穗行数、行粒数极显著正相关,与千粒重显著正相关;倒伏率与节间长极显著正相关,与节间粗、穗行数、行粒数、千粒重以及产量极显著负相关。‘宇玉30’产量与千粒重显著正相关;倒伏率与节间粗、穗行数、行粒数、千粒重极显著负相关。倒伏率增加与玉米茎秆穿刺强度关系密切,随着种植密度的增大,玉米穗下第1节和基部第3节的穿刺强度逐渐降低,基部第3节的穿刺强度显著高于穗下第1节。在相同种植密度下,‘泉玉217’穗下第1节穿刺强度明显低于‘宇玉30’。因此,平展型玉米品种‘泉玉217’在本地区最佳种植密度为60000株/hm²,紧凑型玉米品种‘宇玉30’最适种植密度为75000株/hm²。在从事玉米生产时,要根据玉米品种的株型选择合适的种植密度,平展型玉米品种适当稀植,紧凑型玉米品种可适当密植。     

群体密度对玉米茎秆可溶性碳水化合物和矿质元素含量的影响

【目的】研究群体密度对玉米茎秆可溶性碳水化合物及矿质元素含量的影响,探讨其与茎秆强度的相关性,以揭示玉米的抗倒伏机制,为玉米抗倒伏高产栽培和育种提供理论依据。【方法】以抗倒伏性能不同的2个玉米品种先玉420(抗倒伏性差)和益丰29(抗倒伏性强)为试验材料,设定5,6,7,8,9,10,11万株/hm2共7个群体密度处理,分别在抽雄期(07-23)和灌浆初期(08-05),测定玉米基部向上第3、4、5节可溶性糖、淀粉、矿质元素(N、K、Si、Ca、Mg、Zn)和茎秆强度,同时分析茎秆强度与可溶性糖、淀粉和矿质元素含量的相关性。【结果】随着群体密度的增加,2个玉米品种第3~5节可溶性糖、淀粉、矿质元素含量和茎秆强度均呈现先增加后降低的变化趋势,茎秆各项指标的最高值因品种、节间和生育时期的不同而差异明显。在同一生育时期同一群体密度下,益丰29 3个节平均各项指标均高于先玉420,第3和4节各项指标随群体密度的变化较第5节敏感;各节间相比,2个玉米品种第3、4节矿质元素含量均高于第5节。相关分析表明,不同生育时期玉米各节间茎秆强度与可溶性糖、淀粉和矿质元素含量的相关性不同,但各节间茎秆强度均与Si含量呈极显著正相关。【结论】过高的群体密度会影响茎秆基部各节间可溶性碳水化合物和矿质元素的含量,进而影响其抗倒伏性能。在实际生产中,应在因地制宜、合理密植的基础上,于灌浆前期适当喷施叶面肥或追施微量元素肥料,以提高玉米的抗倒伏能力。     

群体密度对玉米茎秆强度及相关生理指标的影响

【目的】研究群体密度对玉米茎秆强度及相关生理指标的影响,以揭示玉米倒伏机制,为玉米抗倒伏高产栽培和育种提供理论依据。【方法】以抗倒伏性能不同的2个玉米品种先玉420(抗倒伏性能差)和益丰29(抗倒伏性能好)为试验材料,设定5,6,7,8,9,10和11万株/hm2 7个群体密度处理,分别在抽雄期(07-23)和灌浆初期(08-05),测定玉米基部向上第3,4和5节间木质素含量及关键合成酶活性和茎秆强度,同时分析茎秆强度与各项生理指标的相关性。【结果】随着群体密度的增加,2个玉米品种第3到第5节各项指标均呈现先增加后降低的变化,第3和第4节各项指标随群体密度的变化较第5节敏感;益丰29各节位茎秆抗折断力和生理指标总体优于先玉420。相关分析表明,玉米茎秆强度与各生理指标的相关性因品种和生育时期不同而不同;益丰29茎秆强度与木质素含量、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性和酪氨酸解氨酶(TAL)活性呈现显著正相关,而先玉420茎秆强度则仅与TAL活性存在显著正相关。【结论】过高的群体密度会降低玉米的茎秆强度,从而减弱其抗倒伏性能。在选择玉米抗倒伏品种时,应综合考虑形态和生理指标,合理密植,保证优良玉米品种的生产潜力得到充分发挥。     

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。     

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。     

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。     

4种化学调控剂对玉米抗倒性及产量的影响

为给山西夏玉米稳产高产栽培技术提供化学调控方面的理论依据,以郑单958为材料,研究4种化学调控剂(四合一、玉黄金、吨田宝、矮壮素)对玉米抗倒性及产量的影响。结果表明,4种化学调控剂显著降低了玉米的株高和穗位高,增加了基部节间的粗度。穗位高比对照降低了5.2%~20.2%,基部节间粗度增加了14.54%~22.0%。矮壮素、四合一使玉米产量显著增加,增产幅度分别为16.5%和12.5%。吨田宝、玉黄金处理虽有增产,但增产效果不显著。化学调控措施能提高玉米的抗倒伏能力,降低田间群体倒伏率,增加了穗粒数,实现玉米稳产高产。     

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。     

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。     

Improving maize grain yield by formulating plant growth regulator strategies in North China

Plant growth regulators(PGRs) are artificially synthesized compounds that have become an important technical guarantee for agricultural production. EDAH(containing 27% ethephon and 3% DA-6) has been proven to inhibit stalk elongation, promote stalk bold and increase mechanical strength and number of vascular bundles. DA-6 could enhance plant photosynthetic capacity and promote cell division and growth. In our study, experiments were performed at summer maize growing season during 2018–2019. The result showed that plant height, ear height and center of gravity height of maize with EDAH+DA-6 treatment were decreased by 10.18, 16.77 and 13.21%, respectively; leaf area and leaf area index also significantly(P0.001) decreased by 24.11 and 60.15%, respectively; the value of mean tilt angle significantly(P0.001) increased by 16.72% compared with the control plants, which meant that EDAH+DA-6 could shape more compact plant type. Therefore, lodging rate of maize with EDAH+DA-6 treatment decreased by 6.95% compared with control plants, and the grain yield was increased by 15.51%. In addition, EDAH+DA-6 treatment significantly improved the quality of maize base stalks, such as improving mechanical properties, which increased maize base stalk crushing strength by 22.23%; increased the hemicellulose, cellulose and lignin contents by 6.93, 3.87 and 30.21%, respectively. In conclusion, EDAH+DA-6 treatment could improve summer maize yield by shaping plant morphological characteristics and group photosynthesis.     

水稻抗倒伏能力与茎秆物理性状的关系及对产量的影响

研究了不同肥力条件下的水稻抗倒伏能力与茎秆物理性状的关系及对产量的影响。以成熟期植株倾斜角度代表的抗倒伏能力与茎秆第1伸长节间长度呈极显著负相关,与基部茎秆粗度、厚度分别呈极显著正相关。不同株高品种的抗倒伏能力存在着品种间差异;施氮对水稻群体倒伏具有重要影响。就产量来说,最高产群体一般出现在750kg/hm2的中肥区。研究认为,通过降低第1和第2伸长节间长度,适当加强茎秆基部物理性状的强度、降低穗位、增加穗长和穗颈长度等,可以提高水稻植株的抗倒性,使倒伏与株高和生物产量的矛盾在更高产水平上得到统一。     

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.     

氮肥-生长调节剂对寒地春玉米植株形态及产量的互作效应研究

氮肥过量使用导致玉米倒伏,限制了玉米产量潜力的发挥,而作物化控技术可以有效解决玉米倒伏,但有关寒地春玉米氮肥与化控技术互作缺乏深入研究。本研究以郑单958和先玉335为材料,在不同氮肥水平下于玉米拔节初期(七片展开叶)叶面喷施植物生长调节剂30%己·乙水剂,研究寒地春玉米氮肥与调节剂的互作效应。试验结果表明,随氮肥施用量增加,玉米株高和穗位增高,茎叶夹角和基部第3节间长度增大,节间氮积累量增加,而叶面积指数(LAI)、节间直径、碳含量和木质素含量呈先增加后减少趋势,但节间碳氮比和抗折力随施氮量增加有下降趋势。中氮水平(180kg/hm2)改善了玉米冠层结构,促进了产量提高。30%己·乙水剂处理降低了株高和穗位高,减小了茎叶夹角和LAI,缩短了第3节间长,增加了节间直径、碳含量、木质素含量、碳氮比和抗折力,提高了植株的抗倒伏性,产量得到提高。研究结果表明,180kg/hm2的氮肥施用与30%己·乙水剂叶面喷施玉米产量最高,株型、群体结构和抗倒力最佳,是寒地春玉米氮肥与化控技术互作的最佳模式。