夏玉米产量及茎秆抗倒伏性状对不同肥料滴灌配施的响应

为探索密植玉米群体茎秆质量改善,抗倒伏能力提高的技术途径和措施,大田滴灌条件下研究了不同肥料配施对夏玉米生长发育及与茎秆质量、抗倒伏相关的农学性状和力学性状的影响。试验设置5个肥料配施处理:仅施氮肥(N)、氮配施磷肥(N+P)、氮配施钾肥(N+K)、氮配施4种微肥(N+4M)、氮配施磷钾和4种微肥(N+P+K+4M),并以传统施肥方式(全部肥料一次性底施)为对照(CK)。结果表明,与传统施肥相比,滴灌配施钾肥显著增加了玉米干物质积累量和籽粒产量,各器官干物质积累分配模式也得以优化,同时控制株高和重心高度、缩短基部节间、增加基部节间的直径、干质量从而使单位长度干质量显著增加。玉米茎秆的抗弯曲力、穿刺强度、机械强度以及抗倒伏指数与株高、重心高度和基部节间长呈负相关或(极)显著负相关,而与植株干鲜质量以及基部节间直径、干质量和单位长度干质量呈正相关或(极)显著正相关。滴灌条件下不同肥料配施玉米茎秆的抗弯曲力、穿刺强度、机械强度显著以及抗倒伏指数都高于或者显著高于传统施肥方式,尤其是配施钾肥处理效果最为明显,这可为该地区玉米密植抗倒高产提供理论依据。     

化控剂对东北春玉米茎秆理化特性及抗倒伏的影响

通过探讨春玉米茎秆纤维素、半纤维素和木质素含量及木质素合成相关酶活性对不同化控剂的响应, 明确化控剂调控茎秆抗倒伏能力的力学机制, 可为生产上化控剂的合理运用提供理论依据。2015年和2016年在东北农业大学向阳实验实习基地进行大田定位试验, 以玉米品种东农253为材料, 分别于六叶期喷施吨田宝(代号DTB)及DCPTA [2-(3,4-二氯苯氧基)三乙胺]和ETH (2-氯乙基膦酸)复配剂(代号KP), 对照为清水, 完全随机区组排列。分析玉米不同生育时期茎秆抗折力、抗倒伏指数、木质素、纤维素和半纤维素含量及木质素合成关键酶的活性变化对不同化控剂处理的响应。喷施化控剂可显著提高茎秆4-香豆酸: CoA连接酶(4CL)和肉桂醇脱氢酶(CAD)活性, 以及纤维素含量、半纤维素含量、木质素含量、茎秆抗折力和抗倒伏指数, 显著降低实际倒伏率。相关分析表明, 茎秆抗倒伏指数与木质素含量、半纤维素含量呈极显著正相关(相关系数分别是0.67和0.64); 茎秆抗折力与纤维素含量呈极显著正相关(相关系数为0.89); 木质素含量与CAD活性呈极显著正相关(相关系数为0.89), 与4CL活性呈显著正相关(相关系数为0.51), 而与苯丙氨酸转氨酶(PAL)和酪氨酸解氨酶(TAL)活性均没有显著相关性。六叶期喷施化控剂通过提高茎秆木质素合成相关酶的活性(特别是CAD和4CL的活性), 改善茎秆纤维品质性状, 显著增强了春玉米茎秆的抗倒伏能力。     

玉米茎秆耐穿刺强度的倒伏遗传研究

以沈单16和郑单958玉米单交种构成的六世代群体为材料,利用自行设计的玉米茎秆穿刺仪,对玉米地上第三茎节中部椭圆形短轴垂直于茎秆进行穿刺,测定玉米茎秆穿刺阻力。通过P₁、P₂、F₁、F₂、BC₁和BC₂ 6个世代联合分析法,以玉米茎秆穿刺阻力为性状,研究控制玉米茎秆倒伏性的基因遗传分离规律。结果表明,该性状在两个单交种的F₂分离世代群体均呈双峰分布,BC₁和BC₂群体分离世代呈多峰分布,说明玉米茎秆耐穿刺性遗传为多基因数量性状控制,且符合一对加-显主基因＋加-显-上位性多基因遗传模型(即D模型);主基因遗传力为34.5%~45.7%,多基因遗传力41.6%~56.3%,两者在控制玉米茎秆耐穿刺遗传特性上都具有重要作用。这一研究结果为玉米抗倒伏性状的有效选择提供方法和理论依据。     

群体密度对玉米茎秆抗倒力学和农艺性状的影响

适当增加种植密度是提高玉米产量的重要途径之一,而倒伏是玉米增加群体密度的主要限制因素。2005—2006年以茎秆抗倒伏性不同的3个品种（稀植大穗型品种京科519、耐密抗倒型品种登海3719和当地主栽品种农大108）为材料,设3.0、5.25、7.5、9.25、12.0万株 hm^-2 5个密度处理,研究了种植密度对茎秆的抗倒力学和农艺性状的影响。结果表明,随着群体密度的增加,茎秆的压碎强度（SCS）和外皮穿刺强度（RPS）以及节间直径、干重（DW）、干物质百分比、单位茎长干物质重(RDWL)显著降低,而节间长度有所增加,以上这些变化在供试品种间存在着明显的差异;茎秆抗倒力学性状随群体密度呈指数曲线（y = ae^bx）变化。茎秆抗倒力学性状与农艺性状密切相关。节间伸长慢且节间变细可能是耐密品种在高密度群体下的适应性表现,而节间干物质积累、尤其高位节间的干物质积累较高的品种抗倒伏能力强。在玉米抽雄前1周茎秆第4节间以上干物质百分比大于7.5%,单位茎长干物质重（RDWL）高于0.2 g cm^-1时较为抗倒。逐步回归分析表明,单位茎长干物质对茎秆压碎强度（SCS）和外皮穿刺强度（RPS）的正向影响最大,可以作为玉米抗倒伏品种选择的重要农艺指标。     

三江平原不同玉米品种茎秆特性比较与抗倒伏品种筛选

为明确三江平原抗倒伏玉米品种的茎秆特性,筛选出优良的抗倒伏玉米品种,本研究以‘L38P05’、‘先玉1219’、‘德美亚3’、‘A6565’、‘C2235’、‘J6518’、‘迪卡556’、‘P5697’、‘中单859’和‘垦沃6’10个玉米品种为试验材料,比较不同玉米品种的倒伏情况、产量表现和茎秆形态特征、力学特性及其与倒伏的相关性。结果表明,玉米的株高、穗位高、穗高系数、节间抗折断力与倒伏率无显著相关关系,不适宜作为评价玉米植株抗倒伏能力的形态指标和力学指标;基部节间的茎粗系数、穿刺强度、压碎强度可作为抗倒伏玉米品种筛选的依据,测定第2～第4节间更有意义。该区域正常年份下,基部2～5节间平均穿刺强度80 N/mm2以上和第2～第4节间平均压碎强度390 N/mm2以上的玉米品种具有较强的抗倒伏潜力。综合各品种的倒伏情况、茎秆性状和产量,筛选出适合三江平原机械化种植的优良抗倒伏玉米品种为‘德美亚3’、‘先玉1219’、‘C2235’和‘迪卡556’。     

现代春小麦基因型的倒伏敏感性与茎秆结构间的关系

在禾谷类作物育种中选育抗倒伏品种因在田问筛选该性状的挑战而变得比较困难。鉴定易测评的与倒伏有关的茎秆性状能够简化抗倒伏选择过程。本研究旨在弄清倒伏敏感性不同的现代春小麦基因型问是否存在茎秆结构差异；弄清茎秆性状与倒伏问的关系。从在Alberta进行的2年田问试验中，     

玉米抗茎倒伏能力相关性状与评价研究进展

茎倒伏造成玉米产量和品质下降,收获成本增加,籽粒生理成熟后无法继续田间站秆脱水,影响玉米机械化籽粒收获。关于玉米抗茎倒伏相关的性状,前人从植株形态、节间形态、解剖结构和化学成分等方面进行了大量研究,但结果不完全一致,同时这些性状对茎秆抗倒性作用大小的定量研究较少。本文综述了玉米抗茎倒伏能力的评价方法和指标、茎秆力学测定方法、抗茎倒伏能力相关性状的分析方法及其影响因素,提出了抗茎倒伏能力相关性状及评价研究中存在的问题和需要进一步关注的内容,希望为进一步研究玉米抗茎倒伏相关性状及其评价方法,培育抗倒伏品种和优化栽培措施提供参考。     

玉米抗倒伏相关性状QTL的关联和连锁分析

倒伏是影响玉米高产和机械化收获的重要因素,明确玉米抗倒伏相关性状的遗传基础,增强玉米品种抗倒伏能力,可为玉米高产宜机收育种提供理论依据。本研究以国内外收集的153份自交系为材料,利用6H90K SNP芯片检测的70,438个高质量SNP标记对地上第3节茎秆强度、株高、穗位高和穗位系数进行全基因组关联分析,分别检测到与茎秆强度、株高、穗位高和穗位系数相关位点5个、14个、16个和21个,单个关联位点最大效应值为13.24。同时以KA105/KB020的F₅群体为试验材料,采用QTL IciMapping V4.2软件的完备区间作图法进行QTL定位,检测到21个与抗倒伏相关的QTL,可解释表型变异3.86%～16.58%。结合关联分析和连锁分析结果发现, 2个QTL区间与关联分析的候选区间重合。经过候选区段的基因功能注释和文献查阅,挖掘到GRMZM2G105391、GRMZM2G014119和GRMZM2G341410等与细胞壁生物合成、细胞分裂和细胞伸长的相关基因可供进一步分析。本研究结果为进一步解析玉米抗倒伏性状的遗传基础提供参考。     

化学调控对高密条件下玉米抗倒性能的影响

增加种植密度作为玉米产量提升的重要途径,同时会带来群体郁闭、倒伏等问题,又在一定程度上制约着产量提高。为了探明高密群体不同化学调控方式对玉米茎秆抗倒伏性状的影响,选用近年来表现较好的高产潜力品种‘迪卡159’作为试验材料,设8.5×10~4、9.5×10~4、10.5×10~4株/hm~2 3个种植密度和8展叶1次化控(T1)、7+8展叶2次化控(T2)以及清水对照(CK) 3个试验处理,测定了茎秆农艺性状和抗倒力学性状,结果表明,化学调控降低了玉米植株的株高、穗位高、基部节间长和第2～5节位的节间干物质重,增加了基部第3～5节位的节间周长和第1～5节位的单位节间长干物质重,以上变化在不同化控处理间存在差异。8.5×10~4～9.5×10~4株/hm~2时,一次化控可取得较好的调控效果,10.5×10~4株/hm~2时则需两次化控才能取得明显的调控效果。茎秆抗倒力学性状与农艺性状密切相关,逐步回归分析表明,在化控条件下,单位节间长干物质重对茎秆穿刺强度及压折强度的影响最大,可以作为植株化控抗倒伏效果检验的重要农艺指标。     

水稻抗倒性与茎秆形态性状和化学成分含量间相关分析

选用抗倒性不同的4个粳稻品种分析水稻抗倒性与茎秆形态性状和化学成分含量间的关系。结果表明,抗倒能力强的品种的物理强度和抗倒伏指数大于抗倒能力弱的品种,不同抗倒类型品种间基部1、2节间长度、短轴直径、大维管束数目和物理强度比其它特性有更大的差异;灌浆过程中茎秆的物理强度和抗倒伏指数与节间长度呈极显著的负相关,与基部茎粗呈极显著的正相关,与硅、钾和可溶性糖含量呈正相关。抗倒能力强的品种茎秆硅钾糖含量较高,缩短节间长度,增加茎粗以及提高茎鞘中的钾、硅及可溶性糖总量尤其是灌浆后期茎秆的钾、硅总量等将有利于提高水稻茎秆的物理强度和抗倒伏指数,进而有利于提高水稻的抗倒伏能力。     

新单 58 与高油 899 间作互补增抗增效效应分析

为探究在遭遇极端暴风雨天气后，普通玉米与高油玉米间作下玉米的茎秆抗倒伏能力、抗虫能力以及籽粒产量和油分，以新单 58 和高油 899 为试验材料，设置单作和间作处理，研究了新单 58 和高油 899 间作对玉米茎秆抗倒伏能力、抗虫能力、产量和品质的影响，并对二者间作土地当量比进行了分析。研究结果表明，新单 58 和高油 899 间作相较于二者单作能够提高抗倒伏能力；能够减少主要害虫数量，减轻害虫对玉米的危害；能够增加玉米穗长、穗粗、穗粒数和百粒重；单位面积下二者间作产量之和比新单 58 和高油 899 单作产量分别增加了 14.59% 和 5.19%，新单 58 间作油分比单作提高了 17.96% ；新单 58/ 高油 899 间作体系内土地当量比为 1.10，说明新单 58 和高油 899 间作优势明显。综上，新单 58 和高油 899 间作在极端不利天气影响下能够提高玉米抗倒伏能力和抗虫性，增加玉米产量和油分。     

种植密度对不同株高夏玉米品种茎秆性状与抗倒伏能力的影响

倒伏是影响夏玉米在密植条件下获得高产的重要限制因素之一,本研究旨在探讨种植密度对不同株高夏玉米品种茎秆性状与抗倒伏能力的影响。以矮秆品种登海661 (DH661)和高秆品种鲁单981 (LD981)为试验材料,通过设置4.50×10⁴株 hm^-2、6.75×10⁴株 hm^-2和9.00×10⁴株 hm^-2 3个种植密度,研究茎秆节间长度、茎秆穿刺强度、茎秆显微结构以及倒伏率等方面的变化。结果表明,随种植密度增加,夏玉米的基部第3茎节间和穗位节间变细,茎秆穿刺强度显著下降,较密度4.50万株 hm^-2,DH661和LD981 6.75万株 hm^-2、9.00万株 hm^-2地上第3节间茎秆穿刺强度分别降低了8.5%、22.6%和13.3%、29.6%;茎秆皮层和维管束内部厚壁细胞厚度及维管束数目均随种植密度的增加显著下降,倒伏风险增加,但矮秆品种的下降幅度小于高秆品种,而产量的增加幅度大于高秆品种,说明矮秆品种在高密度下能够保持较好的抗倒伏性能,有助于其在高密度种植条件下获得高产、稳产。     

优质抗倒伏水稻新品种龙桦3特性及抗倒性状分析

水稻因为倒伏而造成的减产严重影响了我国粮食安全，针对这一现象，黑龙江省农业科学院佳木斯分院对龙桦3与田系302进行抗倒性状研究分析。结果表明，相较不抗倒伏品种田系302，抗倒伏品种龙桦3在基部表皮厚度、维管束数量、维管束鞘细胞厚度、相邻维管束间距等方面表现优异。茎秆解剖后得出的一系列数据证明了龙桦3茎秆各组织发达，强度优于田系302。抗倒伏水稻品种龙桦3的选育成功也间接验证了这些指标可作为水稻抗倒伏筛选依据，对今后水稻抗倒伏育种提供了实用价值，奠定了理论依据。     

套作大豆苗期茎秆木质素合成与抗倒性的关系

为从茎秆强度的角度探索套作大豆苗期耐阴抗倒机制,对套作大豆苗期茎秆木质素合成与抗倒性的关系进行了研究。采用耐阴性不同的3个大豆品种(系),在大豆-玉米套作和大豆单作两种种植模式下,测定茎秆的木质素含量及其合成过程中的苯丙氨酸转氨酶(PAL)、4-香豆酸:Co A连接酶(4CL)、肉桂醇脱氢酶(CAD)、过氧化物酶(POD)等关键酶活性以及茎秆抗折力和抗倒伏指数。结果表明,套作大豆苗期倒伏严重,茎秆抗折力、抗倒伏指数、木质素含量和相关酶活性均显著低于单作。不同大豆品种受套作荫蔽影响程度不同,强耐阴性大豆南豆12茎秆抗折力降低幅度最小,在套作环境下其茎秆抗折力、抗倒伏指数大,茎秆木质素含量高,PAL、4CL、CAD、POD活性强。相关分析表明,套作大豆苗期茎秆木质素含量与抗折力极显著正相关(r=0.890,P0.01),与倒伏率极显著负相关(r=–0.889,P0.01),与4CL、CAD酶活性显著正相关。套作环境下,强耐阴性大豆苗期茎秆中较高的4CL、CAD活性是其维持高木质素含量的酶学基础,而高木质素含量有利于提高茎秆强度,进而增强其抗倒伏能力。     

糯玉米茎秆穿刺强度配合力及遗传参数分析

倒伏是限制玉米高产稳产的一个重要因素,茎秆穿刺强度与抗倒伏性呈显著或极显著相关。为探讨糯玉米育种中抗倒伏性状遗传效果,利用遗传差异较大的 11 个糯玉米自交系,采用不完全双列杂交（NCII）设计组配 28 个杂交组合,对糯玉米茎秆穿刺强度进行配合力及遗传参数的分析。结果表明：糯玉米茎秆穿刺强度的 GCA 正效应值前三的自交系为N27-1>N51>N9-1;糯玉米茎秆穿刺强度以加性效应为主,由加性和非加性基因共同调控;自交系的一般配合力与组合的特殊配合力之间无直接的相关性;糯玉米茎秆穿刺强度的广义遗传率为 75.39%,说明该性状的遗传变异受环境影响较小,主要由遗传决定。狭义遗传率较低,为 40.99%,在育种过程中,尽量于高世代进行该性状的选择,让加性效应逐渐积累。     

夏玉米不同密植群体抗倒性及机收指标探讨

为明确不同玉米群体的抗倒伏性能以及适宜机械化收获的性能指标。通过设置不同的密度处理,研究了不同密植群体条件下的玉米产量、农艺性状、抗倒伏性能以及机收指标。结果表明,供试玉米品种在90 000株/hm2密度下产量最高,达到10 124.7 kg/hm2;随着密度增加玉米抗折力、压碎强度和穿刺强度均呈下降趋势,105 000株/hm2处理与75 000株/hm2处理相比,基部第3节间和穗下第1节间抗折力分别降低了22.6%和17.0%,抗倒伏能力下降;随着密度增加机收各项指标呈上升趋势,105 000株/hm2处理与7 500株/hm2处理相比,籽粒损失率从3.29%上升到了9.79%,上升地率达到66.4%;玉米群体抗倒力学特性与机收指标间存在极显著相关关系,茎秆穿刺强度可以作为适宜机收的判定指标之一。适宜机收的玉米品种德美亚1号在黄淮海地区适宜密度为90 000株/hm2,产量较高,倒伏发生率较低,结合机收指标综合分析,该处理模式最为理想。     

大豆生育期间抗倒伏性状变化规律的研究

抗倒伏性是大豆高产稳产研究的重要内容。选用黑农37和黑农42两个大豆品种为试验材料,在25万和35万株/hm ²密度条件下,对不同生育时期大豆茎秆的形态指标、茎秆基部挫折力等力学特性进行测定,较系统地研究了大豆生育期间抗倒伏性状变化规律。结果表明,大豆生育期间,随着株高和单株鲜重的变化,植株重力力矩呈单峰曲线变化,R₅-R₆期达到峰值,茎粗和茎秆基部挫折力也呈现相同的变化规律;而抗倒伏系数是大豆茎秆力学特性的综合表现,呈现U型变化,在R₅-R₆期最小,表明该期间最易倒伏;大豆株高、单株鲜重、植株重力力矩与抗倒伏系数呈极显著负相关,大豆茎粗、基部茎秆挫折力、弹性模量与抗倒伏系数呈极显著正相关,表明大豆株高越低、单株鲜重越小、重力力矩越小、茎粗越粗、茎秆挫折力及弹性模量越大,大豆抗倒伏性越强。供试的两种密度条件下,大豆单株鲜重、茎粗、茎秆基部挫折力、重力力矩、抗倒伏系数等性状,35万株/hm ²处理明显低于25万株/hm ²处理,表明随种植密度增加,大豆倒伏风险增大。     

行距配置对玉米茎秆抗倒伏特性及光合性能的影响

为探究不同行距配置对玉米茎秆抗倒伏特性及光合性能的影响,明确山西省春玉米栽培适宜的种植行距,本试验于2015年在山西省农科院东阳试验基地展开,以‘大丰30’为试验材料,设置宽行种植(80 cm)、窄行种植(40 cm)、宽窄行种植(80 cm+40 cm)和等行距种植(60 cm)4种行距处理,分析了玉米茎秆抗倒伏特性、叶面积指数(LAI)、光合参数及产量对不同行距处理的响应。结果表明,宽行种植和宽窄行种植较窄行距种植和等行距种植,玉米株高、穗位高和穗位高系数降低;抽雄期和灌浆期,不同节间茎秆硬皮穿刺强度和弯曲性能提高,LAI、叶片光合速率、蒸腾速率提高;穗长、穗行数、行粒数、百粒重提高,产量分别提高17%、9%以上,且宽窄行种植更具优势。此外,抽雄期至成熟期,玉米籽粒产量与叶面积指数、叶片光合速率和蒸腾速率均呈显著或极显著正相关。总之,宽窄行种植(80 cm+40 cm)有利于提高玉米茎秆抗倒伏特性,提高光合作用,优化产量构成,提高籽粒产量,可为山西省玉米种植提供技术支撑。     

施肥对青贮玉米产量及品质的影响研究

以青贮玉米澳新825为试材,采用"3414"不完全设计,在施氮量为20 kg/667 m~2时,对青贮玉米施用不同量的氮、钾肥进行肥效研究,调查不同施肥量对玉米生育进程、植株性状、产量、粗蛋白及酸性洗涤纤维的影响,结果表明:在一定范围内,随着磷肥施用量的增大可以延长青贮玉米生育期;增施钾肥可以使青贮玉米茎秆粗壮,增强抗倒伏能力,同时增加产量;施用磷肥能显著提高青贮玉米粗蛋白等高能营养物质的含量与产量,钾肥施用过量或施用不合理可使青贮玉米酸性洗涤纤维含量增加。     

甘蓝型油菜抗倒伏性及农艺性状研究

以5个高产优质甘蓝型油菜品种为材料,分析了不同密度下根系及茎秆生物学特性、株型结构、农艺性状及这些性状与抗倒伏性的关系。结果表明,在不同密度下中双9号抗倒伏性强;密度与抗倒伏指数呈极显著负相关(r=-0.944),与倒伏系数呈极显著正相关(r=0.842)。茎秆拉力、根颈粗、根鲜(干)重、茎秆鲜(干)重、重心高度/株高、抗折力、茎壁厚、一次有效分枝数、单株角果数、每角粒数、千粒重、单株产量与抗倒伏指数呈极显著正相关,茎秆拉力、根茎粗、根鲜(干)重、茎秆鲜(干)重、抗折力、一次分枝长度、单株角果数、每角粒数、单株产量等与倒伏系数呈极显著负相关。应将根颈粗、茎秆鲜(干)重、抗折力、重心高度/株高、分枝部位、抗倒伏指数等作为评价油菜品种抗倒伏性的主要指标。