水稻结实期茎秆结构的变化动态及其与抗折力矩的关系

以抗倒能力不同的11个水稻品种为材料,研究茎秆结构特征以及其与抗折性的关系.结果表明：结实期各节间穗后30d的抗折力矩最小,越靠近茎秆基部的节间的抗折力矩越大.水稻基部第2节间的茎壁厚度对茎秆抗折性影响较大,增加茎壁厚度能有效防止水稻倒伏;茎壁厚度与外径的比值从齐穗后15d到45d变化幅度较小,相对于齐穗期显著升高.相关分析的结果表明,茎秆壁厚与抗折力呈显著正相关.     

玉米生理成熟后倒伏变化及其影响因素

针对机械粒收玉米生理成熟后田间站秆脱水期间的倒伏问题, 本研究通过多点试验调查夏玉米和春玉米生理成熟后倒伏发生类型和规律, 分析影响玉米生理成熟后倒伏发生的关键因素。结果表明, 玉米生理成熟后, 茎折率升高是倒伏增加的主要原因; 茎折率随抗折力降低而升高, 抗折断力降低至14.3 N时, 茎折率超过5%; 植株重心高度逐渐降低, 茎秆基部第3节间穿刺强度(RPS)、第4节间压碎强度(CS)、第5节间弯曲强度(BS)均逐渐降低, 基部节间单位长度干重(DWUL)和含水率也逐渐降低; 茎秆抗折断力与RPS、CS、BS、DWUL和含水率均呈极显著正相关, RPS、CS和BS均与DWUL和含水率呈极显著正相关。本研究表明, 玉米生理成熟后植株自然衰老导致的茎秆干物质降低和水分含量下降, 是茎秆机械强度降低、茎折率增加的主要原因。因此应适期收获, 避免田间站秆时间过长引起倒伏率增加导致的收获产量损失。     

不同水直播方式水稻植株抗倒特性研究

为研究不同水直播方式水稻植株倒伏的差异,在稻麦两熟制下,以2个常规粳稻(常农粳7号、超级稻南粳44)和2个杂交粳稻品种(甬优2638、甬优7号)为试材,设置水直播点播和条播2种方式,于齐穗后30 d,研究了不同直播方式高产水稻植株地上部分各节间抗倒伏能力的差异,并对倒伏指数、抗折力与茎秆主要物理性状进行相关分析。结果表明,条播方式水稻倒伏比例较大,水稻植株基部第2,3节间抗折力和弯曲力矩,点播方式显著高于条播方式;条播方式倒伏指数显著较高。点播方式水稻株高、重心高度高于条播方式,但相对重心高度低于条播方式。点播方式水稻基部第1,2节间长度显著小于条播方式,基部3个节间的茎秆内径长均显著高于条播方式,除基部第1节间外,基部第2,3节间外径长和茎壁厚度点播方式显著高于条播方式。点播方式基部第1,2节间单位节间干质量显著高于条播方式。上述茎秆性状在不同类型品种间有较大差异。直播水稻茎秆的抗折力和倒伏指数与水稻茎秆基部节间长、茎壁厚、节间充实度等性状密切相关。点播方式水稻具有基部节间短而粗、茎壁较厚,且充实度好的特点,是其抗倒伏能力强的直接原因。     

氮肥运筹对黑龙江省第三积温带水稻抗倒伏能力的影响

为了明确氮肥施用方式对黑龙江省第三积温带水稻产量和倒伏的影响,选用2个主栽水稻品种,设置3个施氮量和4个基蘖肥与穗粒肥比例处理进行了研究。结果表明,在施氮水平较高(161 kg/hm2)时,后期施氮比例适当增加(基蘖肥与穗粒肥比例为6.5∶3.5),可以提高水稻产量。增产原因主要是穗粒肥施用比例增加能增加穗粒数,从而提高了群体颖花数和群体库容量。施氮量增加使株高变高、弯曲力矩增大,抗折力降低,倒伏指数增大;而后期穗粒肥施用比例增加能使水稻茎秆抗折力增大,倒伏指数减小。减少施氮量或增加后期穗粒肥比例,能使水稻倒2节间及其叶鞘长度减小、节间横切面积增大、节间干物质重增加、茎壁变厚,改善茎秆的物理性状。     

水稻抗倒伏特性及其与茎秆性状的相关性研究

以22个中籼稻品种(组合)为对象,研究了水稻倒伏的敏感期和敏感节位,及倒伏指数与茎秆性状的相关性.结果表明:水稻的倒伏敏感期是在齐穗后21～28 d,敏感节位是基部第一个伸长节间;相关分析和通径分析表明倒伏指数与节间长、基部节间到穗顶的长和基部节间至穗顶的鲜重呈极显著正相关,与基部节间外径、基部抗折力、基部节间壁厚、单位节间干重和秆形指数呈极显著负相关.抗折力对倒伏指数的负向直接作用最大,其次是单位节间干重.说明改善水稻茎秆的质地结构、增加基部节间的充实度是提高水稻的抗倒伏能力的关键.     

种植密度对贵州春玉米茎秆抗倒伏性能及籽粒产量的影响

为了明确密植条件下春玉米茎秆特性和产量的变化及其相互关系,为贵州春玉米密植高产提供理论依据和实践指导。以贵州广泛种植的玉米品种先玉1171和新中玉801为材料,设置3.0、4.5、6.0、7.5、9.0和10.5万株hm-26个密度,于2018—2019年开展田间试验,研究种植密度对春玉米茎秆形态特征和力学特性、空秆率、倒伏率和产量的影响。结果表明:(1)春玉米株高和穗位高随密度增加先增高后降低;增密后第3节长增幅最大,第3节单位茎长干重、穿刺强度和抗折力,第7节茎粗、干重和横截面积下降幅度最大;密度对茎秆横截面扁率影响不显著。品种之间比较,先玉1171节间长,第3、5节的节间干重和第3节穿刺强度显著高于新中玉801,第7节干重、节间粗、单位茎长干重、节间横截面积、横截面扁率和抗折力显著低于新中玉801。(2)倒伏率和空秆率随密度增加而增大,增密后先玉1171倒伏率显著高于新中玉801,空秆率显著低于新中玉801。(3)产量随密度增加先增加后降低,先玉1171和新中玉801分别在9.3万株hm^-2和8.6万株hm^-2时产量最高。增密后先玉1171比新中玉801增产10.28%,有效穗数和穗粒数更高。(4)相关和多元回归分析表明,株高、穗位高与倒伏率显著正相关,节间粗和单位茎长干物质对玉米茎秆抗折力的正向影响显著。产量与茎秆性状密切相关,株高对产量的正向影响最大。可见,不同春玉米茎秆抗倒伏性能和籽粒产量对密度的响应有差异,新中玉801增密后茎秆节间短而粗,单位茎长干重较大,抗倒伏能力较强。而先玉1171由于在高密度下空秆率比新中玉801低,有较高的有效穗数和穗粒数,因此高密度下产量更高。综合考虑茎秆性状和产量,先玉1171和新中玉801在贵州适宜密度分别为9.0万株hm^-2和8.5万株hm^-2。     

插秧密度对寒地粳稻抗倒伏能力的影响

以穗重型水稻品种东农425和穗数型水稻品种东农427为试验材料,通过密度处理构建不同稻作群体,研究寒地粳稻不同稻作群体条件下水稻茎秆各节间长度、株高、穗长、重心高度、各节间茎粗、茎壁厚度、节间基部到穗顶的长度和鲜重的变化及对茎秆基部第1,2,3(N1, N2,N3)节间的杭折力、弯曲力矩和倒伏指数的影响。结果表明:随着插秧密度的增加,水稻的株高增加,重心高度上移,穗长变短,茎粗变细,茎壁厚度变薄;倒伏指数与茎秆第1,2伸长节间长度呈极显著正相关,与基部茎杆粗度、茎壁厚度呈极显著负相关。通过减少第1和第2伸长节间长度,适当增加茎秆粗度、厚度,降低重心高度,增加穗长,可以提高水稻植株的杭倒性。杭倒伏能力品种间存在差异,穗数型水稻品种东农427的杭倒伏能力强于穗重型水稻品种东农425。     

钾肥对糜子茎秆形态、力学、生理特性及抗倒伏能力的影响

以糜子品种晋黍9号为试验材料,在拔节期追施不同量的钾肥,成熟前测定糜子植株农艺、力学及生理性状,收获后测产。结果表明,合理追施钾肥可增加植株的生物量、茎粗和根重,同时提高植株基部节间的充实度、抗折力和机械强度等力学指标,降低倒伏指数与倒伏系数,改变植株茎秆的生理特性,增加基2节的木质素和纤维素等化学组分含量,改善基部节间维管束特性,最终增强植株抗倒伏能力,提高糜子的产量。综合考虑糜子植株的抗倒伏能力和经济效益,追施钾（K₂O）90kg/hm²效果较好。     

荞麦茎秆解剖结构和木质素代谢及其与抗倒性的关系

以抗倒伏能力不同的4个荞麦品种研究表明,荞麦茎秆抗倒伏能力与茎秆解剖结构和木质素代谢密切相关。倒伏率与茎秆抗折力参数(r = –0.907, P < 0.01)、木质素含量(r = –0.844, P < 0.01)、机械组织厚度(r = –0.881, P < 0.01)、茎壁厚度(r = –0.947, P < 0.01)、维管束面积(r = –0.846, P < 0.01)、机械组织层数(r = –0.806, P < 0.05)和大维管束数目(r = –0.709, P < 0.05)呈显著负相关,而与倒伏指数(r = 0.842, P < 0.01)呈显著正相关。木质素含量与苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性(r = 0.984, P < 0.01)、4-香豆酸:CoA连接酶(4CL)活性(r = 0.927, P < 0.01)和肉桂醇脱氢酶(CAD)活性(r = 0.862, P < 0.01)呈显著正相关。茎秆木质素含量、机械组织层数、机械组织厚度、茎壁厚度、大维管束数目和维管束面积可以作为荞麦茎秆抗倒伏能力的重要评价指标。茎秆木质素含量高、机械组织层数多、机械组织和茎壁厚、大维管束数目多且维管束面积大的荞麦品种,其茎秆抗折力参数大、倒伏指数小、抗倒伏能力强。     

小麦品种周麦22茎秆生长特性及其与抗倒性的关系

为明确抗倒小麦品种周麦22的茎秆生长特性,为抗倒小麦品种选育提供理论依据,以生育期基本一致的4个小麦品种为材料研究了不同小麦品种节间生长特性、茎秆机械强度和倒伏指数的差异。结果表明:4个小麦品种的株高、穗下节间长无明显差异。但周麦22基部第二节间长相对较短,节间壁较厚,节间粗度小,同时,周麦22基部第二节间鲜物质密度和干物质密度最大,均与洛麦21、新麦18差异达显著水平。对茎秆机械强度和倒伏指数分析表明,周麦22茎秆机械强度最高,倒伏指数最低,与其他3个品种差异显著。对其茎秆生长特性与倒伏指数相关性分析表明,基部第二节间干重和干物质密度对周麦22号抗倒性影响最大,基部第二节间干重和干物质密度增大可以增强周麦22的抗倒能力。     

氮肥水平和栽插密度对杂交稻茎秆理化特性与抗倒伏性的影响

以杂交稻金优527为材料,分别在中低海拔地区雅安(600 m)和高海拔地区西昌(1 590 m)进行了以氮肥水平为主区,栽插密度为副区的田间裂区试验。结果表明,随施氮量和栽插密度的增加,茎秆基部节间变细长,茎壁变薄,秆型指数降低,茎鞘中淀粉、纤维素、木质素含量降低,充实度变差;氮肥水平和栽插密度还影响茎秆中氮、钾、硅、钙、镁、铁、锌、铜、锰等矿质元素的含量,从而影响茎秆的倒伏指数和抗倒伏能力。水稻基部茎秆的倒伏指数与株高、重心高度和基部各伸长节间的长度及氮、镁含量正相关,与茎粗、茎壁厚、比茎重、秆型指数及淀粉、纤维素、木质素和钾、钙含量负相关,与茎秆硅含量呈二次函数关系,适宜的硅含量为4.5~4.8 mg kg^-1。由于生态条件不同,两试点水稻茎秆抗倒能力和受氮肥水平与栽插密度影响的程度存在一定差异,高产、抗倒栽培要因地制宜。金优527基部节间的临界倒伏指数为200。     

甜荞茎秆重心高度和抗折力的遗传分析

甜荞茎秆纤细和中空是造成甜荞极易倒伏的重要原因,茎秆重心高度和抗折力是影响甜荞倒伏的重要指标。以抗倒伏品种酉荞2号和易倒伏品种乌克兰大粒荞为亲本来配置正、反交组合。P₁、P₂、F₁、B₁、B₂和F₂群体茎秆重心高度和抗折力的遗传分析表明,茎秆重心高度最佳遗传模型为1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因模型和2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因模型,以加性效应为主,主基因遗传率大于多基因遗传率,环境变异大于遗传变异,可见环境对甜荞茎秆重心高度影响极大,可通过栽培措施降低甜荞茎秆重心高度,提高抗倒伏能力。茎秆抗折力最佳遗传模型为2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因模型和2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因模型,以加性效应为主,2对主基因间存在明显的基因互作效应,主基因遗传率大于多基因遗传率,在F₂世代没有检测到多基因遗传率,主基因遗传率在F₂世代最高,为88.94%,选择率高,可在早期世代进行选择来提高育种效率。     

喷施多效唑对谷子农艺性状及抗倒伏力的影响

倒伏是谷子“高产、优质、高效”综合生产目标的限制因素之一。为了研究喷施多效唑对谷子抗倒伏力的影响,本试验以‘晋谷21号’和‘张杂谷5号’为研究材料,采用随机区组设计,苗期叶面喷施150、300、600、1200 mg/L多效唑,清水作对照,收获期分别测定谷子茎秆机械强度和产量。结果表明请将涂成黄色的内容改成用实验数据支撑的实验结果：随施药浓度的增加,谷子株高逐渐降低,伸长节间数和节间长度逐渐减少,节间增粗增厚,抗倒伏能力逐渐增强。与对照组相比,300 mg/L多效唑处理‘晋谷21号’和‘张杂谷5号’株高分别降低14.12%和22.10%,节间数分别减少1.2和0.8,其中N3节间节长分别减小1.70cm和2.20cm,茎粗分别增大0.61mm和0.44mm,茎壁厚度分别增大0.64mm和0.29mm,抗倒伏能力分别增强24.79%和47.55%,产量分别增加1.12 kg/hm2和1.27 kg/hm2。苗期叶面喷施300 mg/L多效唑有利于形成基部节间短而粗,茎壁厚度大,茎秆充实程度好,抗倒伏能力强的株型,进而提高其产量。     

The association of culm anatomy with lodging susceptibility in modern spring wheat genotypes

Selection for lodging resistant cultivars in cereal breeding programs is difficult due to the challenge of screening for this trait under natural field conditions. The identification of easily measurable culm traits related to lodging resistance would simplify the selection process. The present study was conducted to determine if differences in culm anatomy exist among modern wheat genotypes differing in lodging susceptibility, and to determine the association between culm characters and lodging. From a 2-year field study conducted in Edmonton, Alberta, 13 spring wheat cultivars were chosen based on predetermined susceptibility to artificially induced lodging. Morphological and anatomical culm measurements were made visually and with an environmental scanning electron microscope. Genotypes differed (P < 0.05) for plant height, number of internodes per culm, basal internode length and diameter, culm wall thickness and the number of vascular bundles, but not for adventitious root frequency, lumen diameter or sclerenchyma ring thickness. Mean genotype field scores for artificially induced lodging were correlated (P < 0.05) with plant height (r= 0.51) and the length of the fourth basal internode (r= 0.51). Short, wide basal internodes and thick culm walls were characteristic of three lodging tolerant genotypes: Kohika, Sapphire and Olso. Nevertheless, despite such apparent genotype specific association between culm anatomy and field lodging, general applicable associations were not observed for most traits. The most practical and easily selectable trait for lodging resistance within a wheat breeding program remains plant height. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

氮肥水平和种植密度对冬小麦茎秆抗倒性能的影响

以中穗型小麦品种山农15为材料,在2个氮肥水平(180 kg hm^-2和240 kg hm^-2)和2个密度(150×10⁴ hm^-2和225×10⁴ hm^-2)下,研究了抗倒性能相关的形态学特征、茎基部节间化学组分、抗倒指数（茎秆机械强度/茎秆重心高度）、木质素合成相关酶活性和籽粒产量的变化特点,以及抗倒指数与形态学和生化指标的相关性。结果表明,施氮水平和种植密度间存在显著的互作效应,当施氮水平由180 kg hm^-2增至240 kg hm^-2或种植密度由150×10⁴ hm^-2增加到225×10⁴ hm^-2时,茎秆重心高度、基部节间长度显著提高,基部节间直径、厚度、充实度、机械强度和抗倒指数显著降低,同时茎秆基部节间纤维素含量、木质素含量显著减少,含氮量显著升高,碳氮比(C/N比)以及木质素合成相关酶活性显著降低。逐步回归分析表明,氮肥水平对小麦抗倒性的影响大于种植密度。本试验条件下,氮肥水平180 kg hm^-2和种植密度为150×10⁴ hm^-2的处理穗数较低,但穗粒数和千粒重显著高于其它处理,因而籽粒产量最高。建议在降低氮肥用量至180 kg hm^-2的同时降低种植密度至150×10⁴ hm^-2,可在增强植株抗倒伏能力的同时获得高产。     

Effects of uniconazole or gibberellic acid application on the lignin metabolism in relation to lodging resistance of culm in common buckwheat (Fagopyrum esculentum M.)

Lignin plays an important role in increasing the mechanical intensity of culm and improving lodging resistance of culm. In this study, three common buckwheat, Youqiao2 (lodging‐tolerant cultivar; YQ2), Ningqiao1 (middle lodging‐tolerant cultivar; NQ1) and Ukraine daliqiao (lodging‐susceptible cultivar; UD), were used to investigate the effects of spraying exogenous hormones uniconazole (S‐3307) or gibberellic acid (GA3) on lignin metabolism and its relation to lodging resistance in the three common buckwheat cultivars. Results showed that application of S‐3307 significantly increased lignin content and its related enzymes activities of phenylalanine ammonia‐lyase (PAL), 4‐hydroxy cinnamoyl CoA ligase (4CL), cinnamyl alcohol dehydrogenase (CAD) and peroxidase (POD). The major genes involved in lignin synthesis, PAL, CCR (cinnamyl CoA reductase), C4H (cinnamate4‐hydroxylase), 4CL and CCoAOMT (caffeoyl CoA O‐methyltransferase), were all upregulated expression, and COMT (catechol‐O‐methyltransferase) was downregulated. What is more, application of S‐3307 significantly improved the resistance of common buckwheat stem to lodging and increased yield. Whereas, spraying with GA3 caused opposite effect on those characteristics. These results suggested that application of exogenous S‐3307 or GA3 significantly changed the risk of lodging occurred by regulating the lignin metabolism in culms of common buckwheat.     

播种密度对冬小麦茎秆形态特征和抗倒指数的影响

于2001－2002年在安徽农业大学试验农场研究了不同播种密度对冬小麦茎秆形态特征和抗倒指数的影响。结果表明：播种密度大小显著影响茎秆形态特征、植株C/N比大小和茎秆抗倒指数,小麦茎秆形态特征与植株的抗倒性密切相关。其中,基部三节间的健壮程度与小麦抗倒关系最为密切,相关程度为：第2节间＞第1节间＞第3节间。茎秆健     

重穗型水稻植株抗倒伏能力的研究

以18个不同穗重型水稻品种为材料，研究了重穗型水稻植株的抗倒伏能力及其与茎秆的物理性状、机械组织特性的关系。结果表明：重穗型品种单穗重大、产量高与其株高的适当增加密切相关。重穗型品种由于单穗重和株高的增加，弯曲力矩加大，但抗折力也明显提高，故而其茎秆抗倒伏能力并未降低。重穗型品种茎秆抗折力强的主要原因     

种植密度对苦荞麦抗倒伏特性及产量的影响

为了明确苦荞麦抗倒伏特性和适宜的种植密度,提高产量,以‘西荞1号’苦荞麦为材料,研究了不同种植密度对苦荞麦抗倒伏特性及产量的影响。结果表明：种植密度大小显著影响茎秆和根系形态,随着种植密度的增大,田间透光率降低,株高和节间长度增加,主根长、一级侧根数和根体积减少,倒伏率增加,产量呈先升高后降低的变化趋势。相关分析发现,苦荞麦茎秆和根系的特征与植株的抗倒伏特性密切相关。株高和节间长度与茎秆强度呈显著的负相关关系,与倒伏率则呈显著的正相关关系。适宜的种植密度（9×10⁵~12×10⁵株/hm²）能够减少荞麦倒伏的发生,提高抗倒能力,增加群体产量,值得推广应用。