2015.3.26研究進(jìn)展

1、前言倒伏是玉米高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的重要限制因素之一，同時(shí)還會(huì)給玉米機(jī)械收獲帶來(lái)嚴(yán)重障礙1-2。玉米倒伏一般分為根倒、莖倒和莖折3。根倒是玉米植株自地表處同根系一起傾斜歪倒。根倒伏表現(xiàn)為莖不彎曲而整株傾倒，有時(shí)完全倒在地面。其發(fā)生常是由于根系弱小、分布淺或根受傷，當(dāng)灌水或降雨過(guò)多時(shí)，土壤軟爛，固著根的能力降低，如遇大風(fēng)即整株倒下。莖倒伏即作物莖稈呈不同程度的傾斜或彎曲，有時(shí)下折。這常是由于莖的節(jié)間尤其是下部節(jié)間延伸過(guò)長(zhǎng)、機(jī)械組織發(fā)育不良，或是由于莖稈細(xì)弱、節(jié)根少，遇到大風(fēng)或其他機(jī)械作用，莖的中、下部承受不住穗部或植株上部的重量而引起。莖稈受病、蟲(chóng)為害的植株，容易發(fā)生彎折。莖折是植株從基部以上某個(gè)節(jié)

2、位折斷，一般是在幼嫩的節(jié)或節(jié)間折斷。據(jù)研究，玉米倒伏的 30% 60% 以上為莖折4。倒伏會(huì)打亂葉的分布，部分或相當(dāng)多的葉片因被壓或被蓋，得不到足夠的光照而影響光合作用的進(jìn)行，有時(shí)葉片還會(huì)變黃腐爛，影響收獲物的產(chǎn)量。玉米在雄穗開(kāi)花前發(fā)生倒伏，還會(huì)影響授粉結(jié)實(shí)。引起玉米莖折或莖倒的因素很多，比如密度、肥水、病蟲(chóng)害以及自然災(zāi)害，但是更主要的是品種本身的莖稈強(qiáng)度和植株結(jié)構(gòu)5。目前，關(guān)于玉米倒伏的莖稈力學(xué)特征6、農(nóng)藝性狀7-11、莖稈強(qiáng)度和抗折力12等方面已有很多報(bào)道。袁志華等13（2002）認(rèn)為對(duì)于同一種玉米品種，種植密度不同，或肥力不同，其抗倒伏能力不同，莖稈系數(shù)越小，抗倒伏能力越強(qiáng)。李得孝等14

3、（2004）認(rèn)為莖稈田間抗拉彎強(qiáng)度和室內(nèi)橫折強(qiáng)度能綜合反映莖稈質(zhì)量好壞，而莖稈穿刺強(qiáng)度可作為玉米育種群體和耐密品種選擇的抗倒性指標(biāo)。莖稈田間抗拉彎強(qiáng)度可用密度、莖粗和氣生根數(shù)3個(gè)性狀進(jìn)行線性估計(jì);莖稈室內(nèi)橫折強(qiáng)度可用穗位高度、莖粗和莖稈穿刺強(qiáng)度進(jìn)行有效估計(jì)。張翠珍等15（2007）認(rèn)為施硅能促進(jìn)糯玉米根系生長(zhǎng)發(fā)育，使糯玉米品質(zhì)得以改善， 糯玉米粗蛋白、賴氨酸、淀粉和可溶性糖都有不同程度的增加。倪大鵬等16（2007）認(rèn)為鉀素營(yíng)養(yǎng)能有效地提高玉米籽粒產(chǎn)量，增加玉米莖稈干物質(zhì)重和葉面積及千粒重。但過(guò)量施用鉀肥對(duì)玉米產(chǎn)量的提高會(huì)產(chǎn)生不利影響。勾 玲等17（2007）認(rèn)為單位莖長(zhǎng)干物質(zhì)對(duì)莖稈壓碎強(qiáng)度(

4、SCS)和外皮穿刺強(qiáng)度(RPS)的正向影響最大，可以作為玉米抗倒伏品種選擇的重要農(nóng)藝指標(biāo)。閆孝貢等18（2007）認(rèn)為S95、Si、Mn、B、Mo、Cu 可促進(jìn)玉米植株生長(zhǎng)發(fā)育， 使玉米增產(chǎn)。S95、Si、Mn 肥田間定位施用后， 提高了土壤水分利用效率， 促進(jìn)了玉米生長(zhǎng)發(fā)育， 適度增加了株高及葉面積指數(shù)， 增強(qiáng)了玉米抗倒伏能力，進(jìn)而達(dá)到增產(chǎn)的目的。程瑞祥等19（2008）認(rèn)為硅鈣肥和鉀肥均具有提高植株莖粗和產(chǎn)量構(gòu)成因素作用，氮磷鉀與硅鈣肥配施使玉米莖粗提高了10%，增強(qiáng)植株抗倒伏能力。勾玲等20（2008）認(rèn)為基部節(jié)間彈性模量、最大抗彎應(yīng)力均隨生育進(jìn)程而增加， 但隨群體密度的增加和節(jié)位的上升

5、而逐漸降低。莖稈彎曲彈性模量反映莖稈的耐密能力， 莖稈最大抗彎應(yīng)力反映品種莖稈的抗折能力， 而莖稈直徑不能作為評(píng)價(jià)莖稈抗彎強(qiáng)弱的主要指標(biāo)。玉米抽雄前期與蠟熟期莖稈抗彎性狀的變化規(guī)律基本一致， 因此利用抽雄前莖稈基部彎曲力學(xué)性能鑒定與評(píng)價(jià)玉米莖稈抗倒、耐密性是可行的。黃建軍21（2008）認(rèn)為根倒伏是玉米植株自地表處同根系一起傾斜歪倒，其主要原因是根系發(fā)育較弱，在大雨或灌溉后，土壤濕度過(guò)大因水浸泡而變得松軟，玉米根系固持能力下降，遇大風(fēng)而發(fā)生倒伏。玉米的根倒與玉米的根數(shù)、根系直徑、根的生長(zhǎng)方向以及植株地上部分的結(jié)構(gòu)有關(guān)。玉米 3 葉期的初生根系直徑同根倒伏呈高度負(fù)相關(guān)；開(kāi)花、收獲時(shí)的根倒伏率同初

6、生根系的后生木質(zhì)部導(dǎo)管數(shù)高度負(fù)相關(guān)，第 6 節(jié)上根的后生木質(zhì)部導(dǎo)管數(shù)同根倒伏呈負(fù)相關(guān)。玉米對(duì)根倒伏的抗性與垂直方向的關(guān)系不太重要，而與根的伸展范圍大小有密切關(guān)系。莖倒伏是植株未發(fā)生根倒伏前，從基部以上某個(gè)節(jié)位折斷，莖稈折斷的部位有的是幼嫩的節(jié)或節(jié)間。一般發(fā)生在拔節(jié)后期和抽雄以后。原因是莖稈的機(jī)械組織嫩弱、節(jié)間脆，玉米莖稈的抗風(fēng)能力弱，再加上這個(gè)時(shí)期容易發(fā)生瞬間強(qiáng)風(fēng)，從而使玉米易倒折。玉米不同生育時(shí)期倒伏對(duì)產(chǎn)量的影響不同，吐絲至乳熟中期，玉米倒伏越早減產(chǎn)越嚴(yán)重，穗粒數(shù)越少，百粒重越低。玉米倒伏程度不同對(duì)產(chǎn)量影響不同，單株產(chǎn)量隨莖稈倒伏程度的增大而降低。莖折破壞了水分、養(yǎng)分和光合產(chǎn)物的運(yùn)輸，所造成

7、的產(chǎn)量損失比根倒更嚴(yán)重。黃建軍等22（2009）認(rèn)為從玉米抽雄前到生理成熟期，根系干重所占比例越高，植株抗倒伏能力越強(qiáng)；玉米抽雄前單株干重和根干重所占比例與倒伏率呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別達(dá) - 0.540 5* 和 - 0.530 2*。田間倒伏對(duì)產(chǎn)量有較大影響，選用在吐絲前根系發(fā)達(dá)、干物質(zhì)積累多的玉米品種抗倒能力強(qiáng)，是實(shí)現(xiàn)在大群體條件下創(chuàng)高產(chǎn)的保障。高海等23（2009）認(rèn)為配施硅鈣肥的玉米在產(chǎn)量和抗性方面表現(xiàn)優(yōu)異，增產(chǎn)幅度達(dá)8.08%，表明硅鈣元素在玉米種植中起到關(guān)鍵的作用。豐光等24（2010）認(rèn)為，地上部第3 莖節(jié)穿刺力能較好反映出穿刺力與倒伏的關(guān)系；主莖與地面呈45夾角時(shí)的拉力能較

8、好反映出拉力與倒伏的關(guān)系；莖稈穿刺力和拉力與倒伏性呈極顯著相關(guān)。密度、莖稈穿刺力和莖粗是影響莖稈倒伏的主要因素，莖稈穿刺力和拉力可以作為測(cè)量玉米倒伏的指標(biāo)。李妍妍等25（2010）認(rèn)為夏玉米倒伏性與種植密度、莖稈拉力、莖稈穿刺力、莖粗和氣生根層數(shù)具有顯著或極顯著相關(guān)性;密度、莖粗和穿刺力是影響莖稈倒伏的直接因素，可以作為衡量玉米倒伏的指標(biāo)。張磊等26（2011）認(rèn)為施用硅鈣肥提高了玉米葉綠素含量，增強(qiáng)光合作用，促進(jìn)了玉米生長(zhǎng)。并且，隨著硅鈣肥用量增加，玉米抗倒伏性增強(qiáng)。陳艷軍等27（2011）認(rèn)為不同玉米品種的抗倒伏能力與其強(qiáng)度和彈性模量均呈正相關(guān)關(guān)系。李波等28（2012）認(rèn)為施鉀肥能顯著提

9、高莖稈的穿刺強(qiáng)度。劉明等29（2013）認(rèn)為莖稈表皮厚度、維管束的數(shù)量和面積、木質(zhì)部和韌皮部面積與倒伏均呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。通過(guò)深松及適量施氮均可調(diào)節(jié)維管束結(jié)構(gòu)。對(duì)倒伏率的影響，維管束面積表現(xiàn)為大維管束大于小維管束；維管束內(nèi)部結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為韌皮部面積大于木質(zhì)部面積。深松和施氮均提高了維管束的輸送效率。玉米倒伏率與莖稈中含氮量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與含磷量和含鉀量的關(guān)系不密切。玉米莖稈的抗折強(qiáng)度與倒伏率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，適量增施氮肥可提高莖稈的抗折強(qiáng)度。劉勝群等30（2013）晚播條件下，春玉米倒伏率顯著增加，莖倒伏(SL)率高于根倒伏率；莖稈第27節(jié)間是莖折的主要發(fā)生部位，其中第3、4節(jié)間最為嚴(yán)重;晚播玉米

10、株高顯著降低(p0.05，下同)，穗位高和穗高系數(shù)顯著增加；晚播玉米第24節(jié)間直徑顯著降低而長(zhǎng)度顯著升高，同時(shí)其慣性矩和抗彎截面系數(shù)顯著低于適期播種玉米。?，摰?1（2014）認(rèn)為玉米莖稈強(qiáng)度與單位節(jié)間干重呈極顯著正相關(guān)。適宜的押肥施用量對(duì)產(chǎn)量有一定的正效應(yīng)。王庭杰等32（2015）認(rèn)為莖的皮層/半徑、厚壁組織比例、機(jī)械組織比例和纖維素含量、木質(zhì)素含量與抗壓強(qiáng)度呈極顯著正相關(guān)關(guān)系;；薄壁組織比例、莖長(zhǎng)/莖粗、維管束個(gè)數(shù)與抗壓強(qiáng)度呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。利用通徑分析進(jìn)一步定量研究了這 5 個(gè)變量與抗壓強(qiáng)度之間的直接作用和間接作用，明確了決定玉米莖稈抗壓強(qiáng)度的主要因素為纖維素含量、木質(zhì)素含量和單位面積

11、維管束個(gè)數(shù)。黑龍江省是我國(guó)重要的商品糧基地，近年來(lái)，玉米已發(fā)展為其主要的高產(chǎn)糧食作物。而黑龍江省位于我國(guó)第一階梯，受溫帶大陸性季風(fēng)氣候影響，夏季月份汛期期間，雨水偏多且集中，多強(qiáng)對(duì)流天氣，從而引起洪澇及大風(fēng)天氣，使得土壤松動(dòng)等，易造成玉米倒伏的發(fā)生。所以本試驗(yàn)將通過(guò)研究玉米倒伏相關(guān)指標(biāo)，最終找到合理方式防止玉米倒伏。參考文獻(xiàn)1劉戰(zhàn)東,肖俊夫,南紀(jì)琴,等倒伏對(duì)夏玉米葉面積、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2010,26(18):107-1102張世煌中美兩國(guó)玉米育種思路和技術(shù)水平的比較種子世界,2007(4):9-103劉武仁,鄭金玉,羅洋,等.自然倒伏對(duì)玉米根系和產(chǎn)量的影響.吉林農(nóng)業(yè)科學(xué),

12、2014,39(1):6-9.4勾玲,趙明,黃建軍,等玉米莖稈彎曲性能與抗倒能力的研究.作物學(xué)報(bào),2008,34(4):653-6615馬延華,王慶祥.玉米莖稈性狀與抗倒伏關(guān)系研究進(jìn)展.作物雜志,2012(2):10-15.6勾玲,黃建軍,張賓,等群體密度對(duì)玉米莖稈抗倒力學(xué)和農(nóng)藝性狀的影響作物學(xué)報(bào),2007,33(10):1688-16957豐光,景希強(qiáng),李妍妍,等玉米莖稈性狀與倒伏性的相關(guān)和通徑分析華北農(nóng)學(xué)報(bào),2010,25(增刊1):72-748王娜,李鳳海,王志斌,等不同耐密型玉米品種莖稈性狀對(duì)密度的響應(yīng)及與倒伏的關(guān)系作物雜志,2011(3):67-699王永學(xué),張戰(zhàn)輝,劉宗華玉米抗倒伏

13、性狀的配合力效應(yīng)及通徑分析河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2011,45(1):1-610付志遠(yuǎn),邵可可,陳德芝,等穗上節(jié)間數(shù)與玉米抗倒伏能力的相關(guān)性分析河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2011,45(2):149-154.11高鑫,高聚林,于曉芳,等高密植對(duì)不同類型玉米品種莖稈抗倒伏特性及產(chǎn)量的影響玉米科學(xué),2012,20(4):69-7012張芳魁,霍仕平,張健,等玉米莖稈性狀與抗折斷力的相關(guān)和通徑分析玉米科學(xué),2006,14(6):46-4913袁志華,全林斯,趙祥雄,焦由宙.玉米莖稈抗倒伏的綜合評(píng)價(jià).河南科學(xué),2002,20(5):495-497.14李得孝,員海燕,周聯(lián)東.玉米抗倒伏性指標(biāo)及其模擬研究.西北農(nóng)林

14、科技大學(xué)學(xué)報(bào),2004,32(5):53-56.15張翠珍,鄭國(guó)紅,邵長(zhǎng)泉,等.硅肥對(duì)糯玉米產(chǎn)量、品質(zhì)及抗倒性的影響.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007,38(3):360-362.16倪大鵬,劉強(qiáng),陰衛(wèi)軍,等.施鉀時(shí)期和施鉀量對(duì)玉米產(chǎn)量形成的影響.山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2007(4):82-97.17勾玲,黃建軍,張賓,等.群體密度對(duì)玉米莖稈抗倒力學(xué)和農(nóng)藝性狀的影響.作物學(xué)報(bào),2007,33(10):1688-1695.18閆孝貢,武巍,陳穎,等.玉米施用中微量元素肥料效果的研發(fā).吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)2007,32(2):33-35.19程瑞祥,叢德峰,王振宇,等.施用硅鈣復(fù)混肥對(duì)玉米抗倒伏性的影響.

15、雜糧作物,2008,28(3):205-206.20勾玲,趙明,黃建軍,等.玉米莖稈彎曲性能與抗倒能力的研究.作物學(xué)報(bào).2008,34(4):653661.21黃建軍.不同耐密型玉米品種的抗倒伏特征研究.石河子大學(xué),2008(6).22黃建軍,趙明,劉娟,勾玲.不同抗倒能力玉米品種物質(zhì)生產(chǎn)與分配及產(chǎn)量性狀研究.玉米科學(xué)2009,17(4):82-88,93.23高海,劉偉,龐鳳仙.硅鈣肥在玉米上應(yīng)用效果試驗(yàn).現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技2009(22):28-30.24豐光,劉志芳,吳宇錦,等.玉米抗倒性與莖稈穿刺力和拉力關(guān)系的初步研究.玉米科學(xué)2010,18(6):19-23.25豐光,李妍妍,景希強(qiáng).夏玉米根莖主要性狀與倒伏性的關(guān)系研究.河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,11:20-22.26張磊,王玉峰,陳雪麗,谷學(xué)佳.硅鈣肥在玉米上的應(yīng)用效果研究.黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)2011(7):48-50.27陳艷軍,吳科斌,張俊雄.玉米秸稈力學(xué)參數(shù)與抗倒伏性能關(guān)系研究.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2011,42(6:):90-92.28李波,張吉旺,崔海巖,等.施鉀量對(duì)高產(chǎn)夏玉米抗倒伏能力的影響.作物學(xué)報(bào),2012,3