2015.3.26研究进展

1、前言倒伏是玉米高产、稳产、优质的重要限制因素之一，同时还会给玉米机械收获带来严重障碍1-2。玉米倒伏一般分为根倒、茎倒和茎折3。根倒是玉米植株自地表处同根系一起倾斜歪倒。根倒伏表现为茎不弯曲而整株倾倒，有时完全倒在地面。其发生常是由于根系弱小、分布浅或根受伤，当灌水或降雨过多时，土壤软烂，固着根的能力降低，如遇大风即整株倒下。茎倒伏即作物茎秆呈不同程度的倾斜或弯曲，有时下折。这常是由于茎的节间尤其是下部节间延伸过长、机械组织发育不良，或是由于茎秆细弱、节根少，遇到大风或其他机械作用，茎的中、下部承受不住穗部或植株上部的重量而引起。茎秆受病、虫为害的植株，容易发生弯折。茎折是植株从基部以上某个节

2、位折断，一般是在幼嫩的节或节间折断。据研究，玉米倒伏的 30% 60% 以上为茎折4。倒伏会打乱叶的分布，部分或相当多的叶片因被压或被盖，得不到足够的光照而影响光合作用的进行，有时叶片还会变黄腐烂，影响收获物的产量。玉米在雄穗开花前发生倒伏，还会影响授粉结实。引起玉米茎折或茎倒的因素很多，比如密度、肥水、病虫害以及自然灾害，但是更主要的是品种本身的茎秆强度和植株结构5。目前，关于玉米倒伏的茎秆力学特征6、农艺性状7-11、茎秆强度和抗折力12等方面已有很多报道。袁志华等13（2002）认为对于同一种玉米品种，种植密度不同，或肥力不同，其抗倒伏能力不同，茎秆系数越小，抗倒伏能力越强。李得孝等14

3、（2004）认为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。张翠珍等15（2007）认为施硅能促进糯玉米根系生长发育，使糯玉米品质得以改善， 糯玉米粗蛋白、赖氨酸、淀粉和可溶性糖都有不同程度的增加。倪大鹏等16（2007）认为钾素营养能有效地提高玉米籽粒产量，增加玉米茎秆干物质重和叶面积及千粒重。但过量施用钾肥对玉米产量的提高会产生不利影响。勾 玲等17（2007）认为单位茎长干物质对茎秆压碎强度(

4、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。闫孝贡等18（2007）认为S95、Si、Mn、B、Mo、Cu 可促进玉米植株生长发育， 使玉米增产。S95、Si、Mn 肥田间定位施用后， 提高了土壤水分利用效率， 促进了玉米生长发育， 适度增加了株高及叶面积指数， 增强了玉米抗倒伏能力，进而达到增产的目的。程瑞祥等19（2008）认为硅钙肥和钾肥均具有提高植株茎粗和产量构成因素作用，氮磷钾与硅钙肥配施使玉米茎粗提高了10%，增强植株抗倒伏能力。勾玲等20（2008）认为基部节间弹性模量、最大抗弯应力均随生育进程而增加， 但随群体密度的增加和节位的上升

5、而逐渐降低。茎秆弯曲弹性模量反映茎秆的耐密能力， 茎秆最大抗弯应力反映品种茎秆的抗折能力， 而茎秆直径不能作为评价茎秆抗弯强弱的主要指标。玉米抽雄前期与蜡熟期茎秆抗弯性状的变化规律基本一致， 因此利用抽雄前茎秆基部弯曲力学性能鉴定与评价玉米茎秆抗倒、耐密性是可行的。黄建军21（2008）认为根倒伏是玉米植株自地表处同根系一起倾斜歪倒，其主要原因是根系发育较弱，在大雨或灌溉后，土壤湿度过大因水浸泡而变得松软，玉米根系固持能力下降，遇大风而发生倒伏。玉米的根倒与玉米的根数、根系直径、根的生长方向以及植株地上部分的结构有关。玉米 3 叶期的初生根系直径同根倒伏呈高度负相关；开花、收获时的根倒伏率同初

6、生根系的后生木质部导管数高度负相关，第 6 节上根的后生木质部导管数同根倒伏呈负相关。玉米对根倒伏的抗性与垂直方向的关系不太重要，而与根的伸展范围大小有密切关系。茎倒伏是植株未发生根倒伏前，从基部以上某个节位折断，茎秆折断的部位有的是幼嫩的节或节间。一般发生在拔节后期和抽雄以后。原因是茎秆的机械组织嫩弱、节间脆，玉米茎秆的抗风能力弱，再加上这个时期容易发生瞬间强风，从而使玉米易倒折。玉米不同生育时期倒伏对产量的影响不同，吐丝至乳熟中期，玉米倒伏越早减产越严重，穗粒数越少，百粒重越低。玉米倒伏程度不同对产量影响不同，单株产量随茎秆倒伏程度的增大而降低。茎折破坏了水分、养分和光合产物的运输，所造成

7、的产量损失比根倒更严重。黄建军等22（2009）认为从玉米抽雄前到生理成熟期，根系干重所占比例越高，植株抗倒伏能力越强；玉米抽雄前单株干重和根干重所占比例与倒伏率呈显著负相关，相关系数分别达 - 0.540 5* 和 - 0.530 2*。田间倒伏对产量有较大影响，选用在吐丝前根系发达、干物质积累多的玉米品种抗倒能力强，是实现在大群体条件下创高产的保障。高海等23（2009）认为配施硅钙肥的玉米在产量和抗性方面表现优异，增产幅度达8.08%，表明硅钙元素在玉米种植中起到关键的作用。丰光等24（2010）认为，地上部第3 茎节穿刺力能较好反映出穿刺力与倒伏的关系；主茎与地面呈45夹角时的拉力能较

8、好反映出拉力与倒伏的关系；茎秆穿刺力和拉力与倒伏性呈极显著相关。密度、茎秆穿刺力和茎粗是影响茎秆倒伏的主要因素，茎秆穿刺力和拉力可以作为测量玉米倒伏的指标。李妍妍等25（2010）认为夏玉米倒伏性与种植密度、茎秆拉力、茎秆穿刺力、茎粗和气生根层数具有显著或极显著相关性;密度、茎粗和穿刺力是影响茎秆倒伏的直接因素，可以作为衡量玉米倒伏的指标。张磊等26（2011）认为施用硅钙肥提高了玉米叶绿素含量，增强光合作用，促进了玉米生长。并且，随着硅钙肥用量增加，玉米抗倒伏性增强。陈艳军等27（2011）认为不同玉米品种的抗倒伏能力与其强度和弹性模量均呈正相关关系。李波等28（2012）认为施钾肥能显著提

9、高茎秆的穿刺强度。刘明等29（2013）认为茎秆表皮厚度、维管束的数量和面积、木质部和韧皮部面积与倒伏均呈显著负相关关系。通过深松及适量施氮均可调节维管束结构。对倒伏率的影响，维管束面积表现为大维管束大于小维管束；维管束内部结构表现为韧皮部面积大于木质部面积。深松和施氮均提高了维管束的输送效率。玉米倒伏率与茎秆中含氮量呈显著负相关关系，与含磷量和含钾量的关系不密切。玉米茎秆的抗折强度与倒伏率呈负相关关系，适量增施氮肥可提高茎秆的抗折强度。刘胜群等30（2013）晚播条件下，春玉米倒伏率显著增加，茎倒伏(SL)率高于根倒伏率；茎秆第27节间是茎折的主要发生部位，其中第3、4节间最为严重;晚播玉米

10、株高显著降低(p0.05，下同)，穗位高和穗高系数显著增加；晚播玉米第24节间直径显著降低而长度显著升高，同时其惯性矩和抗弯截面系数显著低于适期播种玉米。常莹等31（2014）认为玉米茎秆强度与单位节间干重呈极显著正相关。适宜的押肥施用量对产量有一定的正效应。王庭杰等32（2015）认为茎的皮层/半径、厚壁组织比例、机械组织比例和纤维素含量、木质素含量与抗压强度呈极显著正相关关系;；薄壁组织比例、茎长/茎粗、维管束个数与抗压强度呈极显著负相关关系。利用通径分析进一步定量研究了这 5 个变量与抗压强度之间的直接作用和间接作用，明确了决定玉米茎秆抗压强度的主要因素为纤维素含量、木质素含量和单位面积

11、维管束个数。黑龙江省是我国重要的商品粮基地，近年来，玉米已发展为其主要的高产粮食作物。而黑龙江省位于我国第一阶梯，受温带大陆性季风气候影响，夏季月份汛期期间，雨水偏多且集中，多强对流天气，从而引起洪涝及大风天气，使得土壤松动等，易造成玉米倒伏的发生。所以本试验将通过研究玉米倒伏相关指标，最终找到合理方式防止玉米倒伏。参考文献1刘战东,肖俊夫,南纪琴,等倒伏对夏玉米叶面积、产量及其构成因素的影响中国农学通报,2010,26(18):107-1102张世煌中美两国玉米育种思路和技术水平的比较种子世界,2007(4):9-103刘武仁,郑金玉,罗洋,等.自然倒伏对玉米根系和产量的影响.吉林农业科学,

12、2014,39(1):6-9.4勾玲,赵明,黄建军,等玉米茎秆弯曲性能与抗倒能力的研究.作物学报,2008,34(4):653-6615马延华,王庆祥.玉米茎秆性状与抗倒伏关系研究进展.作物杂志,2012(2):10-15.6勾玲,黄建军,张宾,等群体密度对玉米茎秆抗倒力学和农艺性状的影响作物学报,2007,33(10):1688-16957丰光,景希强,李妍妍,等玉米茎秆性状与倒伏性的相关和通径分析华北农学报,2010,25(增刊1):72-748王娜,李凤海,王志斌,等不同耐密型玉米品种茎秆性状对密度的响应及与倒伏的关系作物杂志,2011(3):67-699王永学,张战辉,刘宗华玉米抗倒伏

13、性状的配合力效应及通径分析河南农业大学学报,2011,45(1):1-610付志远,邵可可,陈德芝,等穗上节间数与玉米抗倒伏能力的相关性分析河南农业大学学报,2011,45(2):149-154.11高鑫,高聚林,于晓芳,等高密植对不同类型玉米品种茎秆抗倒伏特性及产量的影响玉米科学,2012,20(4):69-7012张芳魁,霍仕平,张健,等玉米茎秆性状与抗折断力的相关和通径分析玉米科学,2006,14(6):46-4913袁志华,全林斯,赵祥雄,焦由宙.玉米茎秆抗倒伏的综合评价.河南科学,2002,20(5):495-497.14李得孝,员海燕,周联东.玉米抗倒伏性指标及其模拟研究.西北农林

14、科技大学学报,2004,32(5):53-56.15张翠珍,郑国红,邵长泉,等.硅肥对糯玉米产量、品质及抗倒性的影响.山东农业大学学报(自然科学版),2007,38(3):360-362.16倪大鹏,刘强,阴卫军,等.施钾时期和施钾量对玉米产量形成的影响.山东农业科学,2007(4):82-97.17勾玲,黄建军,张宾,等.群体密度对玉米茎秆抗倒力学和农艺性状的影响.作物学报,2007,33(10):1688-1695.18闫孝贡,武巍,陈颖,等.玉米施用中微量元素肥料效果的研发.吉林农业科学2007,32(2):33-35.19程瑞祥,丛德峰,王振宇,等.施用硅钙复混肥对玉米抗倒伏性的影响.

15、杂粮作物,2008,28(3):205-206.20勾玲,赵明,黄建军,等.玉米茎秆弯曲性能与抗倒能力的研究.作物学报.2008,34(4):653661.21黄建军.不同耐密型玉米品种的抗倒伏特征研究.石河子大学,2008(6).22黄建军,赵明,刘娟,勾玲.不同抗倒能力玉米品种物质生产与分配及产量性状研究.玉米科学2009,17(4):82-88,93.23高海,刘伟,庞凤仙.硅钙肥在玉米上应用效果试验.现代农业科技2009(22):28-30.24丰光,刘志芳,吴宇锦,等.玉米抗倒性与茎秆穿刺力和拉力关系的初步研究.玉米科学2010,18(6):19-23.25丰光,李妍妍,景希强.夏玉米根茎主要性状与倒伏性的关系研究.河南农业科学,2010,11:20-22.26张磊,王玉峰,陈雪丽,谷学佳.硅钙肥在玉米上的应用效果研究.黑龙江农业科学2011(7):48-50.27陈艳军,吴科斌,张俊雄.玉米秸秆力学参数与抗倒伏性能关系研究.农业机械学报,2011,42(6:):90-92.28李波,张吉旺,崔海岩,等.施钾量对高产夏玉米抗倒伏能力的影响.作物学报,2012,3