为明确小麦增产的春季追氮措施及矮壮素的优化调控效应,于2017-2020年在晋中农高区小麦基地开展大田试验,在起身期喷施矮壮素和对照(CK)条件下设置4个追氮时间:返青后10 d(D10)、返青后20 d(D20)、返青后30 d(D30)和返青后40 d(D40),研究不同追氮时间对冬小麦产量的影响及矮壮素对茎秆特性、木质素含量及相关合成酶活性的调控效应.结果表明:D30较其他追氮时间穗数提高1.4％～5.2％、穗粒数提高0.4％～12.0％、千粒重提高1.7％～9.4％、产量提高8.8％～22.1％.与D10和D20相比,D30显著增强了基部第2节间形成后0～21、35～42 d苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性和0～42 d酪氨酸解氨酶(TAL)活性,提高了茎秆木质素含量,增加了节间质量,提高了茎秆抗折力,且降低了株高,提高了抗倒性;而D40较D10和D20穗粒数增加4.5％～10.1％、产量增加0.04％～11.3％,但降低了基部第2节间形成后0～42 d PAL和TAL活性,减少了木质素含量,茎秆强度减弱,增加了倒伏风险.喷施矮壮素后,小麦株高显著降低,PAL和TAL活性增强,节间木质素含量提高,增加了茎秆强度,且在D30达显著水平.春季追氮与喷施矮壮素条件下,PAL和TAL活性与木质素含量呈显著正相关,木质素含量与茎秆抗折力呈显著正相关,茎秆抗折力与抗倒伏指数呈显著正相关;产量及其构成因素与节间直径、质量和抗折力呈显著正相关,与株高和节间长度呈负相关.综上,返青后30 d追氮结合喷施矮壮素,可促进木质素的合成与积累,提高茎秆充实度,提高植株抗倒性和产量.

倒伏是严重降低油菜产量、品质和影响机械化生产的重要影响因素之一.培育和应用抗倒伏性强的油菜品种是实现油菜机械化生产和高产的重要措施,而提高抗倒伏能力的重点是提高茎秆强度.因此,本研究以包含197个芥菜型油菜株系的重组自交系(RILs,recombinant inbred lines)群体为研究材料,2023年分别在贵阳和贵定两个环境条件下测定了该群体的茎粗、茎秆鲜干比、茎秆充实度、茎秆密度、茎秆抗折力和茎秆抗折强度等6个性状,6个性状均表现出较大的变异,变异系数为14.29％～41.35％,且符合正态分布.相关性分析显示,两个环境条件下,茎秆充实度与茎秆密度、抗折强度二者之间均呈极显著正相关.进一步对茎秆抗折强度表现为高中低的3类材料进行茎秆微观结构观察,相比较于低抗倒材料,高抗倒材料的皮层更厚、维管束个数更多、维管束排列更紧密与维管束面积占比更大.QTL初定位检测到4个QTL与茎秆茎粗有关;2个QTL与茎秆鲜干比有关;2个QTL与茎秆充实度有关;2个QTL与茎秆密度有关;4个QTL与茎秆抗折力有关,可解释的表型变异为4.1％～5.1％;9个QTL与茎秆抗折强度有关,可解释的表型变异为7.5％～11.0％.本研究的开展可为后续芥菜型油菜抗倒伏相关基因的克隆提供基础数据信息,并对油菜抗倒伏育种有一定参考价值.

以京农科 728 等 24 个我国玉米生产大面积推广种植品种为研究材料,设置 6.0(D1)和 9.0(D2)万株/hm2 共两个种植密度处理,研究并明确不同种植密度条件下参试品种的茎秆力学和根系性状差异,为耐密高产品种选择和育种提供参考和指导.结果表明,(1)参试玉米品种的抗倒性存在较大差异,其中,以京 2416 为父本组配的京农科 728 等 18 个品种全生育期均未发生倒伏倒折,抗倒能力强;郑单 958 在生理成熟前未发生倒伏,而在生理成熟期D2 密度下倒伏倒折率高达 89.40%;先玉335 在大喇叭口期发生根倒,倒伏率高达 68.56%,生育后期未发生倒伏.(2)随种植密度增加,参试品种的株高、穗位高和穗位系数均呈升高趋势.以京 2416 为父本组配的京农科 728 等 18 个品种的株高、穗位高和穗位系数平均为 272.13 cm、106.44 cm和39.11%,显著低于郑单 958 和先玉 335.(3)随种植密度增加,参试品种的茎皮穿刺强度、茎秆抗折力、根系长度和根系干物重均呈降低趋势,平均为 40.61 N/mm2、205.06 N、217.35 m/plant和 14.29 g/plant;产量呈升高趋势,平均为 11 724.48 kg/hm2.与郑单 958 和先玉 335 相比,以京 2416 为父本组配的京农科 728 等 18 个品种的茎皮穿刺强度、茎秆抗折力、根系长度、根系干物重和产量具有明显优势,且耐密抗倒性强,产量潜力高,是耐密高产型品种.

为探明不同氮钾配比和玉米茎秆抗倒伏性能及产量特性的内在联系,在松嫩平原西部采用田间裂区设计(主区为施氮量,副区为施钾量),研究了不同氮钾水平(N∶ 195、210、225、240 kg·hm-2;K20∶70、85、100、115 kg·hm-2)配比对灌浆期玉米茎秆形态力学特征及籽粒产量的影响.结果 表明:氮肥单因素对株高、钾肥单因素对重心高度的影响明显,而氮钾肥互作对于株高、穗位高和重心高度均未达显著水平;氮、钾肥单因素及其互作对节间长度、茎粗、截面面积、节间充实度、抗折力、穿刺强度、断面模数、秆型指数、弯曲力矩、抗断弯距、弯曲应力均表现出显著(P＜0.05)或极显著(P＜0.01)的影响,在不同组合处理中,以210 kg N·hm-2+ 85 kg K2O·hm-2处理的抗倒伏指数最大,其次为225 kg Nhm-2+ 100kg K2O·hm-2和210 kg N·hm-2+100 kg K2O·hm-2处理,显著高于其他处理组合31.59％～80.86％,同时氮、钾肥对玉米抗倒伏指数的互作效应显著(FN×K=19.577**);综合玉米茎秆形态力学特性与产量水平,松嫩平原西部玉米丰产抗倒伏的氮钾肥优化配施方案为:施210～225 kg N·hm-2+ 85～ 100 kg K20·hm-2,氮钾配比为1.75～1.88∶0.71～0.83.本研究结果可为松嫩平原玉米密植丰产提质增抗的养分高效运筹模式提供科学依据和技术途径.

以玉米品种“龙育365”为材料,设置大田高密度种植90000株·hm-2,研究了化控剂玉黄金(30％胺鲜酯·乙利水剂)和3个不同氮肥水平(100、200和300 kg·hm-2,代码分别为N100、N200、N300)对春玉米干物质积累、茎秆力学特征以及产量的影响.结果 表明:高密度种植下化控能够增加玉米穗粒数和千粒重,降低穗部秃尖长,减小各生育期叶面积,增加花后干物质积累量和花后干物质贡献率,分别比对照增加7.9％和3.2％;化控能增加基部节间抗折断力、穿刺强度和最小直径,显著降低基部节间长,增加抗倒伏能力,提高产量8.7％;玉米产量、穗粒数和叶面积均在N200处理下最高,秃尖长减小,N200处理花后干物质积累量和花后干物质贡献率增加,分别比N100和N300处理增加24.5％和9％;随氮肥水平的提高,茎秆抗折断力和穿刺强度显著降低,最大、小直径先增加后降低,基部节间长显著增加.相关分析表明:玉米产量与花后干物质贡献率(r=0.489*)、乳熟期叶面积(r=0.819*)呈显著正相关;玉米基部节间最大直径(r=0.517*)、基部节间长(r=0.505*)与花后干物质呈显著正相关;茎秆抗折断力与基部节间长(r=-0.84*)呈显著负相关,与基部节间最大直径(r=0.495*)呈显著正相关;穿刺强度与基部节间长度(r=-0.724*)呈显著负相关.本实验认为,200 kg·hm-2氮肥与化控结合在黑龙江90000株·hm-2种植密度下春玉米抗倒性最佳,且玉米产量最高,研究结果为黑龙江春玉米高密度种植下的化控防倒减氮增产技术提供了依据.

玉米茎秆倒伏严重影响产量、品质和机械化收获.本研究以110份遗传多样性丰富的玉米种质资源为研究对象,对包括茎秆强度、维管束数目和纤维含量等8个性状进行相关性分析,并比较不同血缘种质的差异.结果表明,弯折强度与穿刺强度、大维管束数目与小维管束数目、中性洗涤纤维与酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维与半纤维素具有协同作用;大维管束数目越多弯折强度越强,抗倒性越好;中性洗涤纤维含量越高弯折和穿刺强度越强,抗倒性越好;在广西南宁生态环境条件下,热带种质的茎秆强度较强、维管束数目较多、纤维含量较高,从中较易选育抗倒性强的优异种质资源.研究结果可为玉米抗倒性研究提供理论参考,为热带种质在玉米抗倒性方面的改良和利用提供借鉴.