玉米冠層光分布對(duì)莖稈抗倒伏性能的影響.pdf

1、增加種植密度是提高玉米產(chǎn)量的重要措施之一，但是種植密度增加后玉米莖稈機(jī)械強(qiáng)度降低，倒伏現(xiàn)象嚴(yán)重。倒伏不僅降低了玉米產(chǎn)量和品質(zhì)，同時(shí)也增加了機(jī)械收獲難度。玉米高密度種植時(shí)具有較大的葉面積指數(shù)，導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)至灌漿早期冠層中下部葉片的相互遮蔭和光合有效輻射大幅下降。葉片在遮蔭或者弱光條件下的光合能力下降，使轉(zhuǎn)運(yùn)到莖稈中的碳水化合物降低。由此推測(cè)，密植條件下玉米冠層內(nèi)部光照強(qiáng)度下降可能是引起基部節(jié)間強(qiáng)度降低、倒伏增加的重要因素?；谏鲜鐾普?，本

2、文設(shè)置不同種植密度、整體遮蔭和局部剪葉等試驗(yàn)處理改變玉米冠層的光照環(huán)境，通過對(duì)不同光環(huán)境下玉米植株形態(tài)、基部節(jié)間外部形態(tài)及內(nèi)部碳水化合物組分、解剖結(jié)構(gòu)、機(jī)械強(qiáng)度和倒伏率等進(jìn)行系統(tǒng)研究，探討冠層光環(huán)境對(duì)玉米節(jié)間發(fā)育的影響機(jī)制；明確玉米節(jié)間碳水化合物變化與解剖結(jié)構(gòu)及機(jī)械強(qiáng)度的相互關(guān)系；揭示玉米冠層光分布與莖稈機(jī)械強(qiáng)度形成及抗倒伏能力的關(guān)系。研究結(jié)果可為玉米密植高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)栽培及耐密抗倒品種選育提供理論依據(jù)。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　　1

3、種植密度對(duì)玉米節(jié)間發(fā)育的影響
　　玉米節(jié)間發(fā)育過程中先進(jìn)行快速增粗和伸長(zhǎng)，接著節(jié)間干物質(zhì)快速積累、莖壁的結(jié)構(gòu)性化學(xué)組分合成，最后是莖稈強(qiáng)度形成。其中基部節(jié)間穿刺強(qiáng)度（RPS）快速形成期大約在拔節(jié)后14 d至25 d。隨著種植密度增加，玉米基部節(jié)間形態(tài)快速建成的起始時(shí)間和終止時(shí)間均有所提前。在高密度條件下，玉米基部節(jié)間快速伸長(zhǎng)速率提高，使節(jié)間變長(zhǎng)；而節(jié)間快速增粗、干物質(zhì)積累持續(xù)期縮短，導(dǎo)致節(jié)間變細(xì)，節(jié)間單位長(zhǎng)度干重（DWUL）降低，

4、莖稈抗倒伏強(qiáng)度有所下降。
　　2密植條件下玉米冠層內(nèi)部光照強(qiáng)度對(duì)莖稈抗倒伏能力的影響
　　增加種植密度降低玉米冠層內(nèi)部的光照強(qiáng)度，玉米基部節(jié)間單位長(zhǎng)度干重和穿刺強(qiáng)度有所降低，倒伏率增加。與自然光照下相比較，對(duì)玉米冠層進(jìn)行30％和60%遮蔭后，基部節(jié)間單位長(zhǎng)度干重分別降低40%和50%；穿刺強(qiáng)度分別降低40%和50%；倒伏率增加10%和20%。由此可知，玉米冠層光照強(qiáng)度是影響節(jié)間強(qiáng)度形成和倒伏發(fā)生的重要因素。
　　3遮蔭

5、和剪葉處理對(duì)玉米莖稈強(qiáng)度和倒伏的影響
　　整體遮蔭處理后，明顯增加了玉米株高和穗位高，但植株重心高度有所降低。遮蔭后玉米基部節(jié)間長(zhǎng)度增加、直徑變小；穿刺強(qiáng)度降低，倒伏率增加。進(jìn)一步分析節(jié)間碳水化合物可知：遮蔭處理后顯著降低基部節(jié)間單位長(zhǎng)度干重、水溶性碳水化合物（WSC）、纖維素、木質(zhì)素和半纖維素的含量，且對(duì)WSC含量的影響程度最大。由此說明，遮蔭后由于玉米節(jié)間WSC含量降低，使節(jié)間結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量顯著降低，倒伏率增加。

6、　　在玉米抽雄期局部剪去棒三葉以上全部或1/2葉片（RAE或RAE/2）后，基部第3節(jié)間單位長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量顯著增加，穿刺強(qiáng)度分別提高5.4-11.6%和7.7-8.2%，倒伏率分別下降4.9-7.8%和4.2-4.6%。抽雄前剪去玉米棒三葉以下3片葉（RBE），基部第3節(jié)間單位長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量顯著降低，穿刺強(qiáng)度降低9.1-17.4%，倒伏率增加7.0-11.2%。抽雄前剪去玉米冠層底部3片葉（RB），第3節(jié)結(jié)構(gòu)性碳水化

7、合物含量、穿刺強(qiáng)度和倒伏率無顯著變化。由此表明，玉米棒三葉以下3片葉是基部節(jié)間碳水化合物積累和機(jī)械強(qiáng)度形成的關(guān)鍵葉層。
　　4玉米節(jié)間碳水化合物、解剖結(jié)構(gòu)與莖稈機(jī)械強(qiáng)度的關(guān)系
　　莖稈RPS形成主要在節(jié)間定長(zhǎng)后，節(jié)間DWUL中后期積累為RPS形成提供物質(zhì)來源。高密度條件下玉米基部節(jié)間纖維素和木質(zhì)素積累的起始和終止時(shí)間均提前；節(jié)間纖維素和木質(zhì)素快速積累速率下降，使節(jié)間外皮組織發(fā)育受阻；節(jié)間RPS形成速率下降，最終導(dǎo)致RPS顯著

8、降低。因此，生產(chǎn)中應(yīng)在拔節(jié)期通過農(nóng)藝和化學(xué)調(diào)控等措施，控制玉米節(jié)間伸長(zhǎng)速率，縮短節(jié)長(zhǎng)，增加單位長(zhǎng)度干重；使莖稈纖維素和木質(zhì)素積累速率加快，莖稈強(qiáng)度提高，從而降低田間倒伏率。
　　5改善玉米冠層光分布對(duì)莖稈抗倒伏能力的影響
　　玉米穗位至穗下1/2葉層功能對(duì)基部節(jié)間干物質(zhì)積累和機(jī)械強(qiáng)度形成有至關(guān)重要的作用，提高玉米穗位層光照強(qiáng)度以及穗位至穗下1/2層光截獲量可顯著提高基部節(jié)間單位長(zhǎng)度干重、結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量和穿刺強(qiáng)度，顯著減