小麥莖稈特征與倒伏的關(guān)系及調(diào)控研究.pdf

1、本研究選用抗倒性不同的6個(gè)小麥品種，通過(guò)設(shè)置不同種植密度、氮肥施用量和噴施多效唑等栽培措施，于2008年～2010年系統(tǒng)研究了小麥莖稈形態(tài)特征、解剖結(jié)構(gòu)特征和莖稈理化特性及其抗倒伏能力的變化，分析了不同抗倒伏能力小麥莖稈特征的品種差異，探討了種植密度、氮肥和多效唑?qū)π←溈沟狗芰Φ挠绊懠捌渖砩瘷C(jī)理。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.小麥抗倒伏性的品種差異1.1 不同抗倒伏能力小麥品種莖稈形態(tài)特征與抗倒伏能力較差的小麥品種（藁城8

2、901和煙農(nóng)21）相比，抗倒伏能力強(qiáng)的小麥品種（濟(jì)麥20和濟(jì)麥22）的株高、重心高度、基部節(jié)間長(zhǎng)度和基部（1+2）節(jié)間占總莖長(zhǎng)的比例、內(nèi)徑厚度和莖稈干物質(zhì)轉(zhuǎn)移率均明顯降低，而外徑厚度、莖稈鮮、干質(zhì)量增加。相關(guān)分析表明，小麥實(shí)際倒伏率與基部第2 節(jié)間外徑大小、壁厚和莖稈充實(shí)度呈顯著負(fù)相關(guān)，與株高、重心高度和基部節(jié)間長(zhǎng)度呈顯著正相關(guān)。在小麥實(shí)際生產(chǎn)中，莖稈基部節(jié)間株高和重心高度較低、內(nèi)徑小、莖壁較厚、干物質(zhì)轉(zhuǎn)移率低和節(jié)間充實(shí)度高是小麥莖稈抗

3、倒伏能力強(qiáng)的具體體現(xiàn)。
　　 1.2 不同抗倒伏能力小麥品種莖稈解剖結(jié)構(gòu)特征通過(guò)對(duì)抗倒伏能力不同的6個(gè)小麥品種莖稈基部第2 節(jié)間的解剖結(jié)構(gòu)研究顯示，小麥莖稈抗倒伏能力強(qiáng)的品種（濟(jì)麥20和濟(jì)麥22），其莖稈壁厚，機(jī)械組織細(xì)胞層數(shù)多而厚，大維管束數(shù)目多且面積大；抗倒伏能力較弱的品種（藁城8901和煙農(nóng)21），其基部莖稈機(jī)械組織細(xì)胞層數(shù)較少且薄，大維管束數(shù)目少且面積小。相關(guān)分析表明，基部第2 節(jié)間機(jī)械組織層數(shù)和厚度、大維管束數(shù)目和面積

4、與小麥實(shí)際倒伏率均呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)。小麥莖稈基部第2 節(jié)間機(jī)械組織層數(shù)多、莖壁厚、大維管束數(shù)目多且面積大，這些特征可能是選育抗倒伏小麥品種的重要指標(biāo)。
　　 1.3 不同抗倒伏能力小麥品種莖稈理化特性莖稈的理化特性與其抗倒性密切相關(guān)。莖稈中可溶性總糖及鉀、氮的含量和基部節(jié)間抗折力對(duì)莖稈基部節(jié)間的抗倒伏指數(shù)和實(shí)際倒伏率均有顯著影響。小麥實(shí)際倒伏率與其倒伏指數(shù)、基部抗折力、可溶性總糖和鉀含量顯著負(fù)相關(guān)，與基部節(jié)間氮含量顯著正相關(guān)

5、。
　　 不同小麥品種的莖稈木質(zhì)素含量也存在明顯差異。莖稈抗折力大、倒伏指數(shù)小的品種(濟(jì)麥20和濟(jì)麥22)，其莖稈木質(zhì)素含量高，苯丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶（PAL）、肉桂醇脫氫酶（CAD）、酪氨酸解氨酶（TAL）和4-香豆酸:CoA 連接酶（4CL）活性強(qiáng)。相關(guān)分析表明，莖稈木質(zhì)素含量與實(shí)際倒伏率呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.83，P＜0.05)；與抗折力呈顯著正相關(guān)(r=0.86，P＜0.05)；PAL、TAL和CAD活性與木質(zhì)素含量呈顯著正相

6、關(guān)(r=0.78、0.77、0.85，P＜0.05),4CL活性與木質(zhì)素含量呈不顯著正相關(guān)(r=0.39，P＞0.05)。研究表明，較高的PAL和CAD活性是木質(zhì)素含量高的酶學(xué)基礎(chǔ)，莖稈木質(zhì)素含量可作為小麥品種抗倒伏性評(píng)價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo)。
　　 2.栽培措施對(duì)小麥抗倒伏性的調(diào)控2.1種植密度與小麥抗倒伏性的關(guān)系隨種植密度的增加，小麥莖稈高度和重心高度升高，莖稈基部節(jié)間變細(xì)長(zhǎng)，莖壁變薄，基部第（1+2）節(jié)間占總長(zhǎng)的比例增大，基部節(jié)

7、間比莖重降低，小麥倒伏現(xiàn)象嚴(yán)重。說(shuō)明在小麥生產(chǎn)中，增加種植密度使株高增高、節(jié)間充實(shí)度降低是造成小麥倒伏的重要原因之一。
　　 隨種植密度的增加，煙農(nóng)21和藁城8901的基部第2 節(jié)間機(jī)械組織層數(shù)減少、莖壁厚度降低，大維管束數(shù)目和面積也有不同程度的降低。采用合理的種植密度，建立合理的群體結(jié)構(gòu)，促進(jìn)莖稈機(jī)械組織發(fā)育，增加大維管束數(shù)目和面積，是實(shí)現(xiàn)壯稈，為高產(chǎn)抗倒群體的建立打下良好基礎(chǔ)的前提。
　　 增加種植密度在一定程度上降

8、低了基部莖稈中氮、鉀元素含量，并降低基部節(jié)間莖稈中可溶性總糖和淀粉含量，進(jìn)而影響基部莖稈的抗折力和抗倒伏指數(shù)。
　　 增加種植密度使基部第2 節(jié)間中的木質(zhì)素含量及其合成相關(guān)酶（PAL、TAL、4CL和CAD）活性明顯降低，進(jìn)而導(dǎo)致小麥莖稈抗倒伏能力下降。
　　 2.2 氮肥和多效唑與小麥抗倒伏性的關(guān)系氮肥施用量顯著影響小麥莖稈抗倒伏能力。與低施氮（225 kg·hm-2）處理相比，高施氮（300 kg·hm-2）處理的莖

9、稈高度、基部節(jié)間長(zhǎng)度和基部（1+2）節(jié)間占總莖長(zhǎng)的比例均增加，而基部節(jié)間粗度、節(jié)間充實(shí)度降低。噴施多效唑后，小麥基部節(jié)間縮短，基部第（1+2）節(jié)間占總莖長(zhǎng)的比例降低，基部莖增粗，莖壁增厚，莖稈高度降低，重心位置下移，基部莖稈單位長(zhǎng)度內(nèi)干物質(zhì)重量提高，小麥的抗倒伏能力增強(qiáng)。表明起身期葉面噴灑多效唑，對(duì)于解決高產(chǎn)麥田生育后期倒伏問(wèn)題具有重要意義。
　　 與低施氮（225 kg·hm-2）處理相比，高施氮（300 kg·hm-2）處理

10、使莖稈基部第2 節(jié)間機(jī)械組織細(xì)胞層數(shù)減少，厚度變薄，大維管束數(shù)目和面積也減小。噴施多效唑使小麥莖稈基部第2 節(jié)間的維管束數(shù)目和面積增加，機(jī)械組織層數(shù)增多，厚度增厚，小麥抗倒伏能力增強(qiáng)。
　　 與低施氮（225 kg·hm-2）處理相比，高施氮（300 kg·hm-2）處理降低了莖稈基部節(jié)間中可溶性總糖、淀粉和鉀含量，而氮含量增加，氮/鉀比值增大，導(dǎo)致基部莖稈抗折力和抗倒伏指數(shù)下降，增加倒伏風(fēng)險(xiǎn)。噴施多效唑則增加了莖稈基部節(jié)間氮、

11、鉀含量，增加了淀粉和可溶性總糖含量，提高了基部莖稈抗折力和抗倒伏指數(shù)，減少倒伏面積。
　　 同品種條件下，與低施氮（225 kg·hm-2）處理相比，高施氮（300 kg·hm-2）處理降低了莖稈PAL、TAL、CAD和4CL的活性，莖稈木質(zhì)素含量、抗折力和抗倒伏指數(shù)降低。而噴施多效唑顯著提高莖稈PAL、TAL和CAD的活性，木質(zhì)素含量、莖稈抗折力和抗倒伏指數(shù)提高，倒伏面積和倒伏程度降低。相關(guān)分析表明，莖稈抗倒伏指數(shù)與木質(zhì)素含量