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持续提高单产是我国小麦生产的硬性要求,增加种植密度以提高单位面积穗数是增加单产的重要技术途径。种植密度增加,小麦茎秆细长,充实度降低,木质素积累量下降,群体质量变差,容易发生大面积倒伏,严重时可能会出现绝收的现象。不同的抗倒伏品种因遗传背景的差异,在茎秆各类形态指标方面表现有所差异。因此,研究不同抗倒伏品种的小麦在抗倒伏方面的差异,有助于品种选育以及增加茎秆的抗倒伏能力。小麦茎秆既具有机械刚力又具有柔韧度,因此,评价小麦茎秆质量应综合考虑。研究证明,合理的施氮时期可以改善小麦茎秆的抗倒伏性能,基肥:起身肥:孕穗肥1:1:1施肥可以提高小麦茎秆的质量。在群体增密的条件下,本试验选用抗倒伏品种济麦22(JM22)和倒伏敏感型品种山农16(SN16),密度采用300万株·hm-2,氮肥施用300kg·hm-2,氮肥的1/3以及全部磷肥、钾肥作为基肥施用,剩余2/3的氮肥设置四个追施模式。拔节期全施(CK),起身期和孕穗期1:1追施(T1),拔节期和开花期1:1追施(T2),孕穗期全施(T3)。从茎秆的各个节间表观特征、力学特征以及木质素代谢方面来阐述施氮时期对小麦茎秆整体抗倒伏性能和不同抗倒伏品种在相同处理下茎秆抗倒伏性的差异。以期为优化栽培措施提高茎秆质量提供理论依据和支撑。本试验具体研究结果如下:1.施氮时期对小麦茎秆表观性状的影响不同的追肥时期对小麦的茎秆抗倒伏能力有一定的影响,试验选取开花期、灌浆期、成熟期测量了小麦植株的表观性状,包括株高、节长、重心高度、茎粗、壁厚、茎秆充实度。结果表明,不同品种的株高差异不显著,重心高度倒伏敏感型品种高于抗倒伏品种,且随着生育进程的推迟,重心高度所占株高的比例显著增加。孕穗期追肥的处理可以显著增加茎秆的壁厚和茎秆充实度。同一时期相同处理下,不同节间茎秆的壁厚和充实度表现为从基部节间向上依次减小且差异显著。起身期:孕穗期1:1追肥不仅保证了足够的分蘖数,也为后期籽粒灌浆提供充足的营养,提高了茎秆的充实度。2.施氮时期对小麦茎秆力学特征的影响利用茎秆强度测定仪,选取开花期、灌浆期、成熟期三个时期,对两个品种茎秆各节间的抗折力进行测定。结果发现,茎秆的抗折力在灌浆期和成熟期表现为T1>T3>T2>CK,成熟期SN16基部第二节间T1处理较其它处理高36.47%,21.07%、18.82%;JM22 T1处理较其它处理高20.13%、16.67%、9.87%(两年抗折力的平均值)在开花期,茎秆的抗折力表现为T1、CK>T2、T3,孕穗期追肥显著增加了茎秆各节间的抗折力。抗倒伏品种的各节间茎秆抗折力显著高于倒伏敏感型品种,不同节间从基部向上抗折力依次减弱,茎秆抗折力随着生育时期的推进呈先增加后降低的趋势,抗折力在灌浆期到达最大值。相关分析表明,茎秆充实度与抗折力呈极显著正相关。3.施氮时期对小麦茎秆木质素代谢的影响试验测定了开花期、灌浆期、成熟期木质素的积累量、木质素合成途径关键酶基因的表达量、木质素合成途径起始酶的活性以及三种单体的积累量和规律。结果表明,抗倒伏品种木质素的积累量显著高于倒伏敏感型品种,从开花期到成熟期木质素的积累量和三种单体的积累量一直增加,木质素合成途径关键酶的基因表达量逐渐降低,木质素合成途径起始酶的活性也在逐渐降低,(T1)起身期:孕穗期追肥可以提高生长后期茎秆各节间木质素的积累量和三种单体积累量的总和,以成熟期第二节间为例,SN16第二节间T1处理S单体比CK、T2、T3增加了13.01%、25.62%、5.55%,JM22 T1处理比CK、T2、T3增加了24.62%、11.34%、11.22%。孕穗期、开花期追肥可以减缓茎秆各节间从开花期到灌浆期、灌浆期到成熟期木质素积累量的降低。拔节期全部追施不利于生育后期木质素合成,茎秆抗折力降低。不同节间之间表现为从基部节间依次向上茎秆中木质素的积累量、S型木质素单体、G型木质素单体以及三种单体的总和呈减少的趋势。说明施氮时期对茎秆木质素合成途径及代谢产物有显著影响,在群体增密的条件下,采用合理的追施氮肥的时期,可以达到提高茎秆质量,增强小麦茎秆整体的抗倒伏能力的目的。4.施氮时期对小麦产量的影响合理的施氮时期可以显著提高小麦的产量。在本试验中,孕穗期追肥可以显著增加小麦收获时的千粒重,产量以T1(起身期:孕穗期1:1)追施最高,SN16 T1处理较其它处理高出7.47%、4.37%、5.49%,JM22 T1处理较其它处理高出9.97%、6.58%,12.59%(两年产量的平均值)。虽然T3(孕穗期全部追施)处理千粒重较高,但由于追肥时期过晚,植株成穗数少,导致T3产量低于T1,说明过晚追肥不利于产量的提高。