春小麦倒伏内外因素及茎杆力学特点的研究

采用29个品种(系),设4个密度处理,以裂区设计,对不同品种(系)在不同时期及不同降雨条件下的田间倒伏发生情况进行了系统研究。小麦抽穗后,调查各次降雨引起田间倒伏表现,共计七次。结合降雨量分析倒伏发生情况,结果表明春小麦倒伏主要发生在2个时期,即穗重快速增长期和乳熟末期至蜡熟初期。在本试验所经历的降雨量范围内,没有发现倒伏与降雨量的相关性,降雨只是引起小麦倒伏的诱因之一;各品系在不同密度和生育进程下抗倒性有所不同,可分为5种类型,即严重倒伏型,抗倒伏型、密度影响型、生育进程影响型、多因素影响型。在育种和生产上应针对不同类型采用相应育种策论和栽培措施。 选择抗倒伏且穗节高度较为整齐的品系东农02-4258与东农01-4488为试验材料,设计负重试验,结果表明茎杆材料的弹性与塑性性质在受力表现上有很大的差异,田间倒伏有可能是小作用力长时间作用的结果。进一步试验表明,以东农02—4257为材料所测量的茎杆弹塑性极限、应力—应变曲线、恢复程度等方面表现出弹性极限与强度极限有一定相关性,衡量小麦茎秆倒伏时,弹性极限比强度极限的精确性更高。茎秆应力—应变曲线呈不规则S型曲线,可分为3个阶段,即弹性阶段、塑性起始阶段、蠕变阶段。结合恢复程度分析,本文认为,0级倒伏发生于弹性极限之内,1～2级轻度倒伏发生于塑性形变起始阶段,3～4重度倒伏归因于蠕变。 以抗倒伏型品系02-4068,倒伏型品系02-4541,密度影响型品系01-4488为材料,分3时期测定各品系在4密度下各节强度,结果表明,在穗下1、2节间内,茎杆上部强度弱于基部强度,但穗下1节基部较穗下2节上部强度大,进行29品种(系)4密度的调查发现,此现象具有普遍性。而穗下2节基部与穗下3节上部的强度差分布不普遍。结合背地性弯折的调查得出,抽穗后穗下1节基部居间分生组织生育后期具有活跃分生能力,其他节则不活跃。对各节基部强度分析表明,穗下5节变化较大,不宜于进行茎杆强度的计算和分析;穗下4节强度与穗下5节相近且分布较集中,可用以代表单茎基部强度;穗下1节基部强度各品种(系)各密度均随生育期而增加,其他节未见明显增加,某些多次发生重度倒伏的品系,在生育后期基部茎节强度大幅下降;穗下2、3节强度介于穗下1、4节强度之间,且随生育进程的增进变化不大。对比了不同倒伏类型各节基部强度次序差异,得出倒伏品系穗下1节强度大幅上升引起茎杆上下部强度比增加,进一步分析各期强度比结果显示,抗倒伏品系强度比较低,而倒伏品系强度比较高。强度比在田间表现为茎杆受力后产生压迫弯的位置,对压迫弯进行调查后认为,压迫弯与受力方向关系密切,且压迫弯可在一定程度上反映品系抗倒性。由强度比与压迫弯的关系推导了理想株型的穗下1节长度应占株高的50～60%。茎杆强度比后期增加与后期倒伏日期有对应关系。 对10个品系以5天为间隔,从花后至成熟期取样,分析株高和穗鲜重随生育期的变化情况,结果表明株高在开花后已经固定,穗重则在开花后先急剧大幅上升之后趋于平稳。穗重增加到近于最大值的阶段是小麦最易于发生倒伏的时期。 分析了不同密度下茎杆基部强度分布情况得出:随密度增加,基部强度下降;在各密度下强秆类型出现几率均较小,且高密度下出现的机率更小。 综合以上结果对倒伏发生过程进行分析发现,倒伏可归因于茎杆受外力胁迫后,外力会