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在生产实践中,增加群体密度和氮肥施用量是提升小麦产量的有效途径。但是,过高的种植密度和氮肥用量会使小麦茎秆节间变长,重心高度升高,茎秆壁变薄,机械强度下降,从而造成倒伏。木质素是细胞壁的重要组成成分,对提升茎秆质量有重要作用,但密度和氮肥过高会使其积累量下降。因此,阐明密度和氮肥对小麦木质素积累的影响对于研究通过栽培措施进行调控具有十分重要的指导意义。本试验选用倒伏敏感型品种山农16(SN16)和抗倒伏型品种山农23(SN23)为试验材料,设置120 kg/hm~2(N1)、240 kg/hm~2(N2)和360 kg/hm~2(N3)三个氮肥水平。设置75万株/hm~2(D1)、225万株/hm~2(D2)和375万株/hm~2(D3)三个种植密度。运用生理学、解剖学和生理生化等方法来阐述密度和氮肥对小麦茎秆各节间木质素代谢的调控及其与倒伏抗性的关系,以期为优化抗倒伏栽培途径和培育抗倒伏小麦新品种提供理论根据。主要研究结果如下:1氮肥和密度对茎秆特征的影响与倒伏抗性的关系密度和氮肥处理对小麦茎秆各节间的抗倒伏能力有一定的调控效应。随着密度的升高,两个品种的株高、重心高度和重心高度所占株高的比例也随之升高,而且密度升高后第一、二、三节间的长度也有所增加。茎粗和壁厚也随着密度升高而降低,相同的密度处理下,各节间的茎粗和壁厚从基部往上呈先增加后减小的趋势。氮肥对小麦茎秆的影响与密度基本一致。随密度升高,茎秆抗折力逐渐下降;从基部往上茎秆各节间抗折力逐渐降低;各节间茎秆抗折力随生育进程进行逐渐降低;在不同的品种之间,抗倒伏型品种与倒伏敏感型品种相比有更高的抗折力,约为倒伏敏感型品种的2倍。氮肥对小麦茎秆的影响与密度基本一致。随密度升高小麦茎秆木质化部分减少,茎秆木质化程度降低,不同密度处理间的差异显著。在D3处理下,穗下节间的厚壁机械组织细胞的排列变得非常松散。在微观结构上,小麦茎秆的大、小维管束及面积、厚壁机械层厚度也随密度升高呈逐渐减少的趋势。氮肥对茎秆解剖结构和微观结构的影响与密度基本一致,但氮肥对小麦茎秆壁厚的影响要小于密度对小麦茎秆壁厚的影响。相关分析表明,抗折力与壁厚、大维管束数目、总维管束数目、大小维管束面积和机械层厚度呈极显著正相关。说明茎壁越厚,维管束数目越多,维管束面积越大,机械组织越厚茎秆抗折力越强,有利于减少倒伏的发生。2氮肥和密度与小麦抗倒伏的关系及对小麦木质素代谢的调控不同的密度对小麦茎秆各个节间的木质素含量有显著的调控作用,种植密度增加后,木质素积累量逐渐减少;在不同的节间中,从基部往上木质素积累量逐渐减少;在不同的品种中,抗倒伏型品种与倒伏敏感型品种相比有更高的木质素积累量。氮肥对小麦木质素积累的影响不同于密度,在不同的生育期中表现出很大的差异。在开花期时,随施氮量增加倒伏敏感型品种木质素积累量呈现先增加后减少的趋势;在灌浆期木质素积累随施氮量增加逐渐减少;在成熟期木质素积累随施氮量增加逐渐增加。两个品种的规律基本一致,但SN16的木质素积累量整体高于SN16。小麦茎秆中含有S、G和H型三种木质素单体,其中S和G型单体是主要部分,H型单体含量较少。在两个品种中,S型和G型单体随密度增加逐渐减少(SN16中G型单体除外),H型单体变化不明显。茎秆第二、三节间中S型和G型单体比例高于其他三个节间。倒伏敏感型品种密度增加后S型和G型单体减少,在开花期和灌浆期H型单体表现出先增加后减少的规律,在成熟期是呈减少的趋势。抗倒伏型品种随密度升高S型、G型和H型单体逐渐减少。在不同的节间中,基部节间的S型单体含量较高。氮肥对小麦茎秆中三种木质素单体的影响与密度略有同。在倒伏敏感型品种中S和G型单体随氮肥升高逐渐减下降;抗倒伏型品种中,在开花期和成熟期时S型单体是随氮肥上升而下降,但G型单体是先上升再下降,在灌浆期时S和G型单体随氮肥上均呈先上升后下降趋势。说明氮肥对茎秆中木质素单体的调控存在差异,适当的增加氮肥用量可以增加S和G型单体比例,有利于提高茎秆的抗倒伏能力。