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在玉米—大豆带状套作模式中,倒伏是制约大豆高产和优质的重要因素。本研究根据套作大豆苗期发生倒伏和茎秆藤蔓化与倒伏并发的特殊性,筛选适合于套作大豆苗期的抗倒伏综合评价指标,分析大豆抗倒伏能力与藤蔓化的关系,并系统研究大豆茎秆形态特征、力学特征、解剖结构特征和茎秆中木质素含量及相关合成酶活性的变化规律,分析不同耐荫抗倒伏性的大豆品种抗倒伏能力形成的差异,并在此基础上探讨不同遮荫程度对大豆抗倒伏能力的影响,其主要研究结果如下:1.通过抗倒伏性综合评价指标的筛选鉴定试验,获得由植株主茎长、茎粗、茎秆抗折力和地上部生物量4个因子组成的抗倒伏指数[(茎秆抗折力×茎粗)/(地上部生物量×主茎长)],确认在大豆播种后35 d时的抗倒伏指数与实际倒伏率呈极显著负相关关系(r=0o.946),能够准确的反映套作大豆苗期抗倒伏性的差异,适合于评价套作大豆苗期的抗倒伏能力。2.茎秆形态特征影响套作大豆苗期抗倒伏能力。套作种植显著增高植株主茎长,降低茎粗和地上部生物量,且耐荫抗倒伏性强的大豆品种变异幅度较小。相关分析表明,实际倒伏率与植株主茎长呈显著正相关,与茎粗呈显著负相关;同时,实际倒伏率与加权藤蔓化指数呈极显著正相关(r=0.460)。在套作大豆实际生产中,植株主茎短、茎秆粗、茎秆藤蔓化程度轻是大豆抗倒伏能力强的具体体现。3.茎秆力学特征影响套作大豆苗期抗倒伏能力。套作种植显著降低茎秆抗折力和抗倒伏指数。相关分析表明,实际倒伏率与茎秆抗折力、抗倒伏指数均显著负相关。耐荫抗倒伏能力强的大豆品种在套作模式下其茎秆抗折力较大,抗倒伏指数较高,表现出较强的抗倒伏能力,田间实际倒伏率低。4.茎秆解剖结构特征影响套作大豆苗期抗倒伏能力。套作种植显著降低茎秆横切面面积、髓部面积、木质部面积和木质部占横切面的比例,显著提高髓部占横切面的比例。相关分析表明,茎秆的横切面面积、髓部面积、木质部面积和木质部占比与实际倒伏率均显著负相关,髓部占比与实际倒伏率显著正相关。茎秆较大的木质化部面积、木质部占比及较小的髓部占比是大豆抗倒伏能力强的解剖学特征。5.茎秆中木质素含量及相关合成酶活性影响套作大豆苗期抗倒伏能力。套作种植显著降低大豆茎秆中木质素含量和相关合成酶活性,耐荫抗倒伏性强的大豆品种其茎秆木质素含量高,苯丙氨酸转氨酶(PAL)、4-香豆酸:CoA连接酶(4CL)、肉桂酸脱氢酶(CAD)和过氧化物酶(POD)活性强。相关分析表明,套作大豆茎秆木质素含量与实际倒伏率呈显著负相关;与抗折力和抗倒伏指数显著正相关;与4CL、 CAD在整个苗期均呈显著正相关,与POD、4CL在玉米大豆共生34 d前呈显著正相关,34 d后相关性不显著。较高的茎秆木质素含量是提高套作大豆抗倒伏能力的生理基础,而4CL、CAD活性是木质素合成和套作大豆抗倒伏能力差异形成的酶学机制。6.不同遮荫程度对大豆抗倒伏能力有显著影响。遮荫程度越严重,植株主茎越长,茎粗、地上部生物量及茎秆中木质素含量越低,茎秆抗折力和抗倒伏指数越小,植株抗倒伏能力越弱,倒伏率越高。选用适宜的玉米大豆品种搭配和宽窄行配比以改善套作大豆的光照环境,能够提高大豆抗倒伏性能。