倒伏是影响小麦产量的重要因素之一,目前世界各地每年因倒伏造成的减产问题仍然普遍存在。利用植物生长调节剂增强小麦抗倒伏能力是防止小麦倒伏、保证小麦稳产的有效途径之一。多效唑是生产上常用的控制小麦倒伏的生长调节剂,适期喷施多效唑能够降低作物的株高,提高植株抗倒能力,但其增加抗倒伏能力的生理机理方面研究较少。本研究通过品种筛选,选出抗倒伏能力差异较大的小麦品种,以此为材料,比较了不同密度下不同叶龄期叶面喷施多效唑对植株抗倒伏能力的影响,明确多效唑的最佳喷施时期,并进一步采用多效唑和赤霉素互作调控试验,从形态结构、解剖结构、激素含量和同化物组成等几个方面,明确多效唑提高小麦抗倒伏能力的生理机制,本研究的结果将为小麦抗倒伏栽培提供一定的理论依据和技术支持。主要研究结果如下:1.多效唑对不同小麦品种抗倒伏能力的影响 多效唑处理后,增加了小麦的抗倒伏能力,且均在倒五叶处理下抗倒伏能力的效果最好,其次为倒四叶处理,倒三叶处理的影响最小。通径分析表明,节间粗度、节间壁厚、节间充实度和机械强度对抗倒伏能力的直接作用最大,株高、节间长度和重心高度以及解剖结构指标主要是通过影响节间粗度、节间壁厚、节间充实度和机械强度对抗倒伏能力起间接作用。主成分分析表明,抗倒伏相关形态指标中的机械强度、节间粗度、节间壁厚和节间充实度以及茎秆解剖结构指标中的机械组织厚度、机械组织所占比例和小维管束面积对茎秆抗倒伏的贡献较大。不同小麦品种抗倒伏贡献较大的指标聚类分析后得出,矮抗58和济麦22的抗倒伏能力最强,良星66、偃展4110和新麦20的抗倒伏能力中等,皖麦29、安农0305和烟农19的抗倒伏能力相对较弱。不同小麦品种对多效唑响应敏感性的聚类分析表明,矮抗58、烟农19、皖麦29、济麦22和安农0305为多效唑响应敏感型,良星66、偃展4110和新麦20为多效唑响应一般型。2.多效吐对不同密度下小麦植株抗倒伏能力的影响 在倒五叶时期喷施多效唑,小麦茎秆解剖结构中大小维管束的个数和面积、机械组织和薄壁组织厚度以及细胞宽度增加最明显,细胞长度缩短效果最显著;而且茎秆中的纤维素含量、半纤维素含量、木质素含量以及可溶性糖含量上升的幅度最多,从而导致小麦株高、重心高度、节间长度下降幅度最大,节间粗度、节间壁厚和节间充实度增加幅度最高,进而使机械强度和抗倒伏指数最大,倒伏率最低。随着密度的增加,多效唑提高抗倒伏能力的效果有所增加。各密度下的相关分析表明,茎秆基部第二节间的节间长度、节间粗度、节间壁厚、节间充实度、机械强度、小维管束面积、机械组织厚度、细胞长度和宽度以及可溶性糖含量是影响不同密度下小麦倒伏的重要因素。采用多元逐步回归分析法对不同密度下基部节间性状进行分析得出,小维管束面积、细胞宽度和可溶性糖含量对不同密度下小麦的抗倒伏能力均有较大的影响,同时在低密度下细胞长度对小麦抗倒伏能力的影响最大,而较高密度下节间粗度和机械组织厚度对小麦抗倒伏能力的影响大。3.多效唑提高小麦植株抗倒伏能力的生理机制 喷施赤霉素处理(R2)增加了小麦的株高和植株的重心高度,降低了小麦的节间壁厚和充实度,增加了基部节间的激素含量,降低了解剖结构中大小维管束的个数和面积、机械组织和薄壁组织厚度及细胞宽度,增加了细胞长度,同时茎秆中除氮素含量以外的同化物组成的含量均下降,从而降低了小麦的机械强度和抗倒伏指数,进而增加了小麦的倒伏率。喷施多效唑处理(R1)的效果与喷施赤霉素处理(R2)刚好相反。先喷多效唑再喷赤霉素(R3)处理中,赤霉素解除了多效唑对于抗倒伏能力的增加作用,并表现赤霉素的效果,但其对小麦抗倒伏能力的降低作用小于赤霉素处理(R2)。先喷赤霉素再喷多效唑(R4)处理中,多效唑解除了赤霉素对于小麦抗倒伏能力的降低作用,并表现多效唑的效果,但其对抗倒伏能力的增加作用小于多效唑处理(R1)。通径分析得出,小麦的形态结构和同化物组成直接影响茎秆的抗倒伏能力。通径分析结合相关分析得出,基部节间中赤霉素和生长素含量的降低,抑制了节间中同化物的外运,从而提高了基部节间的纤维素、半纤维素和木质素含量以及可溶性糖和钾素含量,同时细胞分裂素含量的增加,导致基部节间氮素含量的下降,间接减少了茎秆中物质的输出,也有利于同化物在基部节间的积累,使茎秆更加健壮。同时,基部节间中维管束数量的增多和维管束面积的增大可以增加节间壁厚和节间粗度以及茎秆中同化物运输的维管束通道,同化物运输的能力增强,进而增加了同化物在茎秆中的积累和运输,间接提高了小麦的抗倒伏能力。再者,茎秆中较高的纤维素含量、可溶性糖含量和钾素含量也有利于改善茎秆的形态结构,优化茎秆解剖结构,从而间接提高小麦的抗倒伏能力。综上所述,多效唑处理降低了基部节间的赤霉素、生长素含量,增加了细胞分裂素含量,从而增加了茎秆中除氮素含量以外的同化物组成含量,改善了小麦基部节间的解剖结构和形态结构,从而提高了小麦的抗倒伏能力。主茎倒五叶期喷施多效唑对抗倒伏能力的效果最好。通径分析得出,小麦茎秆的形态结构和同化物组成对抗倒伏的直接作用明显,激素含量和解剖结构主要是通过茎秆的形态结构和同化物组成对抗倒伏能力起间接作用,同时同化物组成通过形态结构以及形态结构通过同化物组成对抗倒伏的间接作用也较明显,因此小麦茎秆的激素含量、形态结构、解剖结构和同化物组成相互作用,共同提高了小麦的抗倒伏能力。