本研究选用三个夏玉米品种先玉335、浚单20和京单28为材料，从植株农艺性状、解剖学特征和茎秆力学特征系统研究了不同施氮时期对夏玉米抗倒伏能力的影响，为河北省实现夏玉米高产、稳产提供理论依据。研究结果如下：1.施用氮肥使夏玉米的株高显著增高，并且显著提高了基部节间和单株茎秆干物质的积累，但不同施氮时期对穗位高、重心高和穗位高/株高影响不大；施用种肥和苗肥，基部节间长度、粗度显著增大，其中增粗效果显著，长粗比值没有明显提升；在拔节期施肥，基部节间快速伸长，长粗比值明显变大；大喇叭口期时施肥，茎节短粗，长粗比值较低；施用抽雄肥，对基部节间发育无明显影响。2.施用种肥、苗肥和大喇叭口肥使基部节间的硬皮组织厚度、维管束面积比例、表皮厚壁细胞层厚度显著增加，促进了茎秆韧性和机械强度的提高；施用拔节肥和抽雄肥，基部节间维管束面积较小，硬皮组织及表皮厚壁细胞层较薄可能是茎秆抗性减弱的内在原因之一。3.施用种肥和苗肥对夏玉米植株抗拉力、基部节间抗折力和穿刺强度有显著的促进作用，倒伏率明显降低。拔节期施用氮肥，夏玉米植株抗拉力、基部节间抗折力和穿刺强度较差，倒伏率明显上升。增强茎秆基部节间的穿刺强度、抗折力和植株的抗拉力对于提高茎秆的抗倒伏能力具有重要意义。4.基部节间的长度对茎秆的抗拉力、抗折力和穿刺强度影响不显著，而基部节间的粗度与茎秆的抗拉力、抗折力和穿刺强度呈极显著正相关关系，说明茎秆基部节间越粗，其穿刺强度、抗折力及抗拉力越强，茎秆抗倒伏能力越强。基部节间维管束面积、硬皮组织厚度、表皮厚壁细胞层厚度与玉米抗茎倒能力显著正相关，可以作为衡量玉米抗茎倒能力评价指标和抗倒品种筛选指标。