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倒伏是制约油菜和小麦高产和优质重要因素。倒伏不利于机械化收获,且阻碍籽粒灌浆,造成产量和品质严重降低。因此,高产和抗倒互相制约。实际生产中,合理密植可协调油菜高产和抗倒的矛盾;小麦密植后,籽粒产量提高,倒伏风险增大,高产和抗倒矛盾突出。故而,不同密度下油菜和小麦抗倒性存在差异。本试验采用裂区试验设计,油菜试验:以播期(9月25日、10月25日)为主区;品种(华油杂62和沣油520)为裂区,密度(15×104株hm-2(D1)、30×104株hm-2(D2)、45×104株hm-2(D3)和60×104株hm-2(D4)为裂裂区;小麦试验:以播期(9月25日、10月25日)为主区;品种(郑麦9023和襄麦D31)为裂区,播种密度(120×104hm-2(D1)、240×104hm-2(D2)、360×104 hm-2(D3)和480×104 hm-2(D4)为裂裂区。本试验探究在不同播期和密度下,两种作物在农艺性状、力学特性、理化特性及显微结构表现差异,系统揭示油菜和小麦抗倒性差异形成机理,为油菜和小麦―高密抗倒‖和轻简栽培技术提供理论依据。本研究的主要研究结果如下:(1)9月25日播种,密度增大,油菜单株产量、单株角果数及每角粒数均减小,小区产量在45×104 hm-2处理达峰值,倒伏指数最小。播期推迟至10月25日,小区产量、单株产量、单株角果数及每角粒数均显著降低;晚播增密至D4条件下,小区产量在D4密度达到最大值,倒伏指数最小。播期推迟,茎秆高度及干重均显著降低;茎秆木质素及纤维素含量显著下降;木质素合成酶过氧化物酶(POD)、肉桂醇脱氢酶(CAD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)及4-香豆酰-Co A连接酶(4CL)酶活性均显著降低;但植株地上部鲜重降幅较大,倒伏指数下降,抗倒性增强。适期播种时,密度增大,茎秆高度及干重均显著降低,茎秆维管束长度/髓腔外组织宽度等指标参数逐渐增加,茎秆木质素和纤维素含量呈先增后降趋势,与木质素合成相关酶POD、CAD、PAL、4CL的活性增强,茎秆易倒伏部位从主茎中上部转移至主茎中下部,倒伏指数呈先降后趋势。逐步回归分析表明木质素协调倒伏指数及小区产量的关键指标,茎秆木质素含量及群体木质素总量高,可同时获得较强的茎秆抗倒性及较高的小区产量。(2)10月25日播种,密度增大,小麦千粒重及每穗粒数均下降,籽粒产量在D2或D3达到峰值,倒伏指数较大;播期提前至9月25日,在任何密度下,籽粒产量、千粒重、每穗粒数及有效穗数均显著降低;早播增密,籽粒产量仍在D2或D3密度达到最大值,倒伏指数较大。播期提前,小麦株高及茎秆干重均显著减小;茎秆木质素和纤维素含量显著下降,与木质素合成相关的酪氨酸解氨酶(TAL)、肉桂醇脱氢酶(CAD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)及4-香豆酰-Co A连接酶(4CL)酶活性均显著降低,但植株地上部鲜重降幅较大,倒伏指数下降,抗倒性增强。适期播种时,密度增大,株高显著增加,茎秆干重显著降低;茎秆机械组织层数等指标参数均逐渐减小,茎秆木质素和纤维素含量呈逐渐降低趋势,与木质素合成相关的TAL、CAD、PAL、4CL酶活性下降;易倒伏部位主要发生在茎秆基部第2节间处,倒伏指数显著增加。逐步回归分析表明木质素为影响倒伏指数及籽粒产量的关键指标,密度增大,茎秆木质素含量低,而群体木质素总量高,可获得较强较高的籽粒产量,但茎秆抗倒性降低。(3)不同播期和密度对油菜和小麦产量及抗倒性影响存在差异。油菜和小麦倒伏部位发生不同,密度增大,油菜茎秆易倒伏部位由茎秆中上部转移至下部,小麦茎秆易倒伏部位主要发生在茎秆基部第2节间;油菜茎秆发育进程先慢后快,小麦反之,导致两作物倒伏部位不同。两作物倒伏指数对密度响应不同,密度增加,油菜倒伏指数呈先降后增,抗倒性提高,产量增加,于45×104 hm-2或60×104 hm-2处理产量与抗倒性协调性最佳;而小麦倒伏指数显著增加,倒伏风险增加,240×104 hm-2或360×104 hm-2处理下,产量最佳,高产和抗倒矛盾突出。两茎秆细胞结构特征亦存在异同,两作物在密植条件下维管束数目和面积均显著减小,单株产量减小;油菜茎秆茎秆维管束长度/髓腔外组织宽度等指标参数增加,抗倒性增强,小麦茎秆机械组织层数等指标参数降低,抗倒性降低。两作物茎秆理化性质影响抗倒性;合理密植,油菜茎秆木质素和纤维素含量及其相关酶活性增加,小麦反之,这是两作物抗倒性存在差异重要原因。