提高种植密度是玉米高产的重要途径之一。但部分品种在密植条件下容易发生茎秆倒伏。玉米倒伏除了造成不同程度的减产外，还导致霉变等影响籽粒品质，也不利于机械化作业。现有的玉米抗倒伏能力的评价方法大多基于离体植株进行测试和分析，难以与田间实际倒伏情况吻合。模拟玉米受风情况，在低折损的情况下预测玉米最大抗倒伏力，可以在田间实现玉米原位抗倒伏力的评价。针对玉米抗倒伏研究存在的问题，本研究研发了一种玉米抗倒伏力测试仪，并用其测试了不同品种、不同密度、不同生育时期玉米的抗倒伏力，建立了玉米抗倒伏能力的评价标准，找到了玉米抗倒伏的生物学指标，为玉米抗倒伏品种选育提供了理论依据。本文主要研究结果如下： 1.利用原位抗倒伏力测试仪在田间实时动态测定玉米茎秆在不同倾斜角度下位移与力的关系，提出玉米田间无损抗倒伏力评估的方法。该方法简便、快速、高效、准确地评价了玉米的抗倒伏性。田间试验统计结果表明，45°倾角时玉米植株的拉力值（F45）能够表征玉米原位抗倒伏性。根据F45值，可以推断出最大抗倒伏力（Fmax）。公式为：Fmax=1.1354?F45-0.3358。 2.根据最大抗倒伏力测试结果，确定了玉米抗倒伏能力评级的级别。将玉米抗倒伏能力分为4个级别：（1）不抗倒伏（Fmax≤11.8N）；（2）抗倒伏（11.8N＜Fmax≤17.5N）；（3）高抗倒伏（17.5N＜Fmax≤25.8N）；（4）强抗倒伏（Fmax＞25.8N）。 3.根据力矩平衡原理和能量守恒定律，量化了风力和重力在玉米倒伏过程中占比，进一步明确了果穗在玉米倒伏过程中的作用。玉米倒伏是风力和重力合力的结果，植株的弹性势能是由风能和重力势能转化来的，在最大弹性势能一定的情况下，重力势能转化得越多，玉米抗倒伏能力越低。与低穗位品种相比，高穗位的玉米品种将更多的重力势能转化为玉米茎秆弹性势能；果穗比茎秆重力势能转化效率更高，单位质量的果穗重力势能转化为弹性势能是效率是前者的1.8倍。穗位降低20cm，最大抗倒伏力可以提高30%以上。 4.分析了最大抗倒伏力与穗下3-6节间理化性状的相关性，明确了Fmax与第4节间性状相关性最强。单位长度干物质积累量、木质素含量、硬皮厚度等材料构成与抗倒伏性正相关；节间横截面形状和抗弯截面系数等力学指标与抗倒伏性正相关，并且与3-4节间相关性更强。最大抗倒伏力与节间长度负相关关系，第4节间可作为玉米抗倒伏相关指标测定的关键部位。 5.穗下节间横截面形状不规则导致玉米不同方向的抗倒能力不一致，优化节间横截面的长短径比可以提高玉米抗倒伏能力。玉米茎倒伏遵循“最小阻力原则”，节间横截面面积、短径对茎秆抗倒伏力具有决定性作用。在横截面面积相同的情况下，穗下节间横截面长短径比越小，玉米植株的抗倒伏能力越强。第4节间横截面长短径比LSR可作为评价玉米抗倒伏能力的关键指标。在不改变节间横截面积的基础上，将椭圆截面优化成面积相同的圆截面，玉米抗倒伏能力最大可提高LSR倍。 综上所述，本研究开发了一种玉米田间原位抗倒伏力的评价方法。利用该方法进行玉米抗倒伏力田间测试，发现玉米茎倒伏遵循“能量守恒定律”和“最小阻力原则”。茎秆最大弹性势能中重力势能转化占比越大，玉米抗倒伏能力越弱，果穗对于玉米抗倒伏能力的贡献大于茎秆；节间横截面长短径比是品种抗倒伏性的关键指标。减少基部第4节间长短径比、降低穗位可以有效提高抗倒伏能力。
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