本研究由南京农业大学农学院王琦、周琴等学者（单位还包括南京市浦口区现代作物发展中心、天长市宏丰芡实专业合作社）完成，发表于《中国农业科学》2026年第59卷第15期，收稿日期2026年1月14日，接受日期2026年4月28日。论文题为《基于茎秆结构优化的小麦抗倒伏调控及烯效唑与调环酸钙的协同作用》，属于单一原创研究（类型a）。

在全球粮食安全背景下，小麦倒伏问题日益突出，已成为限制其高产稳产的关键因素。倒伏主要由茎秆所受重力弯矩与自身抗折力之间的力学失衡引起，不仅造成10%—30%甚至超过50%的产量损失，还会引起籽粒霉变与品质下降。前人研究已明确植株高度、重心高度、节间长度、茎粗、茎壁厚度及木质素、纤维素含量等形态、结构与理化性状对茎秆抗折力的重要影响，但关于“节间长度—茎壁厚度—木质素密度”三者之间的协同调控机制尚不清晰。烯效唑和调环酸钙是两种常用且环境友好型植物生长调节剂，但各自作用机制不同，其协同抗倒效应及在不同抗倒型品种中的效果仍缺乏系统研究。为此，本研究以抗倒性不同的扬麦22（易倒伏）和宁麦13（抗倒性较强）为材料，设计了清水对照（p1）、烯效唑（p2，20 mg·l⁻¹）、调环酸钙（p3，4.5 g·l⁻¹）及二者复配处理（p4），于四叶期和七叶期进行叶面喷施，四叶期浓度为七叶期的10%。试验于2022—2024年在江苏句容进行，采用裂区设计，小区面积20平方米，三次重复。茎秆抗折力测定采用yyd-1a型茎秆强度测定仪，基部第二节间折断弯矩（breaking moment）按公式f×l/4计算（l为支点间距离5 cm），断面模数（section modulus）按公式πd³(1−(1−d)⁴/d⁴)/32计算，弯曲应力（bending stress）以折断弯矩除以断面模数表示，倒伏指数（lodging index）以弯曲力矩与折断弯矩之比乘以100%表示。木质素含量采用乙酰溴法测定，纤维素与半纤维素含量采用硫酸水解法测定，茎秆解剖结构采用石蜡切片法结合番红-固绿染色观察。数据分析使用Excel 2016与SPSS完成，作图使用GraphPad Prism。

研究结果显示，在产量及产量构成方面，喷施植物生长调节剂均提高了小麦籽粒产量。2022—2023年扬麦22各处理较对照增产4.03%—28.40%，2023—2024年分别增产15.71%、14.97%与12.33%；宁麦13增产9.35%—22.48%。增产主要源于穗数与穗粒数的提高。2023—2024年扬麦22成熟期田间倒伏率由对照的11.95%分别降至4.14%、3.01%与0.00%。在茎秆形态方面，各喷施处理均显著降低株高与重心高度，扬麦22第一节间长度降低42.53%—46.12%，第二节间降低34.44%—40.89%，宁麦13相应降幅分别为33.33%—42.90%与16.17%—21.96%。与此同时，基部节间茎粗、茎壁厚度、干物质积累量与茎秆充实度均显著提高，其中p4复配处理对扬麦22基部第二节间茎壁厚的增幅达到216.22%。2022—2023年扬麦22与宁麦13成熟期基部第二节间木质素含量增幅分别为21.17%—25.52%与5.87%—8.61%，而纤维素与半纤维素含量受调节剂影响较小。在茎秆力学特性方面，喷施处理显著提高了基部第二节间抗折力、断面模数与折断弯矩，同时显著降低弯曲应力与倒伏指数。扬麦22倒伏指数在开花期降低21.59%—37.89%，宁麦13降低27.05%—31.49%。解剖结构观察显示，各处理均增加了大小维管束数目，其中复配处理p4对扬麦22大维管束数目的提高效果最为显著。相关性分析表明，抗折力、折断弯矩与断面模数、茎壁厚度呈极显著正相关，与弯曲应力、重心高度及基部节间长度呈极显著负相关；倒伏指数与抗折力、折断弯矩、断面模数、茎粗及茎壁厚度呈极显著负相关，与弯曲应力、株高、重心高度及节间长度呈极显著正相关。这些结果说明，调节剂通过降低株高与重心、缩短基部节间、增粗茎秆、增厚茎壁以及促进木质素沉积等多路径协同作用，有效增强了茎秆的几何与材料强度，最终表现为抗折力提高与倒伏指数降低。

本研究的核心结论为：烯效唑、调环酸钙及其复配可通过协同优化小麦基部节间形态结构（降低高度、缩短节间、增粗茎秆）、促进物质积累（提高充实度与木质素沉积）及改善力学性能等多重途径，显著增强茎秆抗倒能力，最终实现小麦增产。该研究具有明确的科学价值与应用价值。科学上，研究将抗倒能力从单一“形态矮化”认知拓展为“几何因子—材料因子—结构因子”的复合调控模型，并通过力学参数（断面模数、弯曲应力、折断弯矩）的引入，量化了形态与物质积累对力学性能的贡献关系，为小麦茎秆抗倒机制提供了更系统的理论解释。应用上，烯效唑与调环酸钙均为环境友好型调节剂，复配处理在两年试验中表现出最优或接近最优的抗倒与增产效果，能够为小麦高产稳产栽培提供切实可行的技术策略，尤其对易倒伏品种扬麦22的改善效果更为显著。研究亮点在于：其一，首次系统比较了两种机制不同的调节剂在单一与复配条件下的调控差异，揭示了复配处理的协同优势；其二，将茎秆形态、结构碳水化合物含量与力学参数进行关联分析，明确了茎壁厚度与木质素沉积是力学性能提升的关键中介；其三，结合田间倒伏率、力学测试与解剖结构观察，形成了从宏观到微观的多层次证据链。此外，研究还发现化学调节剂对木质素含量的提升效应在扬麦22中强于宁麦13，对第四节间以上节间的抑制作用逐渐减弱，甚至在宁麦13中出现促进现象，这些品种差异信息对抗倒调控技术在不同基因型小麦中的精准应用具有参考意义。