机械粒收是我国玉米生产转型升级、提升市场竞争力的重要技术。与传统收获方式不同,机械粒收要求玉米籽粒含水率控制在25%以下,一般生理成熟后田间站秆自然脱水2～4周才能达到机械粒收的要求。玉米田间站秆籽粒脱水期间,茎秆衰老加速,倒伏风险远高于生理成熟之前。本研究通过调查不同玉米品种、种植密度和茎腐病菌处理下生长后期植株形态,茎秆碳水化合物组分、水分、解剖结构和机械强度,根系垂直拉力和根系形态,田间倒伏率及机械粒收质量等指标,明确了倒伏对玉米机械粒收田间损失和收获效率的影响,阐明了影响玉米生长后期抗倒伏能力变化的主要因素,确定了评价玉米抗倒伏能力的综合指标,并且研发了测定玉米抗倒伏能力的装置。主要研究内容和结果如下(1)明确了玉米倒伏对机械粒收产量损失和收获效率的影响。倒伏对玉米产量损失的影响主要表现为落穗损失,倒伏率每增加1%,落穗率增加0.15-0.59%;倒伏对黄淮海夏玉米落穗损失影响高于北方和西北春玉米;倒伏降低了机械粒收速度;玉米发生大面积倒伏,收获时降低收获机割台、放慢行走速度可以将部分倒伏植株果穗捡起,降低产量损失。(2)阐明了玉米生长后期自然衰老对倒伏的影响。玉米生长后期,茎折率升高是倒伏增加的主要原因。玉米生理成熟后植株衰老使茎秆基部节间干物质和水分含量减少,导致基部节间机械力学强度和茎秆抗折断力下降,当茎秆抗折断力降低至14.3 N时,茎折率≥5%;不同品种之间茎秆质量下降幅度和茎折率差异显著;适期收获,可以有效避免因为站秆时间过长引起的倒伏。(3)明确了茎腐病对玉米茎秆质量及倒伏的影响。玉米生理成熟后,茎腐病是影响茎折发生的重要因素之一,茎腐病率每增加1%,茎折率增加0.14%。茎腐病菌通过分解节间中可溶性糖,降低节间充实度,分解维管组织,外皮机械组织,从而降低茎秆强度。茎腐病菌是由节间髓部向外皮侵染,随着时间的推后,侵染程度逐渐加重。(4)提出了抗倒伏玉米品种的评价指标,为培育抗倒伏品种提供依据。当前玉米品种在抗茎折和抗根倒方面无相关性。植株鲜重/根系拉力指标可以用于解释田间根倒,单位根系拉力承重越高,根倒风险越高。培育灌浆期基部节间单位长度(体积)干重和含水量较高、穗位较低、根系下扎较深的玉米品种是提高抗倒伏能力的重要方向。(5)研发了基于茎折临界风速指标的测定装置,为抗倒伏鉴定提供测试工具。茎折临界风速可以作为评价玉米茎秆抗倒伏能力的综合指标。设计了一种可以在田间综合评价玉米抗倒伏能力的装置,该装置运行稳定、便于操作和移动,可以鉴定不同品种和栽培条件下植株的抗倒伏能力。玉米生理成熟后茎折临界风速先升高后降低,参试品种在生理成熟后16-24d时茎折临界风速达到最大。临界风速受叶面积、鲜重、茎部韧性、穗高等因素的影响。