中文摘要：

倒伏是水稻生产的突出问题，不但造成严重减产和减收，而且是进一步提高水稻产量潜力的主要限制因子。本项目以抗倒性差异明显的水稻品种为材料，设置不同栽插密度、不同施肥量等处理，通过盆栽和田间试验、风洞实验，研究水稻茎倒伏与株高、穗重、茎叶重、茎秆弹性模量、惯性矩、茎基部节间材料强度等作物性状的定量关系，以及风速和降雨量对茎倒伏的影响，并建立系统的定量模型。通过模型的灵敏度分析，明确不同作物性状在水稻抗茎倒中的相对重要性。通过定量分析，阐明作物性状影响水稻茎倒的机理，提出不同风速、不同降雨量和不同产量水平下水稻抗茎倒的作物性状定量指标，为超高产抗倒育种株型设计、品种合理布局和超高产栽培调控提供理论基础。引入力学方法解决农学问题，通过建立模型实现对各种因素的综合分析，突出风、雨对倒伏的重要性并加以定量，是本研究的主要特色。

结论摘要：

倒伏是水稻生产的突出问题，虽然国内外展开了大量研究，但现有研究基本上都是研究单个或几个性状对倒伏的影响，缺乏系统的综合性研究，没有考虑风、雨等气候因素的作用，而且只能定性，不能定量。本项目的目的是，建立水稻茎倒伏与作物性状及气候因素的定量关系，定量地阐明水稻倒伏的机理，为水稻高产育种和栽培提供依据。本项目取得的主要成果如下 1．建立了水稻茎倒伏的临界风速模型(VCR模型)，并用田间试验数据进行了验证。该模型涵盖了形态性状（株高、茎粗、茎壁厚度等）、材料力学性状（材料强度、弹性模量、截面惯性矩等）、产量性状（穗部重量、茎叶重量等）以及主要气候因子（风速、降雨）等影响水稻倒伏的重要因子，比现有的倒伏指数(仅考虑了株高、地上部鲜重和基部节间抗折力)更为全面。采用VCR模型计算出的不同处理的临界风速，大约为8-17m/s之间，相当于5-7级风，结果可信。用临界风速描述田间试验条件下不同品种、不同种植密度和不同施氮处理的水稻抗倒性差异，与田间调查结果相符，比目前广泛采用的倒伏指数的描述能力大为改善。例如，用VCR模型计算出的临界风速表明，水稻三控施肥技术的抗倒性显著高于前期重施氮肥的农民习惯施肥法，与田间调查结果一致，而采用倒伏指数所得结论与田间表现不符，甚至相反。 2．研究了降雨对水稻抗倒性的影响。研制了人工降雨模拟装置，测量了水稻穗部、茎叶和整个植株的雨后增重系数，并代入VCR模型。模拟分析表明，在水稻植株充分淋雨(达到饱和)的情况下，倒伏临界风速仅下降10%左右。因此，风雨对倒伏的影响，起主导作用的是风，而不是雨。据我们所知，这是定量分析风和雨对水稻倒伏作用的首次尝试。 3．研究了施氮影响水稻抗倒性的机理。基部节间长度和充实度，是影响倒伏的关键性状。随着施氮量的增加，株高增加，重心上移，基部节间长度增加，节间充实度下降，抗折力和弹性模量减小，是施氮影响水稻抗倒性的主要原因。基部节间缩短是水稻三控施肥技术抗倒性强的主要原因。本项目引入力学方法解决农学问题，把水稻形态性状、力学性状、气象因子等影响倒伏的多种因子整合到倒伏模型中，初步实现了各因子的定量分析，把水稻抗倒性研究由定性向定量推进了一步，为进一步定量研究水稻倒伏问题，最终实现水稻倒伏的科学预测打下了基础。