Växtrötter är en viktig del av rhizosfären och spelar en avgörande roll för att transportera vatten och näringsämnen till jorden. Dessutom är produktionen av biomassa ovan jord starkt beroende av växtrötter. Rottillväxt och distribution i jorden avgör grödans förmåga att absorbera näringsämnen och vatten. Förbättrade växters rotsystem gör att de bättre kan absorbera vatten, näringsämnen och mineraler från jorden. Cirka 49 % av avkastningsökningen tillskrivs förbättrade grödhanteringsmetoder, och de återstående 51 % beror på genetisk förbättring. Växttillväxtregulatorer som minskar läggning och ökar kornvikten är nyckeln till att öka avkastningen. Lläggning minskar vatten- och näringstransport och fotosyntes, vilket resulterar i lägre majsavkastning. Lläggningshastigheter påverkar också antalet axkärnor och kornvikten negativt, vilket minskar avkastningskvaliteten. Lläggning av majs sker huvudsakligen vid den tredje basalnoden under kornfyllningsstadiet, eftersom det är då kolhydrater från stjälken transporteras till axet. För tidig åldrande och läggning av majs är direkt relaterade till rottillväxt. Rotsystemanalys är en viktig faktor för att öka avkastningen och minska läggning itorrmarkjordbrukssystem.13
Tillräcklig jordfuktighet kan avsevärt öka rotens torrsubstansdensitet per ytenhet. Jämfört med traditionella gödselmetoder kan applicering av växttillväxtregulatorer (PPR) förbättra rötternas upptag av vatten och näringsämnen från jorden. Rottrycket är en indikator på rotens savflöde och sekretion. Rotsekretionen beror på dess intensitet, medan rotaktiviteten varierar med jordens fuktförhållanden, grödtyp och växtsäsong. I fält är det svårt att noggrant förstå rotbeteendet, medan rotsekretion kan användas för att förutsäga rotbeteende och närings- och vattenupptag. Rotens läggning påverkas av många faktorer, inklusive rotantal, rotdiameter och tillväxtriktning. Ligninhalten är en nyckelkomponent i stjälkar och har en betydande effekt på stjälkarnas läggningshastighet. Etefon är en effektiv tillväxtregulator som kan minska risken för läggning. Etefon kan användas för att minska majsrothöjden, öka den mekaniska hållfastheten och förbättra rotvidhäftningen. Etefon och klormequatklorid kan effektivt förbättra läggningsmotståndet och den endogena hormonella signaleringen. DA-6 minskade avsevärt läggningshastigheten, antalet vippor och plantans höjd, och förbättrade stampenetrationen. Därför är det viktigt att åtgärda problem med läggning i jordbruksgrödor för att uppnå stabila och höga avkastningar.
Vi antar att i halvtorra regioner kan kombinationen av olika jordbearbetningsmetoder med tillväxtregulatorer minska risken för att majsen lagrar sig och öka avkastningen. För att testa denna hypotes mätte detta experiment effekterna av olika jordbearbetningsmetoder i kombination med tillväxtregulatorer på majsstjälkarnas fysikalisk-kemiska egenskaper, rotmorfologi, kärlknippens molekylära struktur, endogent hormoninnehåll i rotsaft och avkastning. Målet med denna studie är att ge en teoretisk grund för att förbättra majsens motståndskraft mot lagrar sig och avkastning i halvtorra regioner. Användningen av tillväxtregulatorer är fördelaktig för jordbruksproduktionsstyrning.
Månatlig fördelning av nederbörd och temperatur på experimentella odlingslotter under majsodlingssäsongerna 2021 och 2022.
Med hjälp av denna modell kan den genomsnittliga rottillväxthastigheten (Ć) under växtsäsongen beräknas med följande formel:
I fasen av blombildning valdes fem plantor ut från varje parsell, och rotsystemet avlägsnades från plantans mitt, med avståndet mellan raderna hälften av plantans bredd och längd. Efter sköljning av rötterna torkades ytfuktigheten med filterpapper och antalet rotlager räknades. Färska hästhovsrötter torkades vid 80 °C till konstant vikt, varefter deras torrvikt mättes. Endogent hormonflöde bestämdes med hjälp av en enzymlänkad immunosorbentanalys (ELISA) (Wang et al.).
Effekten av olika jordbearbetningsmetoder i kombination med tillväxtregulatorer på rotdensitet på ett djup av 0–100 cm år 2022. Vertikala linjer representerar standardfelet för medelvärdet (SEM) (n = 3). Små bokstäver indikerar signifikanta skillnader vid en signifikansnivå på P ≤ 0,05 (LSD-test).
Effekten av olika jordbearbetningsmetoder i kombination med tillväxtregulatorer på rotmassans densitet på 0–100 cm djup år 2022. Vertikala linjer representerar standardfelet för medelvärdet (SEM) (n = 3). Små bokstäver indikerar signifikanta skillnader vid en signifikansnivå på P ≤ 0,05 (LSD-test).
Många jordbearbetningsbehandlingar i kombination med tillväxtregulatorer påverkade signifikant de morfologiska egenskaperna hos förbättrade rötter i rotstadiet (tabell 6). I EYD- och EYR-behandlingarna ökade diametern, volymen, lutningsvinkeln och torrvikten hos förbättrade rötter, där roterande jordbearbetning i kombination med tillväxtregulatorerna Jindel och Yuhuangjin visade bäst effekt. Under båda studieåren ökade användningen av tillväxtregulatorer diametern, volymen, lutningsvinkeln och torrvikten hos förbättrade rötter. Jämfört med kontrollbehandlingen ökade antalet förbättrade rotlager i EYD-, EYR- och EYB-behandlingarna signifikant under 2021. Inga signifikanta skillnader observerades dock mellan behandlingarna under 2022.
I alla jordbearbetningsbehandlingar var logigraden (EYD), logiförhållandet (EYR), logiindex (EH), logikoefficienten (EHC) och logikoefficienten (CG) för majs under 2021 och 2022 betydligt högre än under andra år (tabell 8). Olika jordbearbetningsbehandlingar förbättrade logikoefficienten och logiindex avsevärt, medan appliceringen av Jindel + Yuhuangjin växttillväxtregulator ökade logikoefficienten. År 2016 fanns det inga signifikanta skillnader i logiindex, logikoefficient och logikoefficient mellan de två studieåren. Korrelationen mellan logiindex, logikoefficient och logikoefficient och andra jordbearbetningsbehandlingar ökade avsevärt i jordbearbetningsbehandlingarna för logikoefficient och logiindex, vilket resulterade i förbättrad logiprestanda.
Jämfört med andra odlingsmetoder kan växttillväxtregulatorer reglera grödornas tillväxt efter produktionsbehov.,kontrollera växtmorfologin och öka ligninhalten, växthormonnivåerna och avkastningen.Det är välkänt att tillväxtregulatorer för växter har fördelen av låga insatskostnader..För närvarande visar EYD-behandlingen, jämfört med kontrollbehandlingen, högre ligninhalt i den tredje internoden. Ligninhalten är signifikant positivt korrelerad med aktiviteten hos endogena hormonella signaler, vilket överensstämmer med resultaten från tidigare studier. Den förbättrade motståndskraften mot boende beror huvudsakligen på ökningen avinnehållav lignin, cellulosa, kolhydrater och anatomiska strukturella faktorer såsom barktjocklek,antalav kärlknippen och graden av lignifiering. I denna studie fann man att barktjockleken och antalet kärlknippen hos majs ökade med EYD-behandling. I EYD-behandlingen var små kärlknippen tätt packade och stora kärlknippen var välutvecklade. Växtens kärlknippen är också viktiga för transport av vatten och näringsämnen.45 Permeabiliteten hos majsens kärlvävnad är positivt korrelerad med antalet kärlknippen.42 I EYD-behandlingen, jämfört med kontrollbehandlingen, minskade SLR med 97 %, RLR med 65 % och TLR med 74 %.
De huvudsakliga interaktionsvägarna var rotsaftutsöndring och endogena hormonnivåer. I EYD-behandlingen var rotsaftutsöndringshastigheten signifikant högre i alla tillväxtstadier än i alla andra behandlingar. Det fanns inga signifikanta skillnader i rotsaftutsöndringshastigheter mellan ER- och EYR-behandlingarna, eller mellan YB- och EYB-behandlingarna i något tillväxtstadium. Dessutom var rotsaftutsöndringshastigheten signifikant högre i YD- och EYD-behandlingarna än i alla andra behandlingar 25 och 125 dagar efter sådd. Jordbearbetningsmetoden påverkade signifikant hastigheten för rotsaftutsöndring. Jordbearbetning ökade rotsaftutsöndringen signifikant, vilket avsevärt förbättrade rötternas näringsupptagskapacitet och avkastning.46Vid V7- och spannmålsfyllningsstadierna, NEJ−och NH4+transportvar signifikant högre i EYD-behandlingen än i någon annan behandling. Jontransport i rotsaft var också signifikant högre i EYD-behandlingen än i någon annan behandling vid olika tillväxtstadier. Växtens kärlknippen är också avgörande för transport av vatten, näringsämnen och fotosyntes.34Transportvävnader och kärlknippen är positivt korrelerade i majsplantor.38
Förbättrad stamstyrka och rotmorfologi förbättrade växtens förmåga att transportera vatten, näringsämnen och fotosyntetisera, vilket positivt påverkade fröfyllnadsstadiet. När roterande jordbearbetning kombinerades med sprutning med växttillväxtregulator (PGR) med Kindle + Yuhuanghuang, maximerade EYD- och EYR-behandlingarna rotparametrarna. År 2021 ökade antalet rotlager avsevärt i EYD-, EYR- och EYB-behandlingarna, men skillnaden var obetydlig år 2022. Växttillväxtregulatorer kan förbättra näringsupptaget i rötter genom att förbättra rotmorfologin. De relativa förekomsterna av olika hormoner, snarare än de absoluta förekomsterna av specifika hormoner, avgör fysiologiska effekter.
Applicering av tillväxtregulatorer under jordbearbetning kan avsevärt minska risken för läggning, främst genom att öka stammens mekaniska hållfasthet. Våra resultat visar att applicering av Jindel + Yuhuangjin i kombination med roterande jordbearbetning avsevärt minskade läggningshastigheten, förbättrade rotfördelningen och torrmassan, samt förbättrade stammikrostrukturen, ligninhalten, rotmorfologin och majsavkastningen. EYD-behandlingen främjade rottillväxt avsevärt, ökade ligninhalten och den mekaniska hållfastheten hos stammarna, samtidigt som läggningshastigheten minskade avsevärt. Dessutom var NO3- och NH4+-halterna signifikant högre i EYD-behandlingen än i ED- och YD-behandlingarna. Överföringshastigheterna för Zn, Fe, K, Mg, P och Ca nådde sina maximala värden i EYD- och EYR-behandlingarna. EYD-behandlingen ökade rotlutningsvinkeln, torrmassavolymen och rotdiametern hos stöttorna. Jämfört med ED- och YD-behandlingarna ökade Ć-, cm- och Wmax-värdena för TRDW, ARD och TRL signifikant med EYD- och EYR-behandlingarna. Ökade nivåer av RLD, ARD och RDWD med EYD-behandling främjar rotutveckling, förbättrar jordfuktigheten och ökar näringsupptaget, vilket avsevärt förbättrar motståndskraften mot boende. Detta representerar en effektiv metod för att minska grödorsrisker i halvtorra regioner. Resultaten visar att dessa tekniker är lovande verktyg för jordbrukare i halvtorra regioner, vilket gör det möjligt för dem att bibehålla höga majsavkastningar samtidigt som de minskar förluster av boende. Ytterligare forskning behövs dock om användningen av växttillväxtregulatorer i integrerat jordbruk och deras kontrollmekanismer i olika majssorter.
Publiceringstid: 2 februari 2026