Korene rastlín sú dôležitou súčasťou rizosféry a zohrávajú kľúčovú úlohu pri transporte vody a živín do pôdy. Okrem toho, produkcia nadzemnej biomasy vo veľkej miere závisí od koreňov rastlín. Rast a rozloženie koreňov v pôde určuje schopnosť plodiny absorbovať živiny a vodu. Zlepšenie koreňových systémov rastlín im umožňuje lepšie absorbovať vodu, živiny a minerály z pôdy. Približne 49 % zvýšenia výnosu sa pripisuje zlepšeným postupom hospodárenia s plodinami a zvyšných 51 % je spôsobených genetickým zlepšením. Regulátory rastu rastlín, ktoré znižujú poliehanie a zvyšujú hmotnosť zrna, sú kľúčom k zvýšeniu výnosu. Poliehanie znižuje transport vody a živín a fotosyntézu, čo vedie k nižším výnosom kukurice. Miera poliehania tiež negatívne ovplyvňuje počet zŕn v klasoch a hmotnosť zrna, čím znižuje kvalitu výnosu. Poliehanie kukurice sa vyskytuje prevažne v treťom bazálnom uzle počas fázy plnenia zrna, pretože vtedy sa sacharidy zo stonky transportujú do klasu. Predčasné starnutie a poliehanie kukurice priamo súvisí s rastom koreňov. Analýza koreňového systému je dôležitým faktorom pri zvyšovaní výnosu a znižovaní poliehania v...suchá krajinapoľnohospodárske systémy.13
Dostatočná vlhkosť pôdy môže výrazne zvýšiť hustotu sušiny koreňov na jednotku plochy. V porovnaní s tradičnými metódami aplikácie hnojív môže aplikácia regulátorov rastu rastlín (PPR) zvýšiť príjem vody a živín z pôdy koreňmi. Tlak koreňov je indikátorom toku a sekrécie koreňovej miazgy. Sekrécia koreňov závisí od jej intenzity, zatiaľ čo aktivita koreňov sa mení v závislosti od podmienok vlhkosti pôdy, typu plodiny a vegetačného obdobia. V teréne je ťažké presne pochopiť správanie koreňov, zatiaľ čo sekrécia koreňov sa dá použiť na predpovedanie správania koreňov a príjmu živín a vody. Poliehanie koreňov je ovplyvnené mnohými faktormi vrátane počtu koreňov, priemeru koreňov a smeru rastu. Obsah lignínu je kľúčovou zložkou stoniek a má významný vplyv na rýchlosť poliehania stoniek. Etefón je účinný regulátor rastu, ktorý môže znížiť riziko poliehania. Etefón sa môže použiť na zníženie výšky koreňov kukurice, zvýšenie mechanickej pevnosti a zlepšenie priľnavosti koreňov. Etefón a chlormekvát chlorid môžu účinne zvýšiť odolnosť voči poliehaniu a endogénnu hormonálnu signalizáciu. DA-6 významne znížil rýchlosť poliehania, počet latiek a výšku rastliny a zlepšil penetráciu stonky. Preto je riešenie problémov s poliehaním poľnohospodárskych plodín kľúčom k dosiahnutiu stabilných a vysokých výnosov.
Predpokladáme, že v polosuchých oblastiach môže kombinácia rôznych postupov obrábania pôdy s regulátormi rastu rastlín znížiť riziko poliehania kukurice a zvýšiť výnos. Na overenie tejto hypotézy tento experiment meral vplyv rôznych postupov obrábania pôdy v kombinácii s regulátormi rastu rastlín na fyzikálno-chemické vlastnosti stoniek kukurice, morfológiu koreňov, molekulárnu štruktúru cievnych zväzkov, obsah endogénnych hormónov v koreňovej miazge a výnos. Cieľom tejto štúdie je poskytnúť teoretický základ pre zlepšenie odolnosti kukurice voči poliehaniu a výnosu v polosuchých oblastiach. Používanie regulátorov rastu rastlín je prospešné pre riadenie poľnohospodárskej výroby.
Mesačné rozloženie zrážok a teploty na experimentálnych plochách počas vegetačných období kukurice 2021 a 2022.
Pomocou tohto modelu možno priemernú rýchlosť rastu koreňov (Ć) počas vegetačného obdobia vypočítať pomocou nasledujúceho vzorca:
V štádiu tvorby laty sa z každej parcely vybralo päť rastlín a koreňový systém sa odstránil zo stredu rastliny, pričom vzdialenosť medzi radmi bola polovica šírky a dĺžky rastliny. Po opláchnutí koreňov sa povrchová vlhkosť vysušila filtračným papierom a spočítal sa počet koreňových vrstiev. Čerstvé korene podbeľu sa sušili pri teplote 80 °C do konštantnej hmotnosti, po ktorej sa merala ich suchá hmotnosť. Tok endogénnych hormónov sa stanovil pomocou enzýmovo-imunosorbentného testu (ELISA) (Wang a kol.).
Vplyv rôznych metód obrábania pôdy v kombinácii s regulátormi rastu rastlín na hustotu koreňov v hĺbke 0–100 cm v roku 2022. Zvislé čiary predstavujú štandardnú chybu priemeru (SEM) (n = 3). Malé písmená označujú štandartné rozdiely na hladine významnosti P ≤ 0,05 (LSD test).
Vplyv rôznych metód obrábania pôdy v kombinácii s regulátormi rastu rastlín na hustotu koreňovej hmoty v hĺbke 0 – 100 cm v roku 2022. Zvislé čiary predstavujú štandardnú chybu priemeru (SEM) (n = 3). Malé písmená označujú štatisticky významné rozdiely na hladine významnosti P ≤ 0,05 (LSD test).
Početné ošetrenia pôdy v kombinácii s regulátormi rastu rastlín významne ovplyvnili morfologické charakteristiky vylepšených koreňov v štádiu klíčenia (Tabuľka 6). V ošetreniach EYD a EYR sa zvýšil priemer, objem, uhol sklonu a suchá hmotnosť vylepšených koreňov, pričom najlepší účinok vykazovalo rotačné obrábanie pôdy v kombinácii s regulátormi rastu rastlín Jindel a Yuhuangjin. V oboch rokoch štúdie použitie regulátorov rastu rastlín zvýšilo priemer, objem, uhol sklonu a suchú hmotnosť vylepšených koreňov. V porovnaní s kontrolným ošetrením sa počet vylepšených koreňových vrstiev v ošetreniach EYD, EYR a EYB v roku 2021 významne zvýšil. V roku 2022 však neboli pozorované žiadne významné rozdiely medzi ošetreniami.
Pri všetkých spôsoboch obrábania pôdy bola miera poliehania (EYD), pomer poliehania (EYR), index poliehania (EH), koeficient poliehania (EHC) a koeficient poliehania (CG) kukurice v rokoch 2021 a 2022 výrazne vyššia ako v iných rokoch (Tabuľka 8). Rôzne spôsoby obrábania pôdy výrazne zlepšili koeficient poliehania a index poliehania, zatiaľ čo aplikácia regulátora rastu rastlín Jindel + Yuhuangjin koeficient poliehania zvýšila. V roku 2016 neboli medzi týmito dvoma rokmi štúdie žiadne významné rozdiely v indexe poliehania, koeficiente poliehania a koeficiente poliehania. Korelácia medzi indexom poliehania, koeficientom poliehania a koeficientom poliehania a inými spôsobmi obrábania pôdy sa pri spôsoboch obrábania pôdy pre koeficient poliehania a index poliehania výrazne zvýšila, čo viedlo k zlepšeniu výkonnosti poliehania.
V porovnaní s inými metódami pestovania môžu regulátory rastu rastlín regulovať rast plodín podľa potrieb produkcie.,kontrolovať morfológiu rastlín a zvyšovať obsah lignínu, hladiny rastlinných hormónov a výnos.Je dobre známe, že regulátory rastu rastlín majú výhodu nízkych vstupných nákladov..V súčasnosti, v porovnaní s kontrolnou úpravou, úprava EYD vykazuje vyšší obsah lignínu v tretej internódii. Obsah lignínu je významne pozitívne korelovaný s aktivitou endogénnych hormonálnych signálov, čo je v súlade s výsledkami predchádzajúcich štúdií. Zlepšená odolnosť voči poliehaniu sa pripisuje najmä zvýšeniuobsahlignínu, celulózy, sacharidov a anatomických štrukturálnych faktorov, ako je hrúbka kôry,číslocievnych zväzkov a stupeň lignifikácie. V tejto štúdii sa zistilo, že hrúbka kôry a počet cievnych zväzkov kukurice sa zvýšili pri ošetrení EYD. Pri ošetrení EYD boli malé cievne zväzky husto usporiadané a veľké cievne zväzky boli dobre vyvinuté. Cievne zväzky rastlín sú tiež dôležité pre transport vody a živín.45 Priepustnosť cievneho tkaniva kukurice pozitívne koreluje s počtom cievnych zväzkov.42 Pri ošetrení EYD sa v porovnaní s kontrolnou liečbou SLR znížil o 97 %, RLR o 65 % a TLR o 74 %.
Hlavnými interakčnými dráhami boli exsudácia koreňovej miazgy a hladiny endogénnych hormónov. Pri ošetrení EYD bola miera exsudácie koreňovej miazgy vo všetkých štádiách rastu významne vyššia ako vo všetkých ostatných ošetreniach. Medzi ošetreniami ER a EYR, ani medzi ošetreniami YB a EYB, neboli zistené žiadne významné rozdiely v miere exsudácie koreňovej miazgy v žiadnom štádiu rastu. Okrem toho, 25 a 125 dní po zasiatí bola miera exsudácie koreňovej miazgy významne vyššia v ošetreniach YD a EYD ako vo všetkých ostatných ošetreniach. Spôsob obrábania pôdy významne ovplyvnil rýchlosť exsudácie koreňovej miazgy. Rotačné obrábanie významne zvýšilo exsudáciu koreňovej miazgy, čo významne zlepšilo kapacitu koreňov na príjem živín a výnos.46Vo fáze V7 a plnenia zrna, NIE−a New Hampshire4+dopravabola pri ošetrení EYD významne vyššia ako pri akomkoľvek inom ošetrení. Iónový transport v koreňovej miazge bol tiež významne vyšší pri ošetrení EYD ako pri akomkoľvek inom ošetrení v rôznych štádiách rastu. Cievne zväzky rastlín sú tiež kľúčové pre transport vody, živín a fotosyntézu.34Transportné tkanivá a cievne zväzky sú v rastlinách kukurice pozitívne korelované.38
Zlepšená sila stonky a morfológia koreňov zlepšili schopnosť rastliny transportovať vodu, živiny a fotosyntézu, čo pozitívne ovplyvnilo štádium nalievania semien. Keď sa rotačné obrábanie pôdy kombinovalo s postrekovaním regulátormi rastu rastlín (PGR) pomocou prípravkov Kindle + Yuhuanghuang, ošetrenia EYD a EYR maximalizovali parametre koreňov. V roku 2021 sa počet koreňových vrstiev výrazne zvýšil pri ošetreniach EYD, EYR a EYB, ale v roku 2022 bol rozdiel nevýznamný. Regulátory rastu rastlín môžu zlepšiť príjem živín koreňmi zlepšením morfológie koreňov. Fyziologické účinky určuje relatívne množstvo rôznych hormónov, a nie absolútne množstvo špecifických hormónov.
Aplikácia regulátorov rastu rastlín počas obrábania pôdy môže významne znížiť riziko poliehania, predovšetkým zvýšením mechanickej pevnosti stonky. Naše výsledky ukazujú, že aplikácia Jindel + Yuhuangjin v kombinácii s rotačným obrábaním pôdy významne znížila mieru poliehania, zlepšila rozloženie koreňov a suchú hmotnosť a zlepšila mikroštruktúru stonky, obsah lignínu, morfológiu oporných koreňov a úrodu kukurice. Ošetrenie EYD významne podporilo rast koreňov, zvýšilo obsah lignínu a mechanickú pevnosť stonky a zároveň významne znížilo mieru poliehania. Okrem toho bol obsah NO3- a NH4+ významne vyšší pri ošetrení EYD ako pri ošetreniach ED a YD. Rýchlosť prenosu Zn, Fe, K, Mg, P a Ca dosiahla svoje maximálne hodnoty pri ošetreniach EYD a EYR. Ošetrenie EYD zvýšilo uhol sklonu koreňa, objem suchej hmoty a priemer oporných koreňov. V porovnaní s ošetreniami ED a YD sa hodnoty Ć, cm a Wmax pre TRDW, ARD a TRL významne zvýšili pri ošetreniach EYD a EYR. Zvýšené hladiny RLD, ARD a RDWD pri ošetrení EYD podporujú vývoj koreňov, zlepšujú pôdnu vlhkosť a zvyšujú príjem živín, čím výrazne zvyšujú odolnosť plodín voči poliehaniu a predstavujú účinnú metódu na zmiernenie rizík plodín v polosuchých oblastiach. Výsledky ukazujú, že tieto technológie sú sľubnými nástrojmi pre poľnohospodárov v polosuchých oblastiach, ktoré im umožňujú udržiavať vysoké výnosy kukurice a zároveň znižovať straty spôsobené poliehaním. Je však potrebný ďalší výskum používania regulátorov rastu rastlín v integrovanom poľnohospodárstve a ich kontrolných mechanizmov v rôznych odrodách kukurice.
Čas uverejnenia: 2. februára 2026