Rădăcinile plantelor sunt o componentă importantă a rizosferei, jucând un rol esențial în transportul apei și nutrienților în sol. În plus, producția de biomasă de la suprafață se bazează în mare măsură pe rădăcinile plantelor. Creșterea și distribuția rădăcinilor în sol determină capacitatea culturii de a absorbi nutrienții și apa. Îmbunătățirea sistemelor radiculare ale plantelor le permite să absoarbă mai bine apa, nutrienții și mineralele din sol. Aproximativ 49% din creșterea randamentului este atribuită practicilor îmbunătățite de gestionare a culturilor, iar restul de 51% se datorează ameliorării genetice. Regulatorii de creștere a plantelor care reduc căderea și cresc greutatea boabelor sunt esențiali pentru creșterea randamentului. Căderea reduce transportul apei și nutrienților și fotosinteza, rezultând randamente mai mici de porumb. Ratele de cădere au, de asemenea, un impact negativ asupra numărului de boabe de știft și a greutății boabelor, reducând calitatea randamentului. Căderea porumbului apare predominant la al treilea nod bazal în timpul etapei de umplere a boabelor, deoarece acesta este momentul în care carbohidrații din tulpină sunt transportați la știft. Senescența prematură și căderea porumbului sunt direct legate de creșterea rădăcinilor. Analiza sistemului radicular este un factor important în creșterea randamentului și reducerea căderii în...uscatsisteme agricole.13
Umiditatea adecvată a solului poate crește semnificativ densitatea materiei uscate a rădăcinilor pe unitatea de suprafață. Comparativ cu metodele tradiționale de aplicare a îngrășămintelor, aplicarea regulatorilor de creștere a plantelor (PPR) poate îmbunătăți absorbția apei și nutrienților din sol de către rădăcini. Presiunea radiculară este un indicator al fluxului și secreției de sevă radiculară. Secreția radiculară depinde de intensitatea acesteia, în timp ce activitatea radiculară variază în funcție de condițiile de umiditate a solului, tipul de cultură și sezonul de creștere. În câmp, este dificil să se înțeleagă cu exactitate comportamentul rădăcinilor, în timp ce secreția radiculară poate fi utilizată pentru a prezice comportamentul rădăcinilor și absorbția de nutrienți și apă. Căderea rădăcinilor este influențată de mulți factori, inclusiv numărul de rădăcini, diametrul rădăcinii și direcția de creștere. Conținutul de lignină este o componentă cheie a tulpinilor și are un efect semnificativ asupra ratei de cădere a tulpinilor. Etefonul este un regulator de creștere eficient care poate reduce riscul de cădere. Etefonul poate fi utilizat pentru a reduce înălțimea rădăcinilor de porumb, a crește rezistența mecanică și a îmbunătăți aderența rădăcinilor. Etefonul și clorura de clormequat pot spori eficient rezistența la cădere și semnalizarea hormonală endogenă. DA-6 a redus semnificativ rata de cădere, numărul de panicule și înălțimea plantei și a îmbunătățit penetrarea tulpinii. Prin urmare, abordarea problemelor de cădere a plantelor la culturile agricole este esențială pentru obținerea unor randamente stabile și ridicate.
Ipoteza noastră este că, în regiunile semiaride, combinarea diferitelor practici de arare a solului cu regulatori de creștere a plantelor poate reduce riscul de cădere a porumbului și poate crește randamentul. Pentru a testa această ipoteză, acest experiment a măsurat efectele diferitelor practici de arare a solului combinate cu regulatori de creștere a plantelor asupra proprietăților fizico-chimice ale tulpinilor de porumb, morfologiei rădăcinilor, structurii moleculare a fasciculelor vasculare, conținutului de hormoni endogeni din seva rădăcinii și randamentului. Scopul acestui studiu este de a oferi o bază teoretică pentru îmbunătățirea rezistenței la cădere a porumbului și a randamentului în regiunile semiaride. Utilizarea regulatorilor de creștere a plantelor este benefică pentru managementul producției agricole.
Distribuția lunară a precipitațiilor și temperaturii pe parcelele experimentale în timpul sezoanelor de cultivare a porumbului din 2021 și 2022.
Folosind acest model, rata medie de creștere a rădăcinilor (Ć) în timpul sezonului de creștere poate fi calculată folosind următoarea formulă:
În stadiul de formare a paniculului, au fost selectate cinci plante din fiecare parcelă, iar sistemul radicular a fost îndepărtat din centrul plantei, distanța dintre rânduri fiind de jumătate din lățimea și lungimea plantei. După clătirea rădăcinilor, umiditatea de la suprafață a fost uscată cu hârtie de filtru și a fost numărat numărul de straturi radiculare. Rădăcinile proaspete de podbal au fost uscate la 80°C până la greutate constantă, după care a fost măsurată greutatea lor uscată. Fluxul hormonal endogen a fost determinat utilizând un test imunosorbent legat de enzime (ELISA) (Wang și colab.).
Efectul diferitelor metode de prelucrare a solului în combinație cu regulatori de creștere a plantelor asupra densității rădăcinilor la o adâncime de 0–100 cm în 2022. Liniile verticale reprezintă eroarea standard a mediei (SEM) (n = 3). Literele mici indică diferențe semnificative la un nivel de semnificație de P ≤ 0,05 (testul LSD).
Efectul diferitelor metode de prelucrare a solului în combinație cu regulatori de creștere a plantelor asupra densității masei radiculare la adâncimea de 0–100 cm în 2022. Liniile verticale reprezintă eroarea standard a mediei (SEM) (n = 3). Literele mici indică diferențe semnificative la un nivel de semnificație de P ≤ 0,05 (testul LSD).
Numeroase tratamente de prelucrare a solului combinate cu regulatori de creștere a plantelor au afectat semnificativ caracteristicile morfologice ale rădăcinilor îmbunătățite în stadiul de epiforă (Tabelul 6). În tratamentele EYD și EYR, diametrul, volumul, unghiul de înclinare și greutatea uscată a rădăcinilor îmbunătățite au crescut, prelucrarea rotativă combinată cu regulatorii de creștere a plantelor Jindel și Yuhuangjin prezentând cel mai bun efect. În ambii ani ai studiului, utilizarea regulatorilor de creștere a plantelor a crescut diametrul, volumul, unghiul de înclinare și greutatea uscată a rădăcinilor îmbunătățite. Comparativ cu tratamentul de control, numărul de straturi radiculare îmbunătățite în tratamentele EYD, EYR și EYB a crescut semnificativ în 2021. Cu toate acestea, nu s-au observat diferențe semnificative între tratamente în 2022.
În toate tratamentele de prelucrare a solului, rata de cadere (EYD), raportul de cadere (EYR), indicele de cadere (EH), coeficientul de cadere (EHC) și coeficientul de cadere (CG) la porumb în 2021 și 2022 au fost semnificativ mai mari decât în alți ani (Tabelul 8). Diverse tratamente de prelucrare a solului au îmbunătățit semnificativ coeficientul de cadere și indicele de cadere, în timp ce aplicarea regulatorului de creștere a plantelor Jindel + Yuhuangjin a crescut coeficientul de cadere. În 2016, nu au existat diferențe semnificative în ceea ce privește indicele de cadere, coeficientul de cadere și coeficientul de cadere între cei doi ani de studiu. Corelația dintre indicele de cadere, coeficientul de cadere și coeficientul de cadere și alte tratamente de prelucrare a solului a crescut semnificativ în cazul tratamentelor de prelucrare a solului în ceea ce privește coeficientul de cadere și indicele de cadere, rezultând o performanță îmbunătățită a caderei.
Comparativ cu alte metode de cultivare, regulatorii de creștere a plantelor pot regla creșterea culturilor în funcție de nevoile de producție.,controlează morfologia plantelor și crește conținutul de lignină, nivelurile de hormoni vegetali și randamentul.Este bine cunoscut faptul că regulatorii de creștere a plantelor au avantajul costurilor reduse ale factorilor de producție..În prezent, comparativ cu tratamentul de control, tratamentul EYD prezintă un conținut mai mare de lignină în al treilea internod. Conținutul de lignină este corelat pozitiv semnificativ cu activitatea semnalelor hormonale endogene, ceea ce este în concordanță cu rezultatele studiilor anterioare. Rezistența îmbunătățită la cădere este atribuită în principal creșteriiconținutligninei, celulozei, carbohidraților și factorilor structurali anatomici, cum ar fi grosimea scoarței,număra fasciculelor vasculare și gradul de lignificare. În acest studiu, s-a constatat că grosimea scoarței și numărul de fascicule vasculare la porumb au crescut odată cu tratamentul EYD (Decayed and Dyed - Îngrijire a Vitei). În tratamentul EYD, fasciculele vasculare mici au fost dens dezvoltate, iar fasciculele vasculare mari au fost bine dezvoltate. Fasciculele vasculare ale plantelor sunt, de asemenea, importante pentru transportul apei și nutrienților.45 Permeabilitatea țesutului vascular al porumbului este corelată pozitiv cu numărul de fascicule vasculare.42 În tratamentul EYD, comparativ cu tratamentul de control, SLR (Stil of Relief Legs - SLR) a scăzut cu 97%, RLR (Round Legs - RLR) cu 65%, iar TLR (TLR - TLR) cu 74%.
Principalele căi de interacțiune au fost exudarea sevei radiculare și nivelurile hormonilor endogeni. În tratamentul EYD (Early Dysfunctional Dysfunction - Degeneration of Radical Driving - Degeneration of Radical Driving Driving) (EYD), rata de exudare a sevei radiculare a fost semnificativ mai mare în toate stadiile de creștere decât în toate celelalte tratamente. Nu au existat diferențe semnificative în ratele de exudare a sevei radiculare între tratamentele ER și EYR sau între tratamentele YB și EYB în niciun stadiu de creștere. În plus, la 25 și 125 de zile după semănat, rata de exudare a sevei radiculare a fost semnificativ mai mare în tratamentele YD și EYD decât în toate celelalte tratamente. Metoda de prelucrare a solului a influențat semnificativ rata de exudare a sevei radiculare. Rototularea a crescut semnificativ exudarea sevei radiculare, ceea ce a îmbunătățit semnificativ capacitatea de absorbție a nutrienților de către rădăcini și randamentul.46În etapele V7 și de umplere a boabelor, NU−și NH4+transporta fost semnificativ mai mare în tratamentul EYD decât în orice alt tratament. Transportul ionic în seva radiculară a fost, de asemenea, semnificativ mai mare în tratamentul EYD decât în orice alt tratament, în diferite stadii de creștere. Fasciculele vasculare ale plantelor sunt, de asemenea, cruciale pentru transportul apei, nutrienților și fotosinteză.34Țesuturile de transport și fasciculele vasculare sunt corelate pozitiv la plantele de porumb.38
Îmbunătățirea rezistenței tulpinii și a morfologiei rădăcinilor a sporit capacitatea plantei de a transporta apă, nutrienți și de a realiza fotosinteza, ceea ce a avut un impact pozitiv asupra etapei de umplere a semințelor. Atunci când aratul rotativ a fost combinat cu pulverizarea cu regulator de creștere a plantelor (PGR) folosind Kindle + Yuhuanghuang, tratamentele EYD și EYR au maximizat parametrii radiculari. În 2021, numărul de straturi radiculare a crescut semnificativ în tratamentele EYD, EYR și EYB, dar diferența a fost nesemnificativă în 2022. Regulatorii de creștere a plantelor pot îmbunătăți absorbția nutrienților la rădăcini prin îmbunătățirea morfologiei radiculare. Abundențele relative ale diferiților hormoni, mai degrabă decât abundențele absolute ale hormonilor specifici, determină efectele fiziologice.
Aplicarea regulatorilor de creștere a plantelor în timpul lucrării solului poate reduce semnificativ riscul de cădere, în principal prin creșterea rezistenței mecanice a tulpinii. Rezultatele noastre arată că aplicarea Jindel + Yuhuangjin în combinație cu prelucrarea rotativă a solului a redus semnificativ rata de cădere, a îmbunătățit distribuția rădăcinilor și masa uscată și a îmbunătățit microstructura tulpinii, conținutul de lignină, morfologia rădăcinilor contrafort și randamentul porumbului. Tratamentul EYD a promovat semnificativ creșterea rădăcinilor, a crescut conținutul de lignină și rezistența mecanică a tulpinii, reducând în același timp semnificativ rata de cădere. În plus, conținutul de NO3- și NH4+ a fost semnificativ mai mare în tratamentul EYD decât în tratamentele ED și YD. Ratele de transfer de Zn, Fe, K, Mg, P și Ca au atins valorile maxime în tratamentele EYD și EYR. Tratamentul EYD a crescut unghiul de înclinare a rădăcinii, volumul masei uscate și diametrul rădăcinii contrafort. Comparativ cu tratamentele ED și YD, valorile Ć, cm și Wmax pentru TRDW, ARD și TRL au crescut semnificativ odată cu tratamentele EYD și EYR. Nivelurile crescute de RLD, ARD și RDWD în urma tratamentului EYD promovează dezvoltarea rădăcinilor, îmbunătățesc umiditatea solului și îmbunătățesc absorbția nutrienților, sporind astfel semnificativ rezistența la cădere și reprezentând o metodă eficientă pentru atenuarea riscurilor culturilor în regiunile semiaride. Rezultatele demonstrează că aceste tehnologii sunt instrumente promițătoare pentru fermierii din regiunile semiaride, permițându-le să mențină randamente ridicate de porumb, reducând în același timp pierderile de cădere. Cu toate acestea, sunt necesare cercetări suplimentare privind utilizarea regulatorilor de creștere a plantelor în agricultura integrată și mecanismele lor de control în diferite soiuri de porumb.
Data publicării: 02 februarie 2026