Rastlinske korenine so pomemben sestavni del rizosfere in igrajo ključno vlogo pri prenosu vode in hranil v tla. Poleg tega je proizvodnja nadzemne biomase močno odvisna od rastlinskih korenin. Rast in porazdelitev korenin v tleh določata sposobnost pridelka, da absorbira hranila in vodo. Izboljšanje koreninskih sistemov rastlin jim omogoča boljšo absorpcijo vode, hranil in mineralov iz tal. Približno 49 % povečanja pridelka je posledica izboljšanih praks gospodarjenja s pridelki, preostalih 51 % pa je posledica genetskega izboljšanja. Regulatorji rasti rastlin, ki zmanjšujejo poleganje in povečujejo težo zrn, so ključni za povečanje pridelka. Poleganje zmanjša transport vode in hranil ter fotosintezo, kar ima za posledico nižji pridelek koruze. Stopnja poleganja negativno vpliva tudi na število zrn v klasu in težo zrn, kar zmanjšuje kakovost pridelka. Poleganje koruze se pojavlja predvsem na tretjem bazalnem vozlišču med fazo polnjenja zrn, saj se takrat ogljikovi hidrati iz stebla prenašajo v klas. Prezgodnje staranje in poleganje koruze sta neposredno povezana z rastjo korenin. Analiza koreninskega sistema je pomemben dejavnik za povečanje pridelka in zmanjšanje poleganja vsušno območjekmetijski sistemi.13
Zadostna vlažnost tal lahko znatno poveča gostoto suhe snovi korenin na enoto površine. V primerjavi s tradicionalnimi metodami gnojenja lahko uporaba regulatorjev rasti rastlin (PPR) poveča absorpcijo vode in hranil iz tal s strani korenin. Koreninski pritisk je pokazatelj pretoka in izločanja koreninskega soka. Izločanje korenin je odvisno od njegove intenzivnosti, medtem ko se aktivnost korenin spreminja glede na vlažnost tal, vrsto pridelka in rastno dobo. Na polju je težko natančno razumeti vedenje korenin, medtem ko se izločanje korenin lahko uporabi za napovedovanje vedenja korenin ter absorpcije hranil in vode. Na poleganje korenin vpliva veliko dejavnikov, vključno s številom korenin, premerom korenin in smerjo rasti. Vsebnost lignina je ključna sestavina stebel in ima pomemben vpliv na hitrost poleganja stebel. Etefon je učinkovit regulator rasti, ki lahko zmanjša tveganje za poleganje. Etefon se lahko uporablja za zmanjšanje višine korenin koruze, povečanje mehanske trdnosti in izboljšanje oprijema korenin. Etefon in klormekvat klorid lahko učinkovito izboljšata odpornost proti poleganju in endogeno hormonsko signalizacijo. DA-6 je znatno zmanjšal stopnjo poleganja, število metlic in višino rastline ter izboljšal prodiranje v steblo. Zato je reševanje težav z poleganjem pri kmetijskih rastlinah ključnega pomena za doseganje stabilnih in visokih pridelkov.
Predpostavljamo, da lahko v polsušnih regijah kombinacija različnih načinov obdelave tal z regulatorji rasti rastlin zmanjša tveganje za poleganje koruze in poveča pridelek. Za preizkus te hipoteze smo v tem poskusu merili učinke različnih načinov obdelave tal v kombinaciji z regulatorji rasti rastlin na fizikalno-kemijske lastnosti koruznih stebel, morfologijo korenin, molekularno strukturo žilnih snopov, vsebnost endogenih hormonov v koreninskem soku in pridelek. Cilj te študije je zagotoviti teoretično osnovo za izboljšanje odpornosti koruze proti poleganju in pridelka v polsušnih regijah. Uporaba regulatorjev rasti rastlin je koristna za upravljanje kmetijske proizvodnje.
Mesečna porazdelitev padavin in temperature na poskusnih parcelah v rastnih sezonah koruze 2021 in 2022.
Z uporabo tega modela lahko povprečno stopnjo rasti korenin (Ć) med rastno sezono izračunamo po naslednji formuli:
V fazi nastajanja metlic je bilo z vsake parcele izbranih pet rastlin, koreninski sistem pa je bil odstranjen iz središča rastline, pri čemer je bila razdalja med vrstami polovica širine in dolžine rastline. Po izpiranju korenin je bila površinska vlaga posušena s filtrirnim papirjem in prešteto je bilo število koreninskih plasti. Sveže korenine podmlatka so bile posušene pri 80 °C do konstantne teže, nakar je bila izmerjena njihova suha teža. Pretok endogenih hormonov je bil določen z encimsko vezanim imunskim testom (ELISA) (Wang et al.).
Vpliv različnih metod obdelave tal v kombinaciji z regulatorji rasti rastlin na gostoto korenin na globini 0–100 cm v letu 2022. Navpične črte predstavljajo standardno napako povprečja (SEM) (n = 3). Male črke označujejo pomembne razlike pri stopnji pomembnosti P ≤ 0,05 (LSD test).
Vpliv različnih metod obdelave tal v kombinaciji z regulatorji rasti rastlin na gostoto koreninske mase na globini 0–100 cm v letu 2022. Navpične črte predstavljajo standardno napako povprečja (SEM) (n = 3). Male črke označujejo pomembne razlike pri stopnji pomembnosti P ≤ 0,05 (LSD test).
Številni tretmaji obdelave tal v kombinaciji z regulatorji rasti rastlin so pomembno vplivali na morfološke značilnosti izboljšanih korenin v fazi razredčitve (tabela 6). Pri tretmajih EYD in EYR so se povečali premer, volumen, kot naklona in suha teža izboljšanih korenin, pri čemer je rotacijska obdelava tal v kombinaciji z regulatorji rasti rastlin Jindel in Yuhuangjin pokazala najboljši učinek. V obeh letih študije je uporaba regulatorjev rasti rastlin povečala premer, volumen, kot naklona in suho težo izboljšanih korenin. V primerjavi s kontrolnim tretmajem se je število izboljšanih koreninskih plasti pri tretmajih EYD, EYR in EYB v letu 2021 znatno povečalo. Vendar pa v letu 2022 med tretmaji niso bile opažene pomembne razlike.
Pri vseh obdelavah tal so bili stopnja poleganja (EYD), razmerje poleganja (EYR), indeks poleganja (EH), koeficient poleganja (EHC) in koeficient poleganja (CG) koruze v letih 2021 in 2022 bistveno višji kot v drugih letih (tabela 8). Različne obdelave tal so znatno izboljšale koeficient poleganja in indeks poleganja, medtem ko je uporaba regulatorja rasti rastlin Jindel + Yuhuangjin povečala koeficient poleganja. Leta 2016 ni bilo pomembnih razlik v indeksu poleganja, koeficientu poleganja in koeficientu poleganja med obema letoma študije. Korelacija med indeksom poleganja, koeficientom poleganja in koeficientom poleganja ter drugimi obdelavami tal se je pri obdelavah tal za koeficient poleganja in indeks poleganja znatno povečala, kar je posledično izboljšalo učinkovitost poleganja.
V primerjavi z drugimi metodami gojenja lahko regulatorji rasti rastlin uravnavajo rast pridelka glede na potrebe proizvodnje.,nadzorujejo morfologijo rastlin ter povečajo vsebnost lignina, raven rastlinskih hormonov in pridelek.Dobro je znano, da imajo regulatorji rasti rastlin prednost nizkih vhodnih stroškov..Trenutno v primerjavi s kontrolnim zdravljenjem zdravljenje z EYD kaže višjo vsebnost lignina v tretjem internodiju. Vsebnost lignina je pomembno pozitivno korelirana z aktivnostjo endogenih hormonskih signalov, kar je skladno z rezultati prejšnjih študij. Izboljšana odpornost proti poleganju je predvsem posledica povečanjavsebinalignina, celuloze, ogljikovih hidratov in anatomskih strukturnih dejavnikov, kot je debelina lubja,številkažilnih snopov in stopnja lignifikacije. V tej študiji je bilo ugotovljeno, da se debelina lubja in število žilnih snopov koruze povečata z obdelavo EYD. Pri obdelavi EYD so bili majhni žilni snopi gosto zbrani, veliki žilni snopi pa dobro razviti. Rastlinski žilni snopi so pomembni tudi za transport vode in hranil.45 Prepustnost žilnega tkiva koruze je pozitivno povezana s številom žilnih snopov.42 Pri obdelavi EYD se je v primerjavi s kontrolno obdelavo SLR zmanjšal za 97 %, RLR za 65 % in TLR za 74 %.
Glavne poti interakcij so bile izločanje koreninskega soka in ravni endogenih hormonov. Pri tretiranju EYD je bila stopnja izločanja koreninskega soka v vseh fazah rasti bistveno višja kot pri vseh drugih tretiranjih. Med tretiranjima ER in EYR ali med tretiranjima YB in EYB ni bilo pomembnih razlik v stopnji izločanja koreninskega soka v nobeni fazi rasti. Poleg tega je bila 25 in 125 dni po setvi stopnja izločanja koreninskega soka bistveno višja pri tretiranjih YD in EYD kot pri vseh drugih tretiranjih. Način obdelave tal je pomembno vplival na stopnjo izločanja koreninskega soka. Rototillage je znatno povečala izločanje koreninskega soka, kar je znatno izboljšalo sposobnost korenin za absorpcijo hranil in pridelek.46V fazah V7 in polnjenja zrnja NE−in New Hampshire4+prevozje bil pri zdravljenju z EYD bistveno višji kot pri katerem koli drugem zdravljenju. Ionski transport v koreninskem soku je bil prav tako bistveno višji pri zdravljenju z EYD kot pri katerem koli drugem zdravljenju v različnih fazah rasti. Rastlinski žilni snopi so ključni tudi za transport vode, hranil in fotosintezo.34Transportna tkiva in žilni snopi so v koruznih rastlinah pozitivno korelirani.38
Izboljšana moč stebla in morfologija korenin sta okrepili sposobnost rastline za transport vode, hranil in fotosinteze, kar je pozitivno vplivalo na fazo nalivanja semen. Ko je bila rotacijska obdelava tal kombinirana s škropljenjem z regulatorji rasti rastlin (PGR) z uporabo Kindle + Yuhuanghuang, sta tretmaja EYD in EYR maksimizirala parametre korenin. Leta 2021 se je število koreninskih plasti pri tretmajih EYD, EYR in EYB znatno povečalo, vendar je bila razlika leta 2022 neznatna. Regulatorji rasti rastlin lahko izboljšajo privzem hranil v korenine z izboljšanjem morfologije korenin. Fiziološke učinke določajo relativne količine različnih hormonov in ne absolutne količine specifičnih hormonov.
Uporaba regulatorjev rasti rastlin med obdelavo tal lahko znatno zmanjša tveganje za poleganje, predvsem s povečanjem mehanske trdnosti stebla. Naši rezultati kažejo, da je uporaba Jindela + Yuhuangjina v kombinaciji z rotacijsko obdelavo tal znatno zmanjšala stopnjo poleganja, izboljšala porazdelitev korenin in suho maso ter izboljšala mikrostrukturo stebla, vsebnost lignina, morfologijo opornih korenin in pridelek koruze. Obdelava EYD je znatno spodbudila rast korenin, povečala vsebnost lignina in mehansko trdnost stebla, hkrati pa znatno zmanjšala stopnjo poleganja. Poleg tega je bila vsebnost NO3- in NH4+ pri obdelavi EYD bistveno višja kot pri obdelavah ED in YD. Stopnje prenosa Zn, Fe, K, Mg, P in Ca so dosegle svoje najvišje vrednosti pri obdelavah EYD in EYR. Obdelava EYD je povečala naklonski kot korenin, volumen suhe mase in premer opornih korenin. V primerjavi z obdelavama ED in YD so se vrednosti Ć, cm in Wmax za TRDW, ARD in TRL znatno povečale pri obdelavah EYD in EYR. Povečane ravni RLD, ARD in RDWD z obdelavo EYD spodbujajo razvoj korenin, izboljšujejo vlažnost tal in povečujejo absorpcijo hranil, s čimer znatno povečajo odpornost proti poleganju in predstavljajo učinkovito metodo za zmanjševanje tveganj pridelkov v polsušnih regijah. Rezultati kažejo, da so te tehnologije obetavna orodja za kmete v polsušnih regijah, ki jim omogočajo ohranjanje visokih pridelkov koruze in hkrati zmanjšanje izgub zaradi poleganja. Vendar pa so potrebne nadaljnje raziskave o uporabi regulatorjev rasti rastlin v integriranem kmetijstvu in njihovih mehanizmih nadzora pri različnih sortah koruze.
Čas objave: 2. februar 2026