Корни растений являются важной составляющей ризосферы, играя решающую роль в транспортировке воды и питательных веществ в почву. Кроме того, производство надземной биомассы в значительной степени зависит от корней растений. Рост и распределение корней в почве определяют способность культуры поглощать питательные вещества и воду. Улучшение корневой системы растений позволяет им лучше поглощать воду, питательные вещества и минералы из почвы. Примерно 49% увеличения урожайности объясняется улучшенными методами управления посевами, а оставшиеся 51% — генетическим улучшением. Регуляторы роста растений, которые уменьшают полегание и увеличивают массу зерна, являются ключевыми факторами повышения урожайности. Полегание снижает транспорт воды и питательных веществ, а также фотосинтез, что приводит к снижению урожайности кукурузы. Показатели полегания также негативно влияют на количество зерен в початке и массу зерна, снижая качество урожая. Полегание кукурузы происходит преимущественно на третьем базальном узле во время стадии налива зерна, поскольку именно в это время углеводы из стебля транспортируются в початок. Преждевременное старение и полегание кукурузы напрямую связаны с ростом корней. Анализ корневой системы является важным фактором повышения урожайности и уменьшения полегания.засушливая землясельскохозяйственные системы.13
Достаточное увлажнение почвы может значительно увеличить плотность сухой массы корней на единицу площади. По сравнению с традиционными методами внесения удобрений, применение регуляторов роста растений (РРР) может усилить поглощение воды и питательных веществ корнями из почвы. Корневое давление является индикатором потока и секреции корневого сока. Секреция корней зависит от ее интенсивности, в то время как активность корней варьируется в зависимости от условий влажности почвы, типа культуры и вегетационного периода. В полевых условиях сложно точно понять поведение корней, в то время как секреция корней может быть использована для прогнозирования поведения корней и поглощения питательных веществ и воды. На полегание корней влияют многие факторы, включая количество корней, диаметр корней и направление роста. Содержание лигнина является ключевым компонентом стеблей и оказывает значительное влияние на скорость полегания стеблей. Этефон является эффективным регулятором роста, который может снизить риск полегания. Этефон может использоваться для уменьшения высоты корней кукурузы, повышения механической прочности и улучшения адгезии корней. Этефон и хлормекватхлорид могут эффективно повышать устойчивость к полеганию и эндогенную гормональную сигнализацию. DA-6 значительно снизил полегание, количество метелок и высоту растений, а также улучшил проникновение в стебли. Таким образом, решение проблем полегания сельскохозяйственных культур является ключом к достижению стабильных и высоких урожаев.
Мы предполагаем, что в полузасушливых регионах сочетание различных методов обработки почвы с регуляторами роста растений может снизить риск полегания кукурузы и повысить урожайность. Для проверки этой гипотезы в данном эксперименте были измерены эффекты различных методов обработки почвы в сочетании с регуляторами роста растений на физико-химические свойства стеблей кукурузы, морфологию корней, молекулярную структуру сосудистых пучков, содержание эндогенных гормонов в корневом соке и урожайность. Цель данного исследования — предоставить теоретическую основу для повышения устойчивости кукурузы к полеганию и урожайности в полузасушливых регионах. Использование регуляторов роста растений выгодно для управления сельскохозяйственным производством.
Ежемесячное распределение осадков и температуры на экспериментальных участках в течение вегетационных сезонов кукурузы 2021 и 2022 годов.
Используя эту модель, среднюю скорость роста корней (Ć) в течение вегетационного периода можно рассчитать по следующей формуле:
На стадии формирования метелки из каждого участка отбирали по пять растений, корневую систему удаляли из центра растения, при этом расстояние между рядами составляло половину ширины и длины растения. После промывания корней поверхностную влагу высушивали фильтровальной бумагой, и подсчитывали количество корневых слоев. Свежие корни мать-и-мачехи высушивали при 80 °C до постоянной массы, после чего измеряли их сухую массу. Поток эндогенных гормонов определяли с помощью иммуноферментного анализа (ELISA) (Wang et al.).
Влияние различных методов обработки почвы в сочетании с регуляторами роста растений на плотность корневой системы на глубине 0–100 см в 2022 году. Вертикальные линии представляют стандартную ошибку среднего (SEM) (n = 3). Строчные буквы указывают на значимые различия при уровне значимости P ≤ 0,05 (тест LSD).
Влияние различных методов обработки почвы в сочетании с регуляторами роста растений на плотность корневой массы на глубине 0–100 см в 2022 году. Вертикальные линии представляют стандартную ошибку среднего (SEM) (n = 3). Строчные буквы указывают на значимые различия при уровне значимости P ≤ 0,05 (тест LSD).
Многочисленные методы обработки почвы в сочетании с регуляторами роста растений значительно повлияли на морфологические характеристики улучшенных корней на стадии колошения (таблица 6). В вариантах обработки EYD и EYR диаметр, объем, угол наклона и сухая масса улучшенных корней увеличились, при этом роторная обработка почвы в сочетании с регуляторами роста растений Jindel и Yuhuangjin показала наилучший эффект. В оба года исследования использование регуляторов роста растений увеличило диаметр, объем, угол наклона и сухую массу улучшенных корней. По сравнению с контрольным вариантом, количество слоев улучшенных корней в вариантах обработки EYD, EYR и EYB значительно увеличилось в 2021 году. Однако в 2022 году существенных различий между вариантами обработки не наблюдалось.
При всех вариантах обработки почвы показатели полегания (EYD), коэффициента полегания (EYR), индекса полегания (EH), коэффициента полегания (EHC) и коэффициента полегания (CG) кукурузы в 2021 и 2022 годах были значительно выше, чем в другие годы (Таблица 8). Различные варианты обработки почвы значительно улучшили коэффициент полегания и индекс полегания, в то время как применение Jindel + регулятора роста растений Yuhuangjin увеличило коэффициент полегания. В 2016 году не было существенных различий в индексе полегания, коэффициенте полегания и коэффициенте полегания между двумя годами исследования. Корреляция между индексом полегания, коэффициентом полегания и коэффициентом полегания с другими вариантами обработки почвы значительно возросла при различных вариантах обработки почвы для коэффициента полегания и индекса полегания, что привело к улучшению показателей полегания.
По сравнению с другими методами выращивания, регуляторы роста растений позволяют регулировать рост урожая в соответствии с производственными потребностями.,контролирует морфологию растений, повышает содержание лигнина, уровень растительных гормонов и урожайность..Хорошо известно, что регуляторы роста растений обладают преимуществом низких затрат..В настоящее время, по сравнению с контрольным вариантом, обработка EYD показывает более высокое содержание лигнина в третьем междоузлии. Содержание лигнина значительно положительно коррелирует с активностью эндогенных гормональных сигналов, что согласуется с результатами предыдущих исследований. Улучшенная устойчивость к полеганию в основном объясняется увеличениемсодержаниелигнин, целлюлоза, углеводы и анатомические структурные факторы, такие как толщина коры,числотолщина сосудистых пучков и степень лигнификации. В этом исследовании было установлено, что толщина коры и количество сосудистых пучков кукурузы увеличивались при обработке EYD. При обработке EYD мелкие сосудистые пучки были плотно упакованы, а крупные сосудистые пучки были хорошо развиты. Сосудистые пучки растений также важны для транспорта воды и питательных веществ.45 Проницаемость сосудистой ткани кукурузы положительно коррелирует с количеством сосудистых пучков.42 При обработке EYD по сравнению с контрольной обработкой SLR снизился на 97%, RLR на 65%, а TLR на 74%.
Основными путями взаимодействия были выделение корневого сока и уровни эндогенных гормонов. В варианте EYD скорость выделения корневого сока была значительно выше на всех стадиях роста, чем во всех других вариантах. Не было существенных различий в скорости выделения корневого сока между вариантами ER и EYR, а также между вариантами YB и EYB на любой стадии роста. Кроме того, через 25 и 125 дней после посева скорость выделения корневого сока была значительно выше в вариантах YD и EYD, чем во всех других вариантах. Способ обработки почвы существенно влиял на скорость выделения корневого сока. Роторная обработка почвы значительно увеличивала выделение корневого сока, что существенно улучшало способность корней к поглощению питательных веществ и урожайность.46На стадиях V7 и налива зерна — НЕТ−и NH4+транспортТранспорт ионов в корневом соке был значительно выше в варианте обработки EYD, чем в любом другом варианте обработки. Транспорт ионов в корневом соке также был значительно выше в варианте обработки EYD, чем в любом другом варианте обработки на разных стадиях роста. Сосудистые пучки растений также имеют решающее значение для транспорта воды, питательных веществ и фотосинтеза.34Транспортные ткани и сосудистые пучки положительно коррелируют в растениях кукурузы.38
Улучшение прочности стебля и морфологии корней повысило способность растения транспортировать воду, питательные вещества и осуществлять фотосинтез, что положительно сказалось на стадии налива семян. При сочетании роторной обработки почвы с опрыскиванием регуляторами роста растений (РРР) с использованием Kindle + Yuhuanghuang, обработки EYD и EYR позволили максимально улучшить параметры корневой системы. В 2021 году количество корневых слоев значительно увеличилось в обработках EYD, EYR и EYB, но в 2022 году разница была незначительной. Регуляторы роста растений могут улучшить поглощение питательных веществ корнями за счет улучшения морфологии корней. Физиологические эффекты определяются относительным количеством различных гормонов, а не абсолютным количеством конкретных гормонов.
Применение регуляторов роста растений во время обработки почвы может значительно снизить риск полегания, прежде всего за счет повышения механической прочности стебля. Наши результаты показывают, что применение Jindel + Yuhuangjin в сочетании с роторной обработкой значительно снизило скорость полегания, улучшило распределение корней и сухую массу, а также повысило микроструктуру стебля, содержание лигнина, морфологию корневых подпорок и урожайность кукурузы. Обработка EYD значительно способствовала росту корней, увеличила содержание лигнина и механическую прочность стебля, одновременно значительно снизив скорость полегания. Кроме того, содержание NO3- и NH4+ было значительно выше при обработке EYD, чем при обработках ED и YD. Скорость переноса Zn, Fe, K, Mg, P и Ca достигла своих максимальных значений при обработке EYD и EYR. Обработка EYD увеличила угол наклона корней, объем сухой массы и диаметр корневых подпорок. По сравнению с обработками ED и YD, значения Ć, cm и Wmax для TRDW, ARD и TRL значительно увеличились при обработке EYD и EYR. Повышение уровней RLD, ARD и RDWD при обработке EYD способствует развитию корней, улучшает влажность почвы и повышает усвоение питательных веществ, тем самым значительно повышая устойчивость к полеганию и представляя собой эффективный метод снижения рисков для урожая в полузасушливых регионах. Результаты показывают, что эти технологии являются перспективными инструментами для фермеров в полузасушливых регионах, позволяя им поддерживать высокие урожаи кукурузы, одновременно снижая потери от полегания. Однако необходимы дальнейшие исследования использования регуляторов роста растений в интегрированном земледелии и механизмов их контроля у различных сортов кукурузы.
Дата публикации: 02.02.2026