Les arrels de les plantes són un component important de la rizosfera, i tenen un paper fonamental en el transport d'aigua i nutrients al sòl. A més, la producció de biomassa superficial depèn en gran mesura de les arrels de les plantes. El creixement i la distribució de les arrels al sòl determinen la capacitat del cultiu per absorbir nutrients i aigua. La millora dels sistemes d'arrels de les plantes els permet absorbir millor l'aigua, els nutrients i els minerals del sòl. Aproximadament el 49% de l'augment del rendiment s'atribueix a la millora de les pràctiques de gestió de cultius, i el 51% restant es deu a la millora genètica. Els reguladors del creixement de les plantes que redueixen l'encamament i augmenten el pes del gra són clau per augmentar el rendiment. L'encamament redueix el transport d'aigua i nutrients i la fotosíntesi, cosa que resulta en un menor rendiment del blat de moro. Les taxes d'encamament també afecten negativament el recompte de grans d'espiga i el pes del gra, reduint la qualitat del rendiment. L'encamament del blat de moro es produeix predominantment al tercer node basal durant l'etapa d'ompliment del gra, ja que és quan els carbohidrats de la tija es transporten a l'espiga. La senescència prematura i l'encamament del blat de moro estan directament relacionats amb el creixement de les arrels. L'anàlisi del sistema d'arrels és un factor important per augmentar el rendiment i reduir l'encamament aterra secasistemes agrícoles.13
Una humitat adequada del sòl pot augmentar significativament la densitat de matèria seca de les arrels per unitat de superfície. En comparació amb els mètodes tradicionals d'aplicació de fertilitzants, l'aplicació de reguladors de creixement vegetal (PPR) pot millorar l'absorció d'aigua i nutrients del sòl per les arrels. La pressió de les arrels és un indicador del flux i la secreció de saba de les arrels. La secreció de les arrels depèn de la seva intensitat, mentre que l'activitat de les arrels varia segons les condicions d'humitat del sòl, el tipus de cultiu i la temporada de creixement. Al camp, és difícil entendre amb precisió el comportament de les arrels, mentre que la secreció de les arrels es pot utilitzar per predir el comportament de les arrels i l'absorció de nutrients i aigua. L'allotjament de les arrels està influenciat per molts factors, com ara el nombre d'arrels, el diàmetre de l'arrel i la direcció del creixement. El contingut de lignina és un component clau de les tiges i té un efecte significatiu sobre la taxa d'allotjament de les tiges. L'etefó és un regulador de creixement eficaç que pot reduir el risc d'allotjament. L'etefó es pot utilitzar per reduir l'alçada de l'arrel del blat de moro, augmentar la resistència mecànica i millorar l'adhesió de les arrels. L'etefó i el clorur de clormequat poden millorar eficaçment la resistència a l'allotjament i la senyalització hormonal endògena. El DA-6 va reduir significativament la taxa d'allotjament, el nombre de panícules i l'alçada de la planta, i va millorar la penetració de la tija. Per tant, abordar els problemes d'allotjament en els cultius agrícoles és clau per aconseguir rendiments estables i alts.
La nostra hipòtesi és que, a les regions semiàrides, la combinació de diverses pràctiques de llaurat amb reguladors del creixement vegetal pot reduir el risc d'encambament del blat de moro i augmentar el rendiment. Per provar aquesta hipòtesi, aquest experiment va mesurar els efectes de diverses pràctiques de llaurat combinades amb reguladors del creixement vegetal sobre les propietats fisicoquímiques de les tiges de blat de moro, la morfologia de les arrels, l'estructura molecular dels feixos vasculars, el contingut d'hormones endògenes a la saba de l'arrel i el rendiment. L'objectiu d'aquest estudi és proporcionar una base teòrica per millorar la resistència a l'encambament del blat de moro i el rendiment a les regions semiàrides. L'ús de reguladors del creixement vegetal és beneficiós per a la gestió de la producció agrícola.
Distribució mensual de precipitació i temperatura a les parcel·les experimentals durant les temporades de cultiu de blat de moro del 2021 i el 2022.
Amb aquest model, la taxa mitjana de creixement de les arrels (Ć) durant la temporada de creixement es pot calcular mitjançant la fórmula següent:
En l'etapa de formació de la panícula, es van seleccionar cinc plantes de cada parcel·la i es va treure el sistema radicular del centre de la planta, amb una distància entre files de la meitat de l'amplada i la longitud de la planta. Després d'esbandir les arrels, la humitat superficial es va assecar amb paper de filtre i es va comptar el nombre de capes radiculars. Les arrels fresques de peu de cavall es van assecar a 80 °C fins a pes constant, després de la qual cosa es va mesurar el seu pes sec. El flux hormonal endògen es va determinar mitjançant un assaig immunosorbent lligat a enzims (ELISA) (Wang et al.).
L'efecte de diferents mètodes de conreu en combinació amb reguladors del creixement vegetal sobre la densitat d'arrels a una profunditat de 0–100 cm el 2022. Les línies verticals representen l'error estàndard de la mitjana (SEM) (n = 3). Les minúscules indiquen diferències significatives a un nivell de significació de P ≤ 0,05 (prova LSD).
L'efecte de diferents mètodes de conreu en combinació amb reguladors del creixement vegetal sobre la densitat de massa radicular a 0–100 cm de profunditat el 2022. Les línies verticals representen l'error estàndard de la mitjana (SEM) (n = 3). Les minúscules indiquen diferències significatives a un nivell de significació de P ≤ 0,05 (prova LSD).
Nombrosos tractaments de llaurat combinats amb reguladors de creixement vegetal van afectar significativament les característiques morfològiques de les arrels millorades en la fase d'espiga (Taula 6). En els tractaments EYD i EYR, el diàmetre, el volum, l'angle d'inclinació i el pes sec de les arrels millorades van augmentar, i el llaurat rotatori combinat amb els reguladors de creixement vegetal Jindel i Yuhuangjin va mostrar el millor efecte. En els dos anys de l'estudi, l'ús de reguladors de creixement vegetal va augmentar el diàmetre, el volum, l'angle d'inclinació i el pes sec de les arrels millorades. En comparació amb el tractament de control, el nombre de capes d'arrels millorades en els tractaments EYD, EYR i EYB va augmentar significativament el 2021. Tanmateix, no es van observar diferències significatives entre els tractaments el 2022.
En tots els tractaments de llaurat, la taxa d'acostament (EYD), la relació d'acostament (EYR), l'índex d'acostament (EH), el coeficient d'acostament (EHC) i el coeficient d'acostament (CG) del blat de moro el 2021 i el 2022 van ser significativament més alts que en altres anys (Taula 8). Diversos tractaments de llaurat van millorar significativament el coeficient d'acostament i l'índex d'acostament, mentre que l'aplicació del regulador de creixement vegetal Jindel + Yuhuangjin va augmentar el coeficient d'acostament. El 2016, no hi va haver diferències significatives en l'índex d'acostament, el coeficient d'acostament i el coeficient d'acostament entre els dos anys d'estudi. La correlació entre l'índex d'acostament, el coeficient d'acostament i el coeficient d'acostament i altres tractaments de llaurat va augmentar significativament en els tractaments de llaurat pel que fa al coeficient d'acostament i l'índex d'acostament, la qual cosa va resultar en un millor rendiment de l'acostament.
En comparació amb altres mètodes de cultiu, els reguladors del creixement de les plantes poden regular el creixement dels cultius segons les necessitats de producció.,controlar la morfologia de la planta i augmentar el contingut de lignina, els nivells d'hormones vegetals i el rendiment.És ben sabut que els reguladors del creixement de les plantes tenen l'avantatge de tenir un baix cost d'entrada..Actualment, en comparació amb el tractament de control, el tractament EYD mostra un contingut de lignina més alt al tercer internode. El contingut de lignina està significativament correlacionat positivament amb l'activitat dels senyals hormonals endògens, la qual cosa és coherent amb els resultats d'estudis anteriors. La millora de la resistència a l'allotjament s'atribueix principalment a l'augment de lacontingutde lignina, cel·lulosa, carbohidrats i factors estructurals anatòmics com el gruix de l'escorça, lanúmerode feixos vasculars i el grau de lignificació. En aquest estudi, es va trobar que el gruix de l'escorça i el nombre de feixos vasculars del blat de moro van augmentar amb el tractament EYD. En el tractament EYD, els feixos vasculars petits estaven densament empaquetats i els feixos vasculars grans estaven ben desenvolupats. Els feixos vasculars de les plantes també són importants per al transport d'aigua i nutrients.45 La permeabilitat del teixit vascular del blat de moro està positivament correlacionada amb el nombre de feixos vasculars.42 En el tractament EYD, en comparació amb el tractament de control, la SLR va disminuir un 97%, la RLR un 65% i la TLR un 74%.
Les principals vies d'interacció van ser l'exsudació de saba radicular i els nivells d'hormones endògenes. En el tractament EYD (Decayed By Oil - Consolidació de l'Endrògen), la taxa d'exsudació de saba radicular va ser significativament més alta en totes les etapes de creixement que en tots els altres tractaments. No hi va haver diferències significatives en les taxes d'exsudació de saba radicular entre els tractaments ER i EYR, ni entre els tractaments YB i EYB en cap etapa de creixement. A més, als 25 i 125 dies després de la sembra, la taxa d'exsudació de saba radicular va ser significativament més alta en els tractaments YD i EYD que en tots els altres tractaments. El mètode de llaurat va influir significativament en la taxa d'exsudació de saba radicular. El rotollaurat va augmentar significativament l'exsudació de saba radicular, cosa que va millorar significativament la capacitat d'absorció de nutrients de les arrels i el rendiment.46A les etapes V7 i d'ompliment de gra, NO−i NH4+transportva ser significativament més alt en el tractament EYD que en qualsevol altre tractament. El transport iònic a la saba de l'arrel també va ser significativament més alt en el tractament EYD que en qualsevol altre tractament en diferents etapes de creixement. Els feixos vasculars de les plantes també són crucials per al transport d'aigua, nutrients i fotosíntesi.34Els teixits de transport i els feixos vasculars estan positivament correlacionats en les plantes de blat de moro.38
La millora de la força de la tija i la morfologia de les arrels va augmentar la capacitat de la planta per transportar aigua, nutrients i fotosíntesi, cosa que va tenir un impacte positiu en l'etapa d'ompliment de les llavors. Quan el treball rotatori es va combinar amb la polvorització amb reguladors de creixement vegetal (PGR) mitjançant Kindle + Yuhuanghuang, els tractaments EYD i EYR van maximitzar els paràmetres de les arrels. El 2021, el nombre de capes d'arrels va augmentar significativament en els tractaments EYD, EYR i EYB, però la diferència va ser insignificant el 2022. Els reguladors de creixement vegetal poden millorar l'absorció de nutrients de les arrels millorant la morfologia de les arrels. Les abundàncies relatives de diverses hormones, en lloc de les abundàncies absolutes d'hormones específiques, determinen els efectes fisiològics.
L'aplicació de reguladors del creixement de les plantes durant el conreu pot reduir significativament el risc d'allocament, principalment augmentant la resistència mecànica de la tija. Els nostres resultats mostren que l'aplicació de Jindel + Yuhuangjin en combinació amb el conreu rotatori va reduir significativament la taxa d'allocament, va millorar la distribució de les arrels i la massa seca, i va millorar la microestructura de la tija, el contingut de lignina, la morfologia de les arrels contrafort i el rendiment del blat de moro. El tractament EYD va promoure significativament el creixement de les arrels, va augmentar el contingut de lignina i la resistència mecànica de la tija, alhora que va reduir significativament la taxa d'allocament. A més, els continguts de NO3- i NH4+ van ser significativament més alts en el tractament EYD que en els tractaments ED i YD. Les taxes de transferència de Zn, Fe, K, Mg, P i Ca van assolir els seus valors màxims en els tractaments EYD i EYR. El tractament EYD va augmentar l'angle d'inclinació de l'arrel, el volum de massa seca i el diàmetre de les arrels contrafort. En comparació amb els tractaments ED i YD, els valors de Ć, cm i Wmax per a TRDW, ARD i TRL van augmentar significativament amb els tractaments EYD i EYR. L'augment dels nivells de RLD, ARD i RDWD amb el tractament EYD promou el desenvolupament de les arrels, millora la humitat del sòl i l'absorció de nutrients, augmentant així significativament la resistència a l'encaixament i representant un mètode eficaç per mitigar els riscos dels cultius en regions semiàrides. Els resultats demostren que aquestes tecnologies són eines prometedores per als agricultors de regions semiàrides, que els permeten mantenir uns rendiments elevats de blat de moro alhora que redueixen les pèrdues per encaixament. Tanmateix, cal més investigació sobre l'ús de reguladors del creixement vegetal en l'agricultura integrada i els seus mecanismes de control en diferents varietats de blat de moro.
Data de publicació: 02-02-2026