Plantenwortels vormen een belangrijk onderdeel van de rhizosfeer en spelen een cruciale rol in het transport van water en voedingsstoffen naar de bodem. Bovendien is de bovengrondse biomassaproductie sterk afhankelijk van plantenwortels. Wortelgroei en -verdeling in de bodem bepalen het vermogen van het gewas om voedingsstoffen en water op te nemen. Verbetering van het wortelsysteem zorgt ervoor dat planten water, voedingsstoffen en mineralen beter uit de bodem kunnen opnemen. Ongeveer 49% van de opbrengstverhoging is toe te schrijven aan verbeterde teeltmethoden en de resterende 51% aan genetische verbetering. Groeiregulatoren die legering verminderen en het korrelgewicht verhogen, zijn essentieel voor een hogere opbrengst. Legering vermindert het transport van water en voedingsstoffen en de fotosynthese, wat resulteert in lagere maïsopbrengsten. Legering heeft ook een negatieve invloed op het aantal korrels in de kolf en het korrelgewicht, waardoor de kwaliteit van de opbrengst afneemt. Legering van maïs treedt voornamelijk op bij de derde basale knoop tijdens de korrelvullingsfase, omdat dan de koolhydraten vanuit de stengel naar de kolf worden getransporteerd. Vroegtijdige veroudering en legering van maïs hangen direct samen met de wortelgroei. Analyse van het wortelsysteem is een belangrijke factor voor het verhogen van de opbrengst en het verminderen van legering.droog landlandbouwsystemen.13
Voldoende bodemvocht kan de droge-stofdichtheid van de wortels per oppervlakte-eenheid aanzienlijk verhogen. In vergelijking met traditionele bemestingsmethoden kan de toepassing van plantengroeiregulatoren (PPR's) de opname van water en voedingsstoffen uit de bodem door de wortels verbeteren. Worteldruk is een indicator voor de sapstroom en -afscheiding in de wortels. De intensiteit van de wortelafscheiding is afhankelijk van de bodemvochtigheid, het gewastype en het groeiseizoen. In het veld is het moeilijk om het wortelgedrag nauwkeurig te begrijpen, terwijl wortelafscheiding kan worden gebruikt om het wortelgedrag en de opname van voedingsstoffen en water te voorspellen. Wortelbreuk wordt beïnvloed door vele factoren, waaronder het aantal wortels, de worteldiameter en de groeirichting. Ligninegehalte is een belangrijk bestanddeel van stengels en heeft een significant effect op de mate van breuk. Ethephon is een effectieve groeiregulator die het risico op breuk kan verminderen. Ethephon kan worden gebruikt om de wortelhoogte van maïs te verlagen, de mechanische sterkte te verhogen en de wortelhechting te verbeteren. Ethephon en chloormequatchloride kunnen de breukweerstand en de endogene hormonale signalering effectief verbeteren. DA-6 verminderde de kans op legering, het aantal aren en de planthoogte aanzienlijk, en verbeterde de stengelpenetratie. Het aanpakken van legeringsproblemen in landbouwgewassen is daarom essentieel voor het behalen van stabiele en hoge opbrengsten.
We veronderstellen dat in semi-aride gebieden de combinatie van verschillende grondbewerkingstechnieken met plantengroeiregulatoren het risico op legering van maïs kan verminderen en de opbrengst kan verhogen. Om deze hypothese te testen, werden in dit experiment de effecten gemeten van verschillende grondbewerkingstechnieken in combinatie met plantengroeiregulatoren op de fysisch-chemische eigenschappen van maïsstengels, wortelmorfologie, moleculaire structuur van vaatbundels, het gehalte aan endogene hormonen in wortelsap en de opbrengst. Het doel van deze studie is om een theoretische basis te bieden voor het verbeteren van de legeringsresistentie en de opbrengst van maïs in semi-aride gebieden. Het gebruik van plantengroeiregulatoren is gunstig voor het beheer van de landbouwproductie.
Maandelijkse verdeling van neerslag en temperatuur op de proefpercelen gedurende de maïsteeltseizoenen van 2021 en 2022.
Met behulp van dit model kan de gemiddelde wortelgroeisnelheid (Ć) gedurende het groeiseizoen worden berekend met de volgende formule:
In het stadium van pluimvorming werden vijf planten uit elk perceel geselecteerd en werd het wortelstelsel uit het midden van de plant verwijderd, waarbij de afstand tussen de rijen de helft van de breedte en lengte van de plant bedroeg. Na het spoelen van de wortels werd het oppervlaktevocht met filtreerpapier gedroogd en werd het aantal wortellagen geteld. Verse hoefbladwortels werden gedroogd bij 80 °C tot een constant gewicht, waarna hun drooggewicht werd gemeten. De endogene hormoonflux werd bepaald met behulp van een enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) (Wang et al.).
Het effect van verschillende grondbewerkingsmethoden in combinatie met plantengroeiregulatoren op de worteldichtheid op een diepte van 0–100 cm in 2022. Verticale lijnen geven de standaardfout van het gemiddelde (SEM) weer (n = 3). Kleine letters duiden op significante verschillen bij een significantieniveau van P ≤ 0,05 (LSD-toets).
Het effect van verschillende grondbewerkingsmethoden in combinatie met plantengroeiregulatoren op de wortelmassadichtheid op een diepte van 0–100 cm in 2022. Verticale lijnen geven de standaardfout van het gemiddelde (SEM) weer (n = 3). Kleine letters duiden op significante verschillen bij een significantieniveau van P ≤ 0,05 (LSD-toets).
Verschillende grondbewerkingstechnieken in combinatie met plantengroeiregulatoren hadden een significant effect op de morfologische kenmerken van verbeterde wortels in het aarvormingsstadium (Tabel 6). Bij de EYD- en EYR-behandelingen namen de diameter, het volume, de hellingshoek en het droge gewicht van de verbeterde wortels toe, waarbij de combinatie van roterende grondbewerking met de plantengroeiregulatoren Jindel en Yuhuangjin het beste effect liet zien. In beide studiejaren leidde het gebruik van plantengroeiregulatoren tot een toename van de diameter, het volume, de hellingshoek en het droge gewicht van de verbeterde wortels. Vergeleken met de controlegroep nam het aantal verbeterde wortellagen bij de EYD-, EYR- en EYB-behandelingen in 2021 significant toe. In 2022 werden echter geen significante verschillen tussen de behandelingen waargenomen.
Bij alle grondbewerkingen waren de legeringsgraad (EYD), legeringsverhouding (EYR), legeringsindex (EH), legeringscoëfficiënt (EHC) en legeringscoëfficiënt (CG) van maïs in 2021 en 2022 significant hoger dan in andere jaren (Tabel 8). Verschillende grondbewerkingen verbeterden de legeringscoëfficiënt en legeringsindex significant, terwijl de toepassing van de plantengroeiregulator Jindel + Yuhuangjin de legeringscoëfficiënt verhoogde. In 2016 waren er geen significante verschillen in de legeringsindex, legeringscoëfficiënt en legeringscoëfficiënt tussen de twee onderzoeksjaren. De correlatie tussen de legeringsindex, legeringscoëfficiënt en legeringscoëfficiënt en andere grondbewerkingen nam significant toe bij de grondbewerkingen voor legeringscoëfficiënt en legeringsindex, wat resulteerde in verbeterde legeringsprestaties.
In vergelijking met andere teeltmethoden kunnen plantengroeiregulatoren de gewasgroei reguleren volgens de productiebehoeften.,Het beheersen van de plantmorfologie en het verhogen van het ligninegehalte, de plantenhormoonspiegels en de opbrengst..Het is algemeen bekend dat plantengroeiregulatoren het voordeel hebben van lage inputkosten..Momenteel vertoont de EYD-behandeling, vergeleken met de controlegroep, een hoger ligninegehalte in het derde internodium. Het ligninegehalte is significant positief gecorreleerd met de activiteit van endogene hormonale signalen, wat overeenkomt met de resultaten van eerdere studies. De verbeterde legeringsweerstand wordt voornamelijk toegeschreven aan de toename van het ligninegehalte.inhoudvan lignine, cellulose, koolhydraten en anatomische structurele factoren zoals de dikte van de bast, denummervan vaatbundels en de mate van lignificatie. In deze studie werd vastgesteld dat de dikte van de bast en het aantal vaatbundels van maïs toenam door de EYD-behandeling. Bij de EYD-behandeling waren de kleine vaatbundels dicht op elkaar gepakt en de grote vaatbundels goed ontwikkeld. Plantaardige vaatbundels zijn ook belangrijk voor het transport van water en voedingsstoffen.45 De permeabiliteit van het vaatweefsel van maïs is positief gecorreleerd met het aantal vaatbundels.42 Bij de EYD-behandeling, vergeleken met de controlegroep, nam de SLR met 97% af, de RLR met 65% en de TLR met 74%.
De belangrijkste interactiepaden waren de afscheiding van wortelsap en de endogene hormoonspiegels. Bij de EYD-behandeling was de afscheidingssnelheid van wortelsap in alle groeistadia significant hoger dan bij alle andere behandelingen. Er waren geen significante verschillen in de afscheidingssnelheid van wortelsap tussen de ER- en EYR-behandelingen, of tussen de YB- en EYB-behandelingen in enig groeistadium. Bovendien was de afscheidingssnelheid van wortelsap 25 en 125 dagen na het zaaien significant hoger bij de YD- en EYD-behandelingen dan bij alle andere behandelingen. De grondbewerking had een significante invloed op de afscheidingssnelheid van wortelsap. Rototillage verhoogde de afscheiding van wortelsap significant, wat de opnamecapaciteit van voedingsstoffen door de wortels en de opbrengst significant verbeterde.46Tijdens de V7- en korrelvullingsfasen, NO−en NH4+vervoerHet ionentransport in het wortelsap was significant hoger bij de EYD-behandeling dan bij alle andere behandelingen. Ook het ionentransport in het wortelsap was significant hoger bij de EYD-behandeling dan bij alle andere behandelingen in verschillende groeistadia. Plantenvaatbundels zijn bovendien cruciaal voor het transport van water, voedingsstoffen en fotosynthese.34Transportweefsels en vaatbundels vertonen een positieve correlatie bij maïsplanten.38
Verbeterde stengelsterkte en wortelmorfologie versterkten het vermogen van de plant om water en voedingsstoffen te transporteren en te fotosynthetiseren, wat een positief effect had op de zaadvorming. Wanneer roterende grondbewerking werd gecombineerd met het besproeien van plantengroeiregulatoren (PGR's) met behulp van Kindle + Yuhuanghuang, maximaliseerden de EYD- en EYR-behandelingen de wortelparameters. In 2021 nam het aantal wortellagen significant toe in de EYD-, EYR- en EYB-behandelingen, maar het verschil was in 2022 niet significant. Plantengroeiregulatoren kunnen de opname van voedingsstoffen door de wortels verbeteren door de wortelmorfologie te optimaliseren. De relatieve hoeveelheden van verschillende hormonen, in plaats van de absolute hoeveelheden van specifieke hormonen, bepalen de fysiologische effecten.
Het toepassen van plantengroeiregulatoren tijdens de grondbewerking kan het risico op legering aanzienlijk verminderen, voornamelijk door de mechanische sterkte van de stengel te verhogen. Onze resultaten tonen aan dat de toepassing van Jindel + Yuhuangjin in combinatie met roterende grondbewerking de legeringsgraad significant verlaagde, de wortelverdeling en droge massa verbeterde en de stengelmicrostructuur, het ligninegehalte, de morfologie van de steunwortels en de maïsopbrengst verbeterde. De EYD-behandeling bevorderde de wortelgroei, verhoogde het ligninegehalte en de mechanische sterkte van de stengel aanzienlijk, terwijl de legeringsgraad significant werd verlaagd. Bovendien waren de NO3- en NH4+-gehalten significant hoger in de EYD-behandeling dan in de ED- en YD-behandelingen. De overdrachtssnelheden van Zn, Fe, K, Mg, P en Ca bereikten hun maximale waarden in de EYD- en EYR-behandelingen. De EYD-behandeling verhoogde de wortelhellingshoek, het droge massavolume en de diameter van de steunwortels. Vergeleken met de ED- en YD-behandelingen namen de Ć-, cm- en Wmax-waarden voor TRDW, ARD en TRL significant toe met de EYD- en EYR-behandelingen. Verhoogde niveaus van RLD, ARD en RDWD bij de EYD-behandeling bevorderen de wortelontwikkeling, verbeteren de bodemvochtigheid en verhogen de nutriëntenopname, waardoor de weerstand tegen legering aanzienlijk toeneemt en een effectieve methode wordt geboden om gewasrisico's in semi-aride gebieden te beperken. De resultaten tonen aan dat deze technologieën veelbelovende instrumenten zijn voor boeren in semi-aride gebieden, waardoor ze hoge maïsopbrengsten kunnen behouden en tegelijkertijd verliezen door legering kunnen verminderen. Er is echter verder onderzoek nodig naar het gebruik van plantengroeiregulatoren in geïntegreerde landbouw en hun beheersingsmechanismen bij verschillende maïsvariëteiten.
Geplaatst op: 2 februari 2026