Kombination af jordbearbejdningsmetoder med plantevækstregulatorer kan forbedre rodvækst, modstandsdygtighed over for leje og udbytte af majs i halvtørre områder.

Planterødder er en vigtig del af rhizosfæren og spiller en afgørende rolle i transporten af ​​vand og næringsstoffer ned i jorden. Derudover er produktionen af ​​biomasse over jorden i høj grad afhængig af planterødder. Rodvækst og -fordeling i jorden bestemmer afgrødens evne til at absorbere næringsstoffer og vand. Forbedring af planters rodsystemer gør det muligt for dem bedre at absorbere vand, næringsstoffer og mineraler fra jorden. Cirka 49 % af udbyttestigningen tilskrives forbedrede afgrødeforvaltningspraksisser, og de resterende 51 % skyldes genetisk forbedring. Plantevækstregulatorer, der reducerer logi og øger kornvægten, er nøglen til at øge udbyttet. Logi reducerer vand- og næringsstoftransport og fotosyntese, hvilket resulterer i lavere majsudbytter. Logi har også en negativ indvirkning på antallet af aks og kornvægten, hvilket reducerer udbyttekvaliteten. Majslogi forekommer overvejende ved den tredje basalknude under kornfyldningsfasen, da det er her, kulhydrater fra stilken transporteres til akset. For tidlig senescens og logi af majs er direkte relateret til rodvækst. Rodsystemanalyse er en vigtig faktor for at øge udbyttet og reducere logi i^tørlandlandbrugssystemer.13
Tilstrækkelig jordfugtighed kan øge røddernes tørstoftæthed pr. arealenhed betydeligt. Sammenlignet med traditionelle gødningsmetoder kan anvendelse af plantevækstregulatorer (PPR'er) forbedre røddernes optagelse af vand og næringsstoffer fra jorden. Rodtrykket er en indikator for rodsaftstrømning og -sekretion. Rodsekretionen afhænger af dens intensitet, mens rodaktiviteten varierer med jordens fugtighedsforhold, afgrødetype og vækstsæson. I marken er det vanskeligt at forstå rodradfærd præcist, mens rodradfærd kan bruges til at forudsige rodradfærd samt næringsstof- og vandoptagelse. Rodleje påvirkes af mange faktorer, herunder antal rodceller, roddiameter og vækstretning. Ligninindhold er en nøglekomponent i stængler og har en betydelig effekt på stilkenes lejerate. Ethephon er en effektiv vækstregulator, der kan reducere risikoen for leje. Ethephon kan bruges til at reducere majsrodhøjden, øge den mekaniske styrke og forbedre rodadhæsionen. Ethephon og chlormequatchlorid kan effektivt forbedre lejemodstanden og endogen hormonel signalering. DA-6 reducerede signifikant lejerate, antal klaser og plantehøjde og forbedrede stængelpenetrationen. Derfor er det vigtigt at håndtere problemer med leje i landbrugsafgrøder for at opnå stabile og høje udbytter.
Vi fremsætter hypotesen om, at kombinationen af ​​forskellige jordbearbejdningsmetoder med plantevækstregulatorer i semi-tørre områder kan reducere risikoen for majsleje og øge udbyttet. For at teste denne hypotese målte dette eksperiment virkningerne af forskellige jordbearbejdningsmetoder kombineret med plantevækstregulatorer på majsstænglernes fysisk-kemiske egenskaber, rodmorfologi, molekylær struktur af karbundter, endogent hormonindhold i rodsaft og udbytte. Målet med denne undersøgelse er at give et teoretisk grundlag for at forbedre majs' modstandsdygtighed over for leje og udbytte i semi-tørre områder. Brugen af ​​plantevækstregulatorer er gavnlig for landbrugsproduktionsstyring.
Månedlig fordeling af nedbør og temperatur på forsøgsparceller i majssæsonerne 2021 og 2022.
Ved hjælp af denne model kan den gennemsnitlige rodvæksthastighed (Ć) i vækstsæsonen beregnes ved hjælp af følgende formel:
I klasedannelsesstadiet blev der udvalgt fem planter fra hvert område, og rodsystemet blev fjernet fra plantens centrum, med en afstand mellem rækkerne på halvdelen af ​​plantens bredde og længde. Efter skylning af rødderne blev overfladefugtigheden tørret med filterpapir, og antallet af rodlag blev talt. Friske følfodrødder blev tørret ved 80 °C til konstant vægt, hvorefter deres tørvægt blev målt. Endogen hormonflux blev bestemt ved hjælp af et enzymbundet immunosorbentassay (ELISA) (Wang et al.).
Effekten af ​​forskellige jordbearbejdningsmetoder i kombination med plantevækstregulatorer på rodtætheden i en dybde på 0-100 cm i 2022. Lodrette linjer repræsenterer standardfejlen for middelværdien (SEM) (n = 3). Små bogstaver angiver signifikante forskelle ved et signifikansniveau på P ≤ 0,05 (LSD-test).
Effekten af ​​forskellige jordbearbejdningsmetoder i kombination med plantevækstregulatorer på rodmassetætheden i 0-100 cm dybde i 2022. Lodrette linjer repræsenterer standardfejlen for middelværdien (SEM) (n = 3). Små bogstaver angiver signifikante forskelle ved et signifikansniveau på P ≤ 0,05 (LSD-test).
Talrige jordbearbejdningsbehandlinger kombineret med plantevækstregulatorer påvirkede signifikant de morfologiske egenskaber af de forbedrede rødder i knopstadiet (Tabel 6). I EYD- og EYR-behandlingerne steg diameteren, volumenet, hældningsvinklen og tørvægten af ​​de forbedrede rødder, hvor roterende jordbearbejdning kombineret med Jindel- og Yuhuangjin-plantevækstregulatorerne viste den bedste effekt. I begge undersøgelsesår øgede brugen af ​​plantevækstregulatorer diameteren, volumenet, hældningsvinklen og tørvægten af ​​de forbedrede rødder. Sammenlignet med kontrolbehandlingen steg antallet af forbedrede rodlag i EYD-, EYR- og EYB-behandlingerne signifikant i 2021. Der blev dog ikke observeret signifikante forskelle mellem behandlingerne i 2022.
I alle jordbearbejdningsbehandlinger var logihastigheden (EYD), logiforholdet (EYR), logiindekset (EH), logikoefficienten (EHC) og logikoefficienten (CG) for majs i 2021 og 2022 signifikant højere end i andre år (Tabel 8). Forskellige jordbearbejdningsbehandlinger forbedrede logikoefficienten og logiindekset betydeligt, mens anvendelsen af ​​Jindel + Yuhuangjin plantevækstregulatoren øgede logikoefficienten. I 2016 var der ingen signifikante forskelle i logiindekset, logikoefficienten og logikoefficienten mellem de to undersøgelsesår. Korrelationen mellem logiindekset, logikoefficienten og logikoefficienten og andre jordbearbejdningsbehandlinger steg signifikant i jordbearbejdningsbehandlingerne for logikoefficient og logiindeks, hvilket resulterede i forbedret logipræstation.
Sammenlignet med andre dyrkningsmetoder kan plantevækstregulatorer regulere afgrødevæksten i henhold til produktionsbehovene.^,kontrollere planters morfologi og øge ligninindholdet, plantehormonniveauet og udbyttet^.Det er velkendt, at plantevækstregulatorer har den fordel, at de har lave inputomkostninger.^.I øjeblikket viser EYD-behandlingen, sammenlignet med kontrolbehandlingen, et højere ligninindhold i den tredje internode. Ligninindholdet er signifikant positivt korreleret med aktiviteten af ​​endogene hormonelle signaler, hvilket stemmer overens med resultaterne fra tidligere undersøgelser. Den forbedrede modstandsdygtighed over for logi tilskrives primært stigningen i^indholdaf lignin, cellulose, kulhydrater og anatomiske strukturelle faktorer såsom barktykkelse,^antalaf karbundter og graden af ​​lignificering. I denne undersøgelse blev det konstateret, at barktykkelsen og antallet af karbundter i majs steg med EYD-behandling. I EYD-behandlingen var små karbundter tætpakkede, og store karbundter var veludviklede. Plantekarbundter er også vigtige for transport af vand og næringsstoffer.45 Permeabiliteten af ​​majs vaskulært væv er positivt korreleret med antallet af karbundter.42 I EYD-behandlingen faldt SLR med 97%, RLR med 65% og TLR med 74% sammenlignet med kontrolbehandlingen.
De primære interaktionsveje var rodsaftudskillelse og endogene hormonniveauer. I EYD-behandlingen var rodsaftudskillelsen signifikant højere på alle vækststadier end i alle andre behandlinger. Der var ingen signifikante forskelle i rodsaftudskillelsesraterne mellem ER- og EYR-behandlingerne eller mellem YB- og EYB-behandlingerne på noget vækststadium. Desuden var rodsaftudskillelsen signifikant højere i YD- og EYD-behandlingerne 25 og 125 dage efter såning end i alle andre behandlinger. Jordbearbejdningsmetoden påvirkede signifikant hastigheden af ​​rodsaftudskillelse. Jordbearbejdning øgede rodsaftudskillelsen signifikant, hvilket forbedrede røddernes næringsoptagelseskapacitet og udbyttet betydeligt.⁴⁶Ved V7- og kornpåfyldningsstadierne, NEJ_⁻og NH₄₊transporterevar signifikant højere i EYD-behandlingen end i nogen anden behandling. Iontransport i rodsaft var også signifikant højere i EYD-behandlingen end i nogen anden behandling på forskellige vækststadier. Planternes karbundter er også afgørende for transport af vand, næringsstoffer og fotosyntese.³⁴Transportvæv og karbundter er positivt korreleret i majsplanter.38
Forbedret stængelstyrke og rodmorfologi forbedrede plantens evne til at transportere vand, næringsstoffer og fotosyntetisere, hvilket havde en positiv indvirkning på frøfyldningsstadiet. Da roterende jordbearbejdning blev kombineret med sprøjtning med plantevækstregulator (PGR) ved hjælp af Kindle + Yuhuanghuang, maksimerede EYD- og EYR-behandlingerne rodparametrene. I 2021 steg antallet af rodlag signifikant i EYD-, EYR- og EYB-behandlingerne, men forskellen var ubetydelig i 2022. Plantevækstregulatorer kan forbedre optagelsen af ​​næringsstoffer i roden ved at forbedre rodmorfologien. De relative mængder af forskellige hormoner snarere end de absolutte mængder af specifikke hormoner bestemmer de fysiologiske effekter.
Anvendelse af plantevækstregulatorer under jordbearbejdning kan reducere risikoen for leg betydeligt, primært ved at øge stænglens mekaniske styrke. Vores resultater viser, at anvendelsen af ​​Jindel + Yuhuangjin i kombination med roterende jordbearbejdning reducerede leghastigheden signifikant, forbedrede rodfordelingen og tørmassen samt forbedrede stængelmikrostrukturen, ligninindholdet, støtterodsmorfologien og majsudbyttet. EYD-behandlingen fremmede rodvæksten signifikant, øgede ligninindholdet og den mekaniske stængelstyrke, samtidig med at leghastigheden reduceredes signifikant. Desuden var NO3- og NH4+-indholdet signifikant højere i EYD-behandlingen end i ED- og YD-behandlingerne. Overførselshastighederne for Zn, Fe, K, Mg, P og Ca nåede deres maksimale værdier i EYD- og EYR-behandlingerne. EYD-behandlingen øgede rodhældningsvinkelen, tørmassevolumenet og støtterodsdiameteren. Sammenlignet med ED- og YD-behandlingerne steg Ć-, cm- og Wmax-værdierne for TRDW, ARD og TRL signifikant med EYD- og EYR-behandlingerne. Øgede niveauer af RLD, ARD og RDWD med EYD-behandling fremmer rodudvikling, forbedrer jordfugtigheden og øger næringsoptagelsen, hvorved modstandsdygtigheden over for leje forbedres betydeligt og repræsenterer en effektiv metode til at afbøde afgrøderisici i semi-tørre regioner. Resultaterne viser, at disse teknologier er lovende værktøjer for landmænd i semi-tørre regioner, da de gør det muligt for dem at opretholde høje majsudbytter, samtidig med at tab af leje reduceres. Der er dog behov for yderligere forskning i brugen af ​​plantevækstregulatorer i integreret landbrug og deres kontrolmekanismer i forskellige majssorter.