Kořeny rostlin jsou důležitou součástí rhizosféry a hrají klíčovou roli v transportu vody a živin do půdy. Produkce nadzemní biomasy navíc do značné míry závisí na kořenech rostlin. Růst a rozložení kořenů v půdě určuje schopnost plodiny absorbovat živiny a vodu. Zlepšení kořenových systémů rostlin jim umožňuje lépe absorbovat vodu, živiny a minerály z půdy. Přibližně 49 % nárůstu výnosu se připisuje zlepšeným postupům hospodaření s plodinami a zbývajících 51 % je způsobeno genetickým vylepšením. Regulátory růstu rostlin, které snižují poléhání a zvyšují hmotnost zrna, jsou klíčem ke zvýšení výnosu. Poléhání snižuje transport vody a živin a fotosyntézu, což vede k nižším výnosům kukuřice. Míra poléhání také negativně ovlivňuje počet zrn v klasu a hmotnost zrna, což snižuje kvalitu výnosu. Poléhání kukuřice se vyskytuje převážně ve třetím bazálním uzlu během fáze plnění zrna, protože tehdy jsou sacharidy ze stonku transportovány do klasu. Předčasné stárnutí a poléhání kukuřice přímo souvisí s růstem kořenů. Analýza kořenového systému je důležitým faktorem pro zvýšení výnosu a snížení poléhání v...suchá oblastzemědělské systémy.13
Dostatečná vlhkost půdy může významně zvýšit hustotu sušiny kořenů na jednotku plochy. Ve srovnání s tradičními metodami aplikace hnojiv může aplikace regulátorů růstu rostlin (PPR) zvýšit příjem vody a živin z půdy kořeny. Kořenový tlak je indikátorem toku kořenové mízy a sekrece. Kořenová sekrece závisí na její intenzitě, zatímco kořenová aktivita se mění v závislosti na vlhkostních podmínkách půdy, druhu plodiny a vegetačním období. V terénu je obtížné přesně pochopit chování kořenů, zatímco kořenová sekrece lze použít k predikci chování kořenů a příjmu živin a vody. Poléhání kořenů je ovlivněno mnoha faktory, včetně počtu kořenů, průměru kořenů a směru růstu. Obsah ligninu je klíčovou složkou stonků a má významný vliv na rychlost poléhání stonků. Ethephon je účinný regulátor růstu, který může snížit riziko poléhání. Ethephon lze použít ke snížení výšky kořenů kukuřice, zvýšení mechanické pevnosti a zlepšení adheze kořenů. Ethephon a chlormekvát-chlorid mohou účinně zvýšit odolnost proti poléhání a endogenní hormonální signalizaci. DA-6 významně snížil rychlost poléhání, počet lat a výšku rostlin a zlepšil penetraci stonku. Řešení problémů s poléháním zemědělských plodin je proto klíčem k dosažení stabilních a vysokých výnosů.
Předpokládáme, že v polosuchých oblastech může kombinace různých postupů obdělávání půdy s regulátory růstu rostlin snížit riziko poléhání kukuřice a zvýšit výnos. Pro ověření této hypotézy byl v tomto experimentu měřen vliv různých postupů obdělávání půdy v kombinaci s regulátory růstu rostlin na fyzikálně-chemické vlastnosti stonků kukuřice, morfologii kořenů, molekulární strukturu cévních svazků, obsah endogenních hormonů v kořenové míze a výnos. Cílem této studie je poskytnout teoretický základ pro zlepšení odolnosti kukuřice proti poléhání a výnosu v polosuchých oblastech. Použití regulátorů růstu rostlin je prospěšné pro řízení zemědělské produkce.
Měsíční rozložení srážek a teploty na experimentálních plochách během vegetační sezóny kukuřice 2021 a 2022.
Pomocí tohoto modelu lze průměrnou rychlost růstu kořenů (Ć) během vegetačního období vypočítat pomocí následujícího vzorce:
Ve fázi tvorby laty bylo z každého pozemku vybráno pět rostlin a kořenový systém byl odstraněn ze středu rostliny, přičemž vzdálenost mezi řádky byla polovina šířky a délky rostliny. Po opláchnutí kořenů byla povrchová vlhkost vysušena filtračním papírem a byl spočítán počet kořenových vrstev. Čerstvé kořeny podbělu byly sušeny při 80 °C do konstantní hmotnosti, načež byla změřena jejich suchá hmotnost. Tok endogenních hormonů byl stanoven pomocí enzymově vázaného imunosorbentního testu (ELISA) (Wang a kol.).
Vliv různých metod zpracování půdy v kombinaci s regulátory růstu rostlin na hustotu kořenů v hloubce 0–100 cm v roce 2022. Svislé čáry představují směrodatnou chybu průměru (SEM) (n = 3). Malá písmena označují významné rozdíly na hladině významnosti P ≤ 0,05 (LSD test).
Vliv různých metod zpracování půdy v kombinaci s regulátory růstu rostlin na hustotu kořenové hmoty v hloubce 0–100 cm v roce 2022. Svislé čáry představují směrodatnou chybu průměru (SEM) (n = 3). Malá písmena označují významné rozdíly na hladině významnosti P ≤ 0,05 (LSD test).
Četné metody zpracování půdy v kombinaci s regulátory růstu rostlin významně ovlivnily morfologické vlastnosti vylepšených kořenů ve fázi klíčení (tabulka 6). U metod EYD a EYR se zvýšil průměr, objem, úhel sklonu a suchá hmotnost vylepšených kořenů, přičemž nejlepší účinek vykazovala rotační orba v kombinaci s regulátory růstu rostlin Jindel a Yuhuangjin. V obou letech studie použití regulátorů růstu rostlin zvýšilo průměr, objem, úhel sklonu a suchou hmotnost vylepšených kořenů. Ve srovnání s kontrolní metodou se počet vylepšených kořenových vrstev u metod EYD, EYR a EYB v roce 2021 významně zvýšil. V roce 2022 však nebyly mezi metodami pozorovány žádné významné rozdíly.
U všech způsobů obdělávání půdy byly míra poléhání (EYD), poměr poléhání (EYR), index poléhání (EH), koeficient poléhání (EHC) a koeficient poléhání (CG) kukuřice v letech 2021 a 2022 výrazně vyšší než v jiných letech (tabulka 8). Různé způsoby obdělávání půdy významně zlepšily koeficient poléhání a index poléhání, zatímco aplikace regulátoru růstu rostlin Jindel + Yuhuangjin koeficient poléhání zvýšila. V roce 2016 nebyly mezi oběma sledovanými roky zjištěny žádné významné rozdíly v indexu poléhání, koeficientu poléhání a koeficientu poléhání. Korelace mezi indexem poléhání, koeficientem poléhání a koeficientem poléhání a dalšími způsoby obdělávání půdy se u způsobů obdělávání půdy pro koeficient poléhání a index poléhání významně zvýšila, což vedlo ke zlepšení výkonu v oblasti poléhání.
Ve srovnání s jinými pěstitelskými metodami mohou regulátory růstu rostlin regulovat růst plodin podle potřeb produkce.,kontrolovat morfologii rostlin a zvyšovat obsah ligninu, hladiny rostlinných hormonů a výnos.Je dobře známo, že regulátory růstu rostlin mají výhodu nízkých vstupních nákladů..V současné době vykazuje ošetření EYD ve srovnání s kontrolním ošetřením vyšší obsah ligninu ve třetím internodiu. Obsah ligninu je významně pozitivně korelován s aktivitou endogenních hormonálních signálů, což je v souladu s výsledky předchozích studií. Zlepšená odolnost proti poléhání je připisována především zvýšeníobsahligninu, celulózy, sacharidů a anatomických strukturálních faktorů, jako je tloušťka kůry,číslocévních svazků a stupeň lignifikace. V této studii bylo zjištěno, že tloušťka kůry a počet cévních svazků kukuřice se zvýšily s ošetřením EYD. Při ošetření EYD byly malé cévní svazky hustě uspořádány a velké cévní svazky byly dobře vyvinuté. Cévní svazky rostlin jsou také důležité pro transport vody a živin.45 Propustnost cévní tkáně kukuřice pozitivně koreluje s počtem cévních svazků.42 Při ošetření EYD se ve srovnání s kontrolním ošetřením snížil SLR o 97 %, RLR o 65 % a TLR o 74 %.
Hlavními interakčními dráhami byly exsudace kořenové mízy a hladiny endogenních hormonů. Při ošetření EYD byla míra exsudace kořenové mízy ve všech fázích růstu významně vyšší než ve všech ostatních ošetřeních. Nebyly zjištěny žádné významné rozdíly v míře exsudace kořenové mízy mezi ošetřeními ER a EYR ani mezi ošetřeními YB a EYB v žádné fázi růstu. Navíc 25 a 125 dní po setí byla míra exsudace kořenové mízy významně vyšší u ošetření YD a EYD než ve všech ostatních ošetřeních. Způsob zpracování půdy významně ovlivnil rychlost exsudace kořenové mízy. Rotace významně zvýšila exsudaci kořenové mízy, což významně zlepšilo kapacitu kořenů pro příjem živin a výnos.46Ve fázi V7 a plnění zrna NE−a New Hampshire4+dopravabyl u ošetření EYD významně vyšší než u jakéhokoli jiného ošetření. Iontový transport v kořenové míze byl také u ošetření EYD významně vyšší než u jakéhokoli jiného ošetření v různých fázích růstu. Cévní svazky rostlin jsou také klíčové pro transport vody, živin a fotosyntézu.34Transportní tkáně a cévní svazky jsou u rostlin kukuřice pozitivně korelovány.38
Zlepšená síla stonku a morfologie kořenů zlepšily schopnost rostliny transportovat vodu, živiny a fotosyntézu, což pozitivně ovlivnilo fázi nálití semen. Pokud bylo rotační zpracování půdy kombinováno s postřikem regulátorem růstu rostlin (PGR) pomocí přípravků Kindle + Yuhuanghuang, ošetření EYD a EYR maximalizovala parametry kořenů. V roce 2021 se počet kořenových vrstev u ošetření EYD, EYR a EYB významně zvýšil, ale v roce 2022 byl rozdíl nevýznamný. Regulátory růstu rostlin mohou zlepšit příjem živin kořeny zlepšením morfologie kořenů. Fyziologické účinky určuje relativní množství různých hormonů, spíše než absolutní množství specifických hormonů.
Aplikace regulátorů růstu rostlin během zpracování půdy může významně snížit riziko poléhání, a to především zvýšením mechanické pevnosti stonku. Naše výsledky ukazují, že aplikace přípravků Jindel + Yuhuangjin v kombinaci s rotačním zpracováním půdy významně snížila rychlost poléhání, zlepšila rozložení kořenů a suchou hmotu a zlepšila mikrostrukturu stonku, obsah ligninu, morfologii opěrných kořenů a výnos kukuřice. Ošetření EYD významně podpořilo růst kořenů, zvýšilo obsah ligninu a mechanickou pevnost stonku a zároveň významně snížilo rychlost poléhání. Obsah NO3- a NH4+ byl navíc u ošetření EYD významně vyšší než u ošetření ED a YD. Rychlost přenosu Zn, Fe, K, Mg, P a Ca dosáhla svých maximálních hodnot u ošetření EYD a EYR. Ošetření EYD zvýšilo úhel sklonu kořene, objem sušiny a průměr opěrného kořene. Ve srovnání s ošetřeními ED a YD se hodnoty Ć, cm a Wmax pro TRDW, ARD a TRL u ošetření EYD a EYR významně zvýšily. Zvýšené hladiny RLD, ARD a RDWD při ošetření EYD podporují vývoj kořenů, zlepšují půdní vlhkost a zvyšují příjem živin, čímž významně zvyšují odolnost vůči poléhání a představují účinnou metodu pro zmírnění rizik plodin v polosuchých oblastech. Výsledky ukazují, že tyto technologie jsou slibnými nástroji pro zemědělce v polosuchých oblastech, které jim umožňují udržovat vysoké výnosy kukuřice a zároveň snižovat ztráty poléháním. Je však zapotřebí dalšího výzkumu v oblasti využití regulátorů růstu rostlin v integrovaném zemědělství a jejich kontrolních mechanismů u různých odrůd kukuřice.
Čas zveřejnění: 2. února 2026