ترکیب روش‌های خاک‌ورزی با تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی می‌تواند رشد ریشه، مقاومت به خوابیدگی و عملکرد ذرت را در مناطق نیمه‌خشک بهبود بخشد.

ریشه‌های گیاهان جزء مهمی از ریزوسفر هستند که نقش مهمی در انتقال آب و مواد مغذی به خاک دارند. علاوه بر این، تولید زیست توده روی زمین به شدت به ریشه‌های گیاه وابسته است. رشد و توزیع ریشه در خاک، توانایی محصول در جذب مواد مغذی و آب را تعیین می‌کند. بهبود سیستم‌های ریشه گیاهان به آنها اجازه می‌دهد تا آب، مواد مغذی و مواد معدنی را از خاک بهتر جذب کنند. تقریباً 49٪ از افزایش عملکرد به بهبود شیوه‌های مدیریت محصول نسبت داده می‌شود و 51٪ باقی مانده به دلیل بهبود ژنتیکی است. تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی که باعث کاهش خوابیدگی و افزایش وزن دانه می‌شوند، کلید افزایش عملکرد هستند. خوابیدگی، انتقال آب و مواد مغذی و فتوسنتز را کاهش می‌دهد و در نتیجه عملکرد ذرت کاهش می‌یابد. میزان خوابیدگی همچنین بر تعداد دانه‌های بلال و وزن دانه تأثیر منفی می‌گذارد و کیفیت عملکرد را کاهش می‌دهد. خوابیدگی ذرت عمدتاً در سومین گره پایه در مرحله پر شدن دانه رخ می‌دهد، زیرا این زمانی است که کربوهیدرات‌ها از ساقه به بلال منتقل می‌شوند. پیری زودرس و خوابیدگی ذرت مستقیماً با رشد ریشه مرتبط است. تجزیه و تحلیل سیستم ریشه عامل مهمی در افزایش عملکرد و کاهش خوابیدگی در^{سرزمین خشک}سیستم‌های کشاورزی.13
رطوبت کافی خاک می‌تواند تراکم ماده خشک ریشه در واحد سطح را به طور قابل توجهی افزایش دهد. در مقایسه با روش‌های سنتی کوددهی، استفاده از تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی (PPRs) می‌تواند جذب آب و مواد مغذی از خاک توسط ریشه‌ها را افزایش دهد. فشار ریشه شاخصی از جریان و ترشح شیره ریشه است. ترشح ریشه به شدت آن بستگی دارد، در حالی که فعالیت ریشه با شرایط رطوبت خاک، نوع محصول و فصل رشد تغییر می‌کند. در مزرعه، درک دقیق رفتار ریشه دشوار است، در حالی که ترشح ریشه می‌تواند برای پیش‌بینی رفتار ریشه و جذب مواد مغذی و آب استفاده شود. خوابیدگی ریشه تحت تأثیر عوامل زیادی از جمله تعداد ریشه، قطر ریشه و جهت رشد قرار می‌گیرد. محتوای لیگنین یک جزء کلیدی ساقه‌ها است و تأثیر قابل توجهی بر میزان خوابیدگی ساقه‌ها دارد. اتفون یک تنظیم‌کننده رشد مؤثر است که می‌تواند خطر خوابیدگی را کاهش دهد. اتفون را می‌توان برای کاهش ارتفاع ریشه ذرت، افزایش مقاومت مکانیکی و بهبود چسبندگی ریشه استفاده کرد. اتفون و کلرید کلرومکوات می‌توانند به طور مؤثر مقاومت در برابر خوابیدگی و سیگنال‌دهی هورمونی درون‌زا را افزایش دهند. DA-6 به طور قابل توجهی میزان خوابیدگی، تعداد خوشه و ارتفاع گیاه را کاهش داده و نفوذ ساقه را بهبود بخشید. بنابراین، پرداختن به مشکلات خوابیدگی در محصولات کشاورزی، کلید دستیابی به بازده پایدار و بالا است.
ما فرض می‌کنیم که در مناطق نیمه‌خشک، ترکیب روش‌های مختلف خاک‌ورزی با تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی می‌تواند خطر خوابیدگی ذرت را کاهش داده و عملکرد را افزایش دهد. برای آزمایش این فرضیه، این آزمایش اثرات روش‌های مختلف خاک‌ورزی همراه با تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی را بر خواص فیزیکوشیمیایی ساقه‌های ذرت، مورفولوژی ریشه، ساختار مولکولی دسته‌های آوندی، محتوای هورمون‌های درون‌زا در شیره ریشه و عملکرد اندازه‌گیری کرد. هدف از این مطالعه ارائه مبنای نظری برای بهبود مقاومت به خوابیدگی ذرت و عملکرد در مناطق نیمه‌خشک است. استفاده از تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی برای مدیریت تولید کشاورزی مفید است.
توزیع ماهانه بارندگی و دما در کرت‌های آزمایشی طی فصل کشت ذرت در سال‌های ۲۰۲۱ و ۲۰۲۲.
با استفاده از این مدل، میانگین سرعت رشد ریشه (Ć) در طول فصل رشد را می‌توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد:
در مرحله تشکیل خوشه، پنج گیاه از هر کرت انتخاب شدند و سیستم ریشه از مرکز گیاه جدا شد و فاصله بین ردیف‌ها نصف عرض و طول گیاه بود. پس از شستشوی ریشه‌ها، رطوبت سطحی با کاغذ صافی خشک شد و تعداد لایه‌های ریشه شمارش شد. ریشه‌های تازه گیاه پاجوش در دمای 80 درجه سانتیگراد تا رسیدن به وزن ثابت خشک شدند و پس از آن وزن خشک آنها اندازه‌گیری شد. شار هورمون درون‌زا با استفاده از روش سنجش ایمونوسوربنت متصل به آنزیم (ELISA) تعیین شد (وانگ و همکاران).
تأثیر روش‌های مختلف خاک‌ورزی در ترکیب با تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی بر تراکم ریشه در عمق 0 تا 100 سانتی‌متر در سال 2022. خطوط عمودی نشان‌دهنده خطای استاندارد میانگین (SEM) (n = 3) هستند. حروف کوچک نشان‌دهنده تفاوت‌های معنی‌دار در سطح معنی‌داری P ≤ 0.05 (آزمون LSD) هستند.
تأثیر روش‌های مختلف خاک‌ورزی در ترکیب با تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی بر تراکم توده ریشه در عمق 0 تا 100 سانتی‌متر در سال 2022. خطوط عمودی نشان‌دهنده خطای استاندارد میانگین (SEM) (n = 3) هستند. حروف کوچک نشان‌دهنده تفاوت‌های معنی‌دار در سطح معنی‌داری P ≤ 0.05 (آزمون LSD) هستند.
تیمارهای متعدد خاک‌ورزی همراه با تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی، به‌طور قابل‌توجهی بر ویژگی‌های مورفولوژیکی ریشه‌های بهبود یافته در مرحله ظهور سنبله تأثیر گذاشتند (جدول 6). در تیمارهای EYD و EYR، قطر، حجم، زاویه شیب و وزن خشک ریشه‌های بهبود یافته افزایش یافت، که خاک‌ورزی چرخشی همراه با تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی Jindel و Yuhuangjin بهترین تأثیر را نشان داد. در هر دو سال مطالعه، استفاده از تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی، قطر، حجم، زاویه شیب و وزن خشک ریشه‌های بهبود یافته را افزایش داد. در مقایسه با تیمار شاهد، تعداد لایه‌های ریشه بهبود یافته در تیمارهای EYD، EYR و EYB در سال 2021 به‌طور قابل‌توجهی افزایش یافت. با این حال، هیچ تفاوت معنی‌داری بین تیمارها در سال 2022 مشاهده نشد.
در تمام تیمارهای خاک‌ورزی، میزان خوابیدگی (EYD)، نسبت خوابیدگی (EYR)، شاخص خوابیدگی (EH)، ضریب خوابیدگی (EHC) و ضریب خوابیدگی (CG) ذرت در سال‌های 2021 و 2022 به طور قابل توجهی بیشتر از سایر سال‌ها بود (جدول 8). تیمارهای مختلف خاک‌ورزی به طور قابل توجهی ضریب خوابیدگی و شاخص خوابیدگی را بهبود بخشیدند، در حالی که استفاده از تنظیم‌کننده رشد گیاهی Jindel + Yuhuangjin ضریب خوابیدگی را افزایش داد. در سال 2016، هیچ تفاوت معنی‌داری در شاخص خوابیدگی، ضریب خوابیدگی و ضریب خوابیدگی بین دو سال مورد مطالعه وجود نداشت. همبستگی بین شاخص خوابیدگی، ضریب خوابیدگی و ضریب خوابیدگی و سایر تیمارهای خاک‌ورزی به طور قابل توجهی در تیمارهای خاک‌ورزی برای ضریب خوابیدگی و شاخص خوابیدگی افزایش یافت و در نتیجه عملکرد خوابیدگی بهبود یافت.
در مقایسه با سایر روش‌های کشت، تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی می‌توانند رشد محصول را با توجه به نیازهای تولید تنظیم کنند.^,کنترل مورفولوژی گیاه و افزایش محتوای لیگنین، سطح هورمون‌های گیاهی و عملکرد^.به خوبی شناخته شده است که تنظیم کننده های رشد گیاهی از مزیت هزینه های ورودی پایین برخوردارند.^.در حال حاضر، در مقایسه با تیمار شاهد، تیمار EYD محتوای لیگنین بالاتری را در میانگره سوم نشان می‌دهد. محتوای لیگنین به طور قابل توجهی با فعالیت سیگنال‌های هورمونی درون‌زا همبستگی مثبت دارد، که با نتایج مطالعات قبلی سازگار است. بهبود مقاومت به خوابیدگی عمدتاً به افزایش ... نسبت داده می‌شود.^{محتویات}لیگنین، سلولز، کربوهیدرات‌ها و عوامل ساختاری آناتومیکی مانند ضخامت پوست،^شمارهتعداد دسته‌های آوندی و درجه چوبی شدن. در این مطالعه مشخص شد که ضخامت پوست و تعداد دسته‌های آوندی ذرت با تیمار EYD افزایش یافته است. در تیمار EYD، دسته‌های آوندی کوچک به طور متراکمی فشرده شده و دسته‌های آوندی بزرگ به خوبی توسعه یافته‌اند. دسته‌های آوندی گیاه همچنین برای انتقال آب و مواد مغذی مهم هستند.45 نفوذپذیری بافت آوندی ذرت با تعداد دسته‌های آوندی همبستگی مثبت دارد.42 در تیمار EYD، در مقایسه با تیمار کنترل، SLR 97٪، RLR 65٪ و TLR 74٪ کاهش یافت.
مسیرهای اصلی تعامل، ترشح شیره ریشه و سطوح هورمون‌های درون‌زا بودند. در تیمار EYD، میزان ترشح شیره ریشه در تمام مراحل رشد به طور قابل توجهی بالاتر از سایر تیمارها بود. هیچ تفاوت معنی‌داری در میزان ترشح شیره ریشه بین تیمارهای ER و EYR یا بین تیمارهای YB و EYB در هیچ مرحله رشدی وجود نداشت. علاوه بر این، در 25 و 125 روز پس از کاشت، میزان ترشح شیره ریشه در تیمارهای YD و EYD به طور قابل توجهی بالاتر از سایر تیمارها بود. روش شخم به طور قابل توجهی بر میزان ترشح شیره ریشه تأثیر گذاشت. روتوتیلاج به طور قابل توجهی ترشح شیره ریشه را افزایش داد که به طور قابل توجهی ظرفیت جذب مواد مغذی ریشه و عملکرد را بهبود بخشید.⁴⁶در مراحل V7 و پر شدن دانه، خیر_⁻و ان اچ₄₊حمل و نقلدر تیمار EYD به طور قابل توجهی بیشتر از سایر تیمارها بود. انتقال یونی در شیره ریشه نیز در تیمار EYD در مراحل مختلف رشد به طور قابل توجهی بیشتر از سایر تیمارها بود. دسته‌های آوندی گیاه همچنین برای انتقال آب، مواد مغذی و فتوسنتز بسیار مهم هستند.³⁴بافت‌های انتقال‌دهنده و دسته‌های آوندی در گیاهان ذرت همبستگی مثبتی دارند.38
بهبود استحکام ساقه و مورفولوژی ریشه، توانایی گیاه در انتقال آب، مواد مغذی و فتوسنتز را افزایش داد که تأثیر مثبتی بر مرحله پر شدن دانه داشت. هنگامی که خاک‌ورزی چرخشی با اسپری تنظیم‌کننده رشد گیاه (PGR) با استفاده از Kindle + Yuhuanghuang ترکیب شد، تیمارهای EYD و EYR پارامترهای ریشه را به حداکثر رساندند. در سال 2021، تعداد لایه‌های ریشه در تیمارهای EYD، EYR و EYB به طور قابل توجهی افزایش یافت، اما این تفاوت در سال 2022 ناچیز بود. تنظیم‌کننده‌های رشد گیاه می‌توانند با بهبود مورفولوژی ریشه، جذب مواد مغذی ریشه را بهبود بخشند. فراوانی نسبی هورمون‌های مختلف، به جای فراوانی مطلق هورمون‌های خاص، اثرات فیزیولوژیکی را تعیین می‌کند.
استفاده از تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی در طول خاک‌ورزی می‌تواند خطر خوابیدگی را به طور قابل توجهی کاهش دهد، در درجه اول با افزایش مقاومت مکانیکی ساقه. نتایج ما نشان می‌دهد که استفاده از Jindel + Yuhuangjin در ترکیب با خاک‌ورزی دوار، میزان خوابیدگی را به طور قابل توجهی کاهش داده، توزیع ریشه و جرم خشک را بهبود بخشیده و ریزساختار ساقه، محتوای لیگنین، مورفولوژی ریشه پشتی و عملکرد ذرت را افزایش داده است. تیمار EYD به طور قابل توجهی رشد ریشه، محتوای لیگنین و مقاومت مکانیکی ساقه را افزایش داده، در حالی که میزان خوابیدگی را به طور قابل توجهی کاهش داده است. علاوه بر این، میزان NO3- و NH4+ در تیمار EYD به طور قابل توجهی بیشتر از تیمارهای ED و YD بود. میزان انتقال Zn، Fe، K، Mg، P و Ca در تیمارهای EYD و EYR به حداکثر مقادیر خود رسید. تیمار EYD زاویه شیب ریشه، حجم جرم خشک و قطر ریشه پشتی را افزایش داد. در مقایسه با تیمارهای ED و YD، مقادیر Ć، cm و Wmax برای TRDW، ARD و TRL با تیمارهای EYD و EYR به طور قابل توجهی افزایش یافت. افزایش سطح RLD، ARD و RDWD با تیمار EYD باعث توسعه ریشه، بهبود رطوبت خاک و افزایش جذب مواد مغذی می‌شود و در نتیجه مقاومت به خوابیدگی را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد و روشی مؤثر برای کاهش خطرات ناشی از خوابیدگی محصول در مناطق نیمه‌خشک است. نتایج نشان می‌دهد که این فناوری‌ها ابزارهای امیدوارکننده‌ای برای کشاورزان در مناطق نیمه‌خشک هستند و آنها را قادر می‌سازند تا ضمن کاهش تلفات خوابیدگی، عملکرد بالای ذرت را حفظ کنند. با این حال، تحقیقات بیشتری در مورد استفاده از تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی در کشاورزی تلفیقی و مکانیسم‌های کنترل آنها در انواع مختلف ذرت مورد نیاز است.