植物の根は根圏の重要な構成要素であり、土壌への水分と栄養分の輸送において重要な役割を果たしています。さらに、地上部バイオマス生産は植物の根に大きく依存しています。土壌における根の成長と分布は、作物の栄養分と水分の吸収能力を決定します。植物の根系を改善することで、土壌から水分、栄養分、ミネラルをよりよく吸収できるようになります。収量増加の約49％は作物管理方法の改善によるもので、残りの51％は遺伝的改良によるものです。倒伏を抑え、穀粒重量を増加させる植物成長調整剤は、収量増加の鍵となります。倒伏は水分と栄養分の輸送および光合成を低下させ、トウモロコシの収量低下につながります。倒伏率は穂数と穀粒重量にも悪影響を及ぼし、収量品質を低下させます。トウモロコシの倒伏は主に登熟期の第3節で発生しますが、これは茎からの炭水化物が穂に輸送される時期だからです。トウモロコシの早期老化と倒伏は根の成長に直接関係しています。根系分析は、収量増加と倒伏抑制に重要な要素です。乾燥地農業システム。13
土壌水分が適切であれば、単位面積あたりの根の乾物密度が大幅に増加します。従来の施肥方法と比較して、植物成長調整剤（PPR）の施用により、根による土壌からの水分と栄養素の吸収を促進できます。根圧は、根汁の流れと分泌の指標です。根の分泌はその強度に依存し、根の活動は土壌水分条件、作物の種類、生育期によって異なります。現場では根の行動を正確に把握することは困難ですが、根の分泌を使用して、根の行動や栄養素と水の吸収を予測できます。根の倒伏は、根の数、根の直径、成長方向など、多くの要因の影響を受けます。リグニン含有量は茎の主要成分であり、茎の倒伏率に大きな影響を与えます。エセホンは、倒伏のリスクを軽減できる効果的な成長調整剤です。エセホンは、トウモロコシの根の高さを低くし、機械的強度を高め、根の接着を改善するために使用できます。エテホンと塩化クロルメコートは、耐倒伏性と内因性ホルモンシグナル伝達を効果的に高めることができます。DA-6は、倒伏率、穂数、草丈を著しく低下させ、茎の浸透を改善しました。したがって、農作物における倒伏問題への対処は、安定した高収量を達成するための鍵となります。
半乾燥地域において、様々な耕起方法と植物成長調整剤を組み合わせることで、トウモロコシの倒伏リスクを低減し、収量を増加させることができるという仮説を立てました。この仮説を検証するため、本研究では、様々な耕起方法と植物成長調整剤を組み合わせた場合の、トウモロコシの茎の理化学的特性、根の形態、維管束の分子構造、根液中の内因性ホルモン含有量、および収量への影響を測定しました。本研究の目的は、半乾燥地域におけるトウモロコシの倒伏抵抗性と収量を向上させるための理論的根拠を提供することです。植物成長調整剤の使用は、農業生産管理に有益です。
2021年と2022年のトウモロコシ栽培シーズン中の実験区における降水量と気温の月別分布。
このモデルを使用すると、生育期間中の平均根の成長率 (Ć) は次の式で計算できます。
穂形成期に各区画から5株の植物を選抜し、植物体中央から根系を摘出した。株間は植物体の幅と長さの半分とした。根を洗浄した後、ろ紙で表面水分を乾燥させ、根層数を数えた。新鮮なフキタンポポの根は80℃で恒量になるまで乾燥させ、その後乾燥重量を測定した。内因性ホルモンフラックスは酵素結合免疫吸着法（ELISA）を用いて測定した（Wang et al. ）。
2022年における、異なる耕起方法と植物成長調整剤の併用が、深さ0～100cmにおける根密度に及ぼす影響。縦線は平均値の標準誤差（SEM）（n = 3）を表す。小文字は、有意水準P ≤ 0.05（LSD検定）で有意差があることを示す。
2022年における、異なる耕起方法と植物成長調整剤の併用が、0～100cm深における根塊密度に及ぼす影響。縦線は平均値の標準誤差（SEM）（n = 3）を表す。小文字は、有意水準P ≤ 0.05（LSD検定）で有意差があることを示す。
植物成長調整剤と組み合わせた数多くの耕起処理は、出穂期の改良根の形態特性に有意な影響を与えた（表6）。EYDおよびEYR処理では、改良根の直径、体積、傾斜角、乾燥重量が増加し、JindelおよびYuhuangjin植物成長調整剤と組み合わせたロータリー耕起が最も効果的であった。研究の2年間において、植物成長調整剤の使用は、改良根の直径、体積、傾斜角、乾燥重量を増加させた。対照処理と比較して、EYD、EYR、EYB処理における改良根層数は2021年に有意に増加した。しかし、2022年には処理間に有意差は認められなかった。
すべての耕起処理において、2021年と2022年のトウモロコシの倒伏率（EYD）、倒伏比（EYR）、倒伏指数（EH）、倒伏係数（EHC）、および倒伏係数（CG）は、他の年よりも有意に高かった（表8）。さまざまな耕起処理により、倒伏係数と倒伏指数が大幅に改善され、Jindel + Yuhuangjin植物成長調整剤の施用により倒伏係数が増加した。2016年には、2つの研究年の間で倒伏指数、倒伏係数、および倒伏係数に有意差はなかった。倒伏指数、倒伏係数、および倒伏係数と他の耕起処理との相関関係は、倒伏係数と倒伏指数の耕起処理で有意に増加し、結果として倒伏性能が向上した。
他の栽培方法と比較して、植物成長調整剤は生産ニーズに応じて作物の成長を調節することができる。,植物の形態を制御し、リグニン含有量、植物ホルモンレベル、収量を増加させる.植物成長調整剤は投入コストが低いという利点があることはよく知られている。.現在、EYD処理区では対照区と比較して、第3節間のリグニン含量が増加しています。リグニン含量は内因性ホルモンシグナルの活性と有意に正の相関関係にあり、これは過去の研究結果と一致しています。耐倒伏性の向上は主に、コンテンツリグニン、セルロース、炭水化物、そして樹皮の厚さなどの解剖学的構造因子、番号EYD処理によってトウモロコシの樹皮の厚さと維管束の数が増加することが明らかになりました。EYD処理では、小さな維管束が密集し、大きな維管束がよく発達していました。植物の維管束は、水分や栄養素の輸送にも重要です。45 トウモロコシの維管束組織の透過性は、維管束の数と正の相関関係にあります。42 EYD処理では、対照処理と比較して、SLRが97%、RLRが65%、TLRが74%減少しました。
主な相互作用経路は、根液の滲出と内因性ホルモンレベルであった。EYD処理では、全ての生育段階において、根液の滲出速度が他の全ての処理よりも有意に高かった。ER処理とEYR処理、およびYB処理とEYB処理の間では、全ての生育段階において根液の滲出速度に有意差は認められなかった。さらに、播種後25日目および125日目には、YD処理とEYD処理で根液の滲出速度が他の全ての処理よりも有意に高かった。耕起方法は根液の滲出速度に有意な影響を与えた。ロータリ耕起は根液の滲出を有意に増加させ、根の養分吸収能力と収量を有意に向上させた。46V7および穀物充填段階では、NO−およびNH4+輸送EYD処理では他のどの処理よりも有意に高かった。根液中のイオン輸送量も、EYD処理では他のどの処理よりも、様々な生育段階において有意に高かった。植物の維管束は、水、栄養素の輸送、そして光合成にも不可欠である。34トウモロコシ植物では輸送組織と維管束は正の相関関係にある。38
茎の強度と根の形態が改善されたことで、植物の水分、養分輸送能力、光合成能力が向上し、種子の登熟期に好影響を与えました。ロータリー耕起とキンドル＋ユウホアンホアンを用いた植物成長調整剤（PGR）散布を組み合わせたところ、EYDおよびEYR処理で根のパラメータが最大化されました。2021年にはEYD、EYR、EYB処理で根層数が大幅に増加しましたが、2022年には差はわずかでした。植物成長調整剤は根の形態を改善することで、根の養分吸収を改善します。生理学的効果は、特定のホルモンの絶対量ではなく、様々なホルモンの相対量によって決まります。
耕起中に植物成長調整剤を施用すると、主に茎の機械的強度を高めることで、倒伏のリスクを大幅に低減できます。私たちの研究結果によると、Jindel + Yuhuangjinをロータリ耕起と組み合わせて施用すると、倒伏率が大幅に低下し、根の分布と乾燥質量が改善され、茎の微細構造、リグニン含有量、支根の形態、トウモロコシの収量が向上しました。EYD処理は、根の成長を著しく促進し、リグニン含有量と茎の機械的強度を増加させ、倒伏率を大幅に低下させました。さらに、NO3-とNH4 +の含有量は、EYD処理の方がED処理やYD処理よりも大幅に高かった。Zn、Fe、K、Mg、P、Caの移動率は、EYD処理とEYR処理で最大値に達しました。EYD処理は、根の傾斜角、乾燥質量、支根の直径を増加させました。 ED処理およびYD処理と比較して、EYD処理およびEYR処理では、TRDW、ARD、TRLのĆ、cm、Wmax値が大幅に増加しました。EYD処理によるRLD、ARD、RDWDレベルの上昇は、根の発達を促進し、土壌水分を改善し、養分吸収を高め、それによって倒伏抵抗性を大幅に向上させ、半乾燥地域における作物リスクを軽減する効果的な方法を示しています。この結果は、これらの技術が半乾燥地域の農家にとって有望なツールであり、倒伏損失を低減しながらトウモロコシの高収量を維持することを可能にすることを示しています。しかしながら、統合農業における植物成長調整剤の使用と、異なるトウモロコシ品種におけるその制御メカニズムについては、さらなる研究が必要です。
投稿日時: 2026年2月2日