植物の根は根圏の重要な構成要素であり、土壌への水と栄養素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。土壌中の根の成長と分布は、作物の栄養素と水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、栄養素、ミネラルをより良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。倒伏を減らし、穀粒重量を増加させる植物成長調節剤は、収量増加の鍵となります。倒伏は水と栄養素の輸送と光合成を減少させ、トウモロコシの収量低下につながります。倒伏率は穂粒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、主に穀粒充填期の第3基節で発生します。これは、この時期に茎から穂に炭水化物が輸送されるためです。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、収量増加と倒伏減少において重要な要素である。乾燥地農業システム。13
適切な土壌水分は、単位面積当たりの根の乾燥物質密度を大幅に増加させることができます。従来の肥料施用方法と比較して、植物成長調節剤（PPR）の施用は、根による土壌からの水分と栄養素の吸収を高めることができます。根圧は、根の樹液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、生育期によって変化します。圃場では、根の挙動を正確に理解することは困難ですが、根の分泌は根の挙動と栄養素および水分の吸収を予測するために使用できます。根の倒伏は、根の数、根の直径、成長方向など、多くの要因によって影響を受けます。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。エテホンは、倒伏のリスクを軽減できる効果的な成長調節剤です。エテホンは、トウモロコシの根の高さを低くし、機械的強度を高め、根の接着性を向上させるために使用できます。エテホンとクロルメコートクロリドは、倒伏抵抗性と内因性ホルモンシグナル伝達を効果的に強化できる。DA-6は倒伏率、穂数、草丈を大幅に減少させ、茎の侵入を改善した。したがって、農作物の倒伏問題に対処することは、安定した高収量を達成するための鍵となる。
半乾燥地域では、様々な耕うん方法と植物成長調節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我々は仮説を立てた。この仮説を検証するため、本実験では、様々な耕うん方法と植物成長調節剤を組み合わせた場合の、トウモロコシの茎の物理化学的特性、根の形態、維管束の分子構造、根液中の内生ホルモン含有量、および収量への影響を測定した。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ある。植物成長調節剤の使用は、農業生産管理に有益である。
2021年と2022年のトウモロコシ栽培期間における、試験区画での降水量と気温の月別分布。
このモデルを用いると、生育期間中の平均根の成長速度（Ć）は、以下の式を用いて計算できる。
穂形成期に、各区画から 5 株を選び、株の中央から根系を取り除いた。株間の距離は、株の幅と長さの半分とした。根をすすいだ後、表面の水分をろ紙で拭き取り、根の層数を数えた。新鮮なフキタンポポの根を 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。内因性ホルモンのフラックスは、酵素結合免疫吸着アッセイ (ELISA) (Wang ら) を使用して測定した。
2022年に実施された、異なる耕うん方法と植物成長調節剤を組み合わせた場合の、深さ0～100cmにおける根密度への影響。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、異なる耕うん方法と植物成長調節剤の組み合わせが、0～100cmの深さ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。
多数の耕うん処理と植物成長調節剤の組み合わせは、出穂期の改良根の形態的特徴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、および乾燥重量が増加し、JindelおよびYuhuangjin植物成長調節剤と組み合わせたロータリー耕うんが最も効果的であった。研究の2年間とも、植物成長調節剤の使用により、改良根の直径、体積、傾斜角、および乾燥重量が増加した。対照処理と比較して、2021年にはEYD、EYR、およびEYB処理における改良根の層数が有意に増加した。しかし、2022年には処理間で有意差は観察されなかった。
すべての耕うん処理において、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）。さまざまな耕うん処理は、倒伏係数と倒伏指数を有意に改善したが、Jindel + Yuhuangjin植物成長調節剤の適用は倒伏係数を増加させた。2016年には、2つの調査年の間で倒伏指数、倒伏係数、および倒伏係数に有意差はなかった。倒伏係数と倒伏指数の耕うん処理では、倒伏指数、倒伏係数、および倒伏係数と他の耕うん処理との相関が有意に増加し、倒伏性能が向上した。
他の栽培方法と比較して、植物成長調節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、対照処理と比較して、EYD処理では第3節間におけるリグニン含有量が高くなっています。リグニン含有量は内因性ホルモンシグナルの活性と有意に正の相関があり、これは以前の研究結果と一致しています。倒伏抵抗性の向上は主に、コンテンツリグニン、セルロース、炭水化物、樹皮の厚さなどの解剖学的構造因子、番号維管束の数とリグニン化の程度。本研究では、EYD処理により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わかりました。EYD処理では、小さな維管束が密に詰まっており、大きな維管束がよく発達していました。植物の維管束は、水と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があります。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、根汁の滲出と内因性ホルモンレベルであった。EYD処理では、すべての生育段階において、根汁の滲出速度が他のすべての処理よりも有意に高かった。ER処理とEYR処理の間、またはYB処理とEYB処理の間では、どの生育段階においても根汁の滲出速度に有意差はなかった。さらに、播種後25日目と125日目には、YD処理とEYD処理の根汁の滲出速度が他のすべての処理よりも有意に高かった。耕うん方法は根汁の滲出速度に有意な影響を与えた。ロータリー耕うんでは根汁の滲出が有意に増加し、根の養分吸収能力と収量が有意に向上した。46V7期および穀粒充填期では、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も、異なる生育段階において、EYD処理では他のどの処理よりも有意に高かった。植物の維管束は、水、栄養素、光合成の輸送にも不可欠である。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の改善により、植物の水、栄養素の輸送能力と光合成能力が向上し、種子充填段階に良い影響を与えた。キンドル＋玉黄黄を使用した植物成長調節剤（PGR）散布とロータリー耕起を組み合わせた場合、EYDおよびEYR処理で根のパラメータが最大化された。2021年には、EYD、EYR、およびEYB処理で根の層数が有意に増加したが、2022年にはその差は有意ではなかった。植物成長調節剤は、根の形態を改善することにより、根の栄養素の吸収を改善することができる。生理的効果は、特定のホルモンの絶対量ではなく、さまざまなホルモンの相対量によって決定される。
耕起中に植物成長調節剤を適用すると、主に茎の機械的強度を高めることにより、倒伏のリスクを大幅に低減できます。私たちの結果は、Jindel + Yuhuangjin をロータリー耕起と組み合わせて適用すると、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、板根の形態、およびトウモロコシの収量が向上することを示しています。EYD 処理は、倒伏率を大幅に低下させながら、根の成長を大幅に促進し、リグニン含有量と茎の機械的強度を増加させました。さらに、NO3- と NH4+ の含有量は、ED および YD 処理よりも EYD 処理で有意に高くなりました。Zn、Fe、K、Mg、P、および Ca の移行率は、EYD および EYR 処理で最大値に達しました。EYD 処理は、根の傾斜角、乾燥質量体積、および板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、およびTRLのĆ、cm、およびWmax値が有意に増加した。EYD処理によるRLD、ARD、およびRDWDの増加は、根の発達を促進し、土壌水分を改善し、養分吸収を高めることで、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となる。これらの結果は、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、倒伏損失を減らしながらトウモロコシの高収量を維持できることを示している。ただし、統合農業における植物成長調節剤の使用と、異なるトウモロコシ品種におけるそれらの制御メカニズムについては、さらなる研究が必要である。
投稿日時：2026年2月2日
