รากพืชเป็นส่วนประกอบสำคัญของไรโซสเฟียร์ มีบทบาทสำคัญในการลำเลียงน้ำและสารอาหารลงสู่ดิน นอกจากนี้ การผลิตชีวมวลเหนือดินยังขึ้นอยู่กับรากพืชเป็นอย่างมาก การเจริญเติบโตและการกระจายตัวของรากในดินเป็นตัวกำหนดความสามารถของพืชในการดูดซับสารอาหารและน้ำ การปรับปรุงระบบรากพืชช่วยให้พืชดูดซับน้ำ สารอาหาร และแร่ธาตุจากดินได้ดียิ่งขึ้น ประมาณ 49% ของผลผลิตที่เพิ่มขึ้นเกิดจากการจัดการพืชที่ดีขึ้น และอีก 51% เกิดจากการปรับปรุงพันธุกรรม สารควบคุมการเจริญเติบโตของพืชที่ช่วยลดการล้มและเพิ่มน้ำหนักเมล็ดเป็นกุญแจสำคัญในการเพิ่มผลผลิต การล้มของต้นข้าวโพดลดการลำเลียงน้ำและสารอาหาร รวมถึงการสังเคราะห์แสง ส่งผลให้ผลผลิตข้าวโพดลดลง อัตราการล้มยังส่งผลเสียต่อจำนวนเมล็ดในฝักและน้ำหนักเมล็ด ลดคุณภาพผลผลิต การล้มของต้นข้าวโพดส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่ข้อโคนต้นที่สามในช่วงระยะการสร้างเมล็ด เนื่องจากเป็นช่วงที่คาร์โบไฮเดรตจากลำต้นถูกลำเลียงไปยังฝัก การแก่ก่อนวัยและการล้มของต้นข้าวโพดมีความสัมพันธ์โดยตรงกับการเจริญเติบโตของราก การวิเคราะห์ระบบรากเป็นปัจจัยสำคัญในการเพิ่มผลผลิตและลดการล้มของต้นพืชพื้นที่แห้งแล้งระบบการเกษตร.13
ความชื้นในดินที่เพียงพอสามารถเพิ่มความหนาแน่นของมวลแห้งของรากต่อหน่วยพื้นที่ได้อย่างมีนัยสำคัญ เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการใส่ปุ๋ยแบบดั้งเดิม การใช้สารควบคุมการเจริญเติบโตของพืช (PPRs) สามารถเพิ่มการดูดซึมน้ำและสารอาหารจากดินโดยรากได้ แรงดันรากเป็นตัวบ่งชี้การไหลและการหลั่งของน้ำเลี้ยงราก การหลั่งของรากขึ้นอยู่กับความเข้มข้น ในขณะที่กิจกรรมของรากจะแตกต่างกันไปตามสภาพความชื้นในดิน ชนิดของพืช และฤดูกาลเพาะปลูก ในภาคสนาม การทำความเข้าใจพฤติกรรมของรากอย่างแม่นยำนั้นทำได้ยาก ในขณะที่การหลั่งของรากสามารถใช้ในการทำนายพฤติกรรมของรากและการดูดซึมสารอาหารและน้ำได้ การล้มของรากได้รับอิทธิพลจากหลายปัจจัย รวมถึงจำนวนราก เส้นผ่านศูนย์กลางของราก และทิศทางการเจริญเติบโต ปริมาณลิกนินเป็นส่วนประกอบสำคัญของลำต้นและมีผลอย่างมากต่ออัตราการล้มของลำต้น อีเทฟอนเป็นสารควบคุมการเจริญเติบโตที่มีประสิทธิภาพที่สามารถลดความเสี่ยงของการล้มได้ อีเทฟอนสามารถใช้เพื่อลดความสูงของรากข้าวโพด เพิ่มความแข็งแรงเชิงกล และปรับปรุงการยึดเกาะของราก อีเทฟอนและคลอร์เมควอตคลอไรด์สามารถเพิ่มความต้านทานต่อการล้มและการส่งสัญญาณฮอร์โมนภายในได้อย่างมีประสิทธิภาพ DA-6 ช่วยลดอัตราการล้มของต้นพืช จำนวนช่อดอก และความสูงของต้นได้อย่างมีนัยสำคัญ อีกทั้งยังช่วยให้ลำต้นแทรกตัวได้ดีขึ้น ดังนั้น การแก้ไขปัญหาการล้มของต้นพืชในพืชผลทางการเกษตรจึงเป็นกุญแจสำคัญในการ achieving ผลผลิตที่สูงและคงที่
เราตั้งสมมติฐานว่าในเขตแห้งแล้งกึ่งชื้น การผสมผสานวิธีการไถพรวนดินแบบต่างๆ กับสารควบคุมการเจริญเติบโตของพืช สามารถลดความเสี่ยงต่อการล้มของต้นข้าวโพดและเพิ่มผลผลิตได้ เพื่อทดสอบสมมติฐานนี้ การทดลองนี้ได้วัดผลกระทบของวิธีการไถพรวนดินแบบต่างๆ ที่ผสมผสานกับสารควบคุมการเจริญเติบโตของพืช ต่อคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของลำต้นข้าวโพด รูปร่างของราก โครงสร้างโมเลกุลของกลุ่มเนื้อเยื่อท่อลำเลียง ปริมาณฮอร์โมนภายในในน้ำเลี้ยงราก และผลผลิต เป้าหมายของการศึกษาครั้งนี้คือการสร้างพื้นฐานทางทฤษฎีสำหรับการปรับปรุงความต้านทานต่อการล้มและผลผลิตของข้าวโพดในเขตแห้งแล้งกึ่งชื้น การใช้สารควบคุมการเจริญเติบโตของพืชเป็นประโยชน์ต่อการจัดการการผลิตทางการเกษตร
การกระจายตัวรายเดือนของปริมาณน้ำฝนและอุณหภูมิในแปลงทดลองระหว่างฤดูกาลปลูกข้าวโพดปี 2021 และ 2022
เมื่อใช้แบบจำลองนี้ อัตราการเจริญเติบโตของรากเฉลี่ย (Ć) ในช่วงฤดูปลูกสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้:
ในระยะการสร้างช่อดอก จะเลือกต้นพืช 5 ต้นจากแต่ละแปลง และตัดระบบรากออกจากส่วนกลางของต้น โดยเว้นระยะห่างระหว่างแถวครึ่งหนึ่งของความกว้างและความยาวของต้น หลังจากล้างรากแล้ว ให้ซับความชื้นที่ผิวรากด้วยกระดาษกรอง และนับจำนวนชั้นของราก รากสดของหญ้าโคลต์ฟุตจะถูกอบแห้งที่อุณหภูมิ 80°C จนได้น้ำหนักคงที่ จากนั้นจึงวัดน้ำหนักแห้ง การไหลเวียนของฮอร์โมนภายในถูกกำหนดโดยใช้เอนไซม์เชื่อมโยงอิมมูโนซอร์เบนต์แอสเซย์ (ELISA) (Wang et al.)
ผลกระทบของวิธีการไถพรวนที่แตกต่างกันร่วมกับสารควบคุมการเจริญเติบโตของพืชต่อความหนาแน่นของรากที่ระดับความลึก 0–100 ซม. ในปี 2022 เส้นแนวตั้งแสดงถึงค่าความคลาดเคลื่อนมาตรฐานของค่าเฉลี่ย (SEM) (n = 3) ตัวอักษรตัวเล็กแสดงถึงความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญที่ระดับนัยสำคัญ P ≤ 0.05 (การทดสอบ LSD)
ผลกระทบของวิธีการไถพรวนที่แตกต่างกันร่วมกับสารควบคุมการเจริญเติบโตของพืชต่อความหนาแน่นของมวลรากที่ระดับความลึก 0–100 ซม. ในปี 2022 เส้นแนวตั้งแสดงถึงค่าความคลาดเคลื่อนมาตรฐานของค่าเฉลี่ย (SEM) (n = 3) ตัวอักษรตัวเล็กแสดงถึงความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญที่ระดับนัยสำคัญ P ≤ 0.05 (การทดสอบ LSD)
การไถพรวนดินหลายวิธีร่วมกับการใช้สารควบคุมการเจริญเติบโตของพืชส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อลักษณะทางสัณฐานวิทยาของรากที่แข็งแรงขึ้นในระยะออกรวง (ตารางที่ 6) ในการทดลอง EYD และ EYR พบว่าเส้นผ่านศูนย์กลาง ปริมาตร มุมเอียง และน้ำหนักแห้งของรากที่แข็งแรงขึ้นเพิ่มขึ้น โดยการไถพรวนแบบโรตารี่ร่วมกับสารควบคุมการเจริญเติบโตของพืช Jindel และ Yuhuangjin ให้ผลดีที่สุด ในทั้งสองปีของการศึกษา การใช้สารควบคุมการเจริญเติบโตของพืชทำให้เส้นผ่านศูนย์กลาง ปริมาตร มุมเอียง และน้ำหนักแห้งของรากที่แข็งแรงขึ้นเพิ่มขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับการทดลองควบคุม จำนวนชั้นของรากที่แข็งแรงขึ้นในการทดลอง EYD, EYR และ EYB เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในปี 2021 อย่างไรก็ตาม ไม่พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างการทดลองต่างๆ ในปี 2022
ในการจัดการไถพรวนทุกวิธี อัตราการล้ม (EYD) อัตราส่วนการล้ม (EYR) ดัชนีการล้ม (EH) สัมประสิทธิ์การล้ม (EHC) และสัมประสิทธิ์การล้ม (CG) ของข้าวโพดในปี 2021 และ 2022 สูงกว่าปีอื่นๆ อย่างมีนัยสำคัญ (ตารางที่ 8) การจัดการไถพรวนที่หลากหลายช่วยปรับปรุงสัมประสิทธิ์การล้มและดัชนีการล้มได้อย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่การใช้สารควบคุมการเจริญเติบโตของพืช Jindel + Yuhuangjin ทำให้สัมประสิทธิ์การล้มเพิ่มขึ้น ในปี 2016 ไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในดัชนีการล้ม สัมประสิทธิ์การล้ม และสัมประสิทธิ์การล้มระหว่างสองปีที่ทำการศึกษา ความสัมพันธ์ระหว่างดัชนีการล้ม สัมประสิทธิ์การล้ม และสัมประสิทธิ์การล้มกับการจัดการไถพรวนอื่นๆ เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในการจัดการไถพรวนสำหรับสัมประสิทธิ์การล้มและดัชนีการล้ม ส่งผลให้ประสิทธิภาพการล้มดีขึ้น
เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการเพาะปลูกอื่นๆ สารควบคุมการเจริญเติบโตของพืชสามารถควบคุมการเจริญเติบโตของพืชได้ตามความต้องการในการผลิต,ควบคุมรูปร่างของพืช และเพิ่มปริมาณลิกนิน ระดับฮอร์โมนพืช และผลผลิต.เป็นที่ทราบกันดีว่าสารควบคุมการเจริญเติบโตของพืชมีข้อดีคือต้นทุนการผลิตต่ำ.ปัจจุบัน เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุม การรักษาด้วย EYD แสดงให้เห็นปริมาณลิกนินที่สูงกว่าในปล้องที่สาม ปริมาณลิกนินมีความสัมพันธ์เชิงบวกอย่างมีนัยสำคัญกับกิจกรรมของสัญญาณฮอร์โมนภายใน ซึ่งสอดคล้องกับผลการศึกษาในอดีต ความต้านทานต่อการล้มที่ดีขึ้นส่วนใหญ่เกิดจากการเพิ่มขึ้นของปริมาณลิกนินสารบัญประกอบด้วยลิกนิน เซลลูโลส คาร์โบไฮเดรต และปัจจัยโครงสร้างทางกายวิภาค เช่น ความหนาของเปลือกไม้ตัวเลขของกลุ่มเนื้อเยื่อท่อลำเลียง และระดับการเกิดลิกนิน ในการศึกษานี้ พบว่าความหนาของเปลือกและจำนวนกลุ่มเนื้อเยื่อท่อลำเลียงของข้าวโพดเพิ่มขึ้นเมื่อได้รับการบำบัดด้วย EYD ในกลุ่มที่ได้รับการบำบัดด้วย EYD กลุ่มเนื้อเยื่อท่อลำเลียงขนาดเล็กจะอัดแน่น และกลุ่มเนื้อเยื่อท่อลำเลียงขนาดใหญ่จะพัฒนาได้ดี กลุ่มเนื้อเยื่อท่อลำเลียงของพืชยังมีความสำคัญต่อการลำเลียงน้ำและสารอาหารด้วย45 ความสามารถในการซึมผ่านของเนื้อเยื่อท่อลำเลียงของข้าวโพดมีความสัมพันธ์เชิงบวกกับจำนวนกลุ่มเนื้อเยื่อท่อลำเลียง42 ในกลุ่มที่ได้รับการบำบัดด้วย EYD เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุม SLR ลดลง 97% RLR ลดลง 65% และ TLR ลดลง 74%
กลไกการปฏิสัมพันธ์หลักคือการหลั่งน้ำเลี้ยงจากรากและระดับฮอร์โมนภายในพืช ในการทดลอง EYD อัตราการหลั่งน้ำเลี้ยงจากรากสูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญในทุกระยะการเจริญเติบโตเมื่อเทียบกับการทดลองอื่นๆ ไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในอัตราการหลั่งน้ำเลี้ยงจากรากระหว่างการทดลอง ER และ EYR หรือระหว่างการทดลอง YB และ EYB ในทุกระยะการเจริญเติบโต นอกจากนี้ ในวันที่ 25 และ 125 หลังการหว่าน อัตราการหลั่งน้ำเลี้ยงจากรากสูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญในการทดลอง YD และ EYD เมื่อเทียบกับการทดลองอื่นๆ วิธีการไถพรวนมีอิทธิพลอย่างมีนัยสำคัญต่ออัตราการหลั่งน้ำเลี้ยงจากราก การไถพรวนแบบโรตารี่เพิ่มอัตราการหลั่งน้ำเลี้ยงจากรากอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการดูดซึมสารอาหารของรากและผลผลิตอย่างมีนัยสำคัญ46ในระยะ V7 และระยะการเจริญเติบโตของเมล็ดพืช ไม่มี−และ NH4+ขนส่งปริมาณการลำเลียงไอออนในน้ำเลี้ยงรากสูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญในกลุ่มทดลอง EYD เมื่อเทียบกับกลุ่มทดลองอื่นๆ ในระยะการเจริญเติบโตต่างๆ นอกจากนี้ กลุ่มเนื้อเยื่อท่อลำเลียงของพืชยังมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการลำเลียงน้ำ สารอาหาร และการสังเคราะห์แสงด้วย34เนื้อเยื่อลำเลียงและกลุ่มหลอดเลือดมีความสัมพันธ์เชิงบวกในต้นข้าวโพด38
การปรับปรุงความแข็งแรงของลำต้นและรูปร่างของรากช่วยเพิ่มความสามารถของพืชในการลำเลียงน้ำ สารอาหาร และสังเคราะห์แสง ซึ่งส่งผลดีต่อระยะการสร้างเมล็ด เมื่อใช้การไถพรวนแบบหมุนร่วมกับการฉีดพ่นสารควบคุมการเจริญเติบโตของพืช (PGR) โดยใช้ Kindle + Yuhuanghuang การทดลอง EYD และ EYR ช่วยเพิ่มพารามิเตอร์ของรากให้สูงสุด ในปี 2021 จำนวนชั้นของรากเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในการทดลอง EYD, EYR และ EYB แต่ความแตกต่างนั้นไม่มีนัยสำคัญในปี 2022 สารควบคุมการเจริญเติบโตของพืชสามารถปรับปรุงการดูดซึมสารอาหารของรากได้โดยการปรับปรุงรูปร่างของราก ปริมาณสัมพัทธ์ของฮอร์โมนต่างๆ มากกว่าปริมาณสัมบูรณ์ของฮอร์โมนเฉพาะชนิด จะเป็นตัวกำหนดผลทางสรีรวิทยา
การใช้สารควบคุมการเจริญเติบโตของพืชในระหว่างการไถพรวนสามารถลดความเสี่ยงต่อการล้มของต้นพืชได้อย่างมีนัยสำคัญ โดยหลักแล้วคือการเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลของลำต้น ผลการวิจัยของเราแสดงให้เห็นว่า การใช้ Jindel + Yuhuangjin ร่วมกับการไถพรวนแบบโรตารี่ช่วยลดอัตราการล้มของต้นพืช ปรับปรุงการกระจายตัวและมวลแห้งของราก และเพิ่มโครงสร้างจุลภาคของลำต้น ปริมาณลิกนิน รูปร่างของรากค้ำยัน และผลผลิตข้าวโพด การบำบัดด้วย EYD ช่วยส่งเสริมการเจริญเติบโตของราก เพิ่มปริมาณลิกนิน และความแข็งแรงเชิงกลของลำต้น ในขณะเดียวกันก็ลดอัตราการล้มของต้นพืชได้อย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ ปริมาณ NO3- และ NH4+ ยังสูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญในการบำบัดด้วย EYD เมื่อเทียบกับการบำบัดด้วย ED และ YD อัตราการถ่ายโอนของ Zn, Fe, K, Mg, P และ Ca มีค่าสูงสุดในการบำบัดด้วย EYD และ EYR การบำบัดด้วย EYD เพิ่มมุมเอียงของราก ปริมาตรมวลแห้ง และเส้นผ่านศูนย์กลางของรากค้ำยัน เมื่อเปรียบเทียบกับการบำบัดแบบ ED และ YD ค่า Ć, cm และ Wmax ของ TRDW, ARD และ TRL เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในการบำบัดแบบ EYD และ EYR ระดับ RLD, ARD และ RDWD ที่เพิ่มขึ้นในการบำบัดแบบ EYD ส่งเสริมการเจริญเติบโตของราก ปรับปรุงความชื้นในดิน และเพิ่มการดูดซึมสารอาหาร ซึ่งช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการล้มของพืชอย่างมีนัยสำคัญ และเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการลดความเสี่ยงของพืชผลในพื้นที่กึ่งแห้งแล้ง ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีเหล่านี้เป็นเครื่องมือที่มีศักยภาพสำหรับเกษตรกรในพื้นที่กึ่งแห้งแล้ง ช่วยให้พวกเขารักษาผลผลิตข้าวโพดสูงในขณะที่ลดการสูญเสียจากการล้ม อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับการใช้สารควบคุมการเจริญเติบโตของพืชในการทำฟาร์มแบบผสมผสานและกลไกการควบคุมในข้าวโพดพันธุ์ต่างๆ
วันที่เผยแพร่: 2 กุมภาพันธ์ 2569