Las raíces de las plantas son un componente importante de la rizosfera, desempeñando un papel fundamental en el transporte de agua y nutrientes al suelo. Además, la producción de biomasa aérea depende en gran medida de las raíces. El crecimiento y la distribución de las raíces en el suelo determinan la capacidad del cultivo para absorber nutrientes y agua. Mejorar los sistemas radiculares de las plantas les permite absorber mejor agua, nutrientes y minerales del suelo. Aproximadamente el 49% del aumento del rendimiento se atribuye a mejores prácticas de manejo de cultivos, y el 51% restante se debe a la mejora genética. Los reguladores del crecimiento vegetal que reducen el acame y aumentan el peso del grano son clave para incrementar el rendimiento. El acame reduce el transporte de agua y nutrientes y la fotosíntesis, lo que resulta en menores rendimientos de maíz. Las tasas de acame también impactan negativamente el número de granos de la mazorca y el peso del grano, reduciendo la calidad del rendimiento. El acame del maíz ocurre predominantemente en el tercer nudo basal durante la etapa de llenado del grano, ya que es cuando los carbohidratos del tallo se transportan a la mazorca. La senescencia prematura y el acame del maíz están directamente relacionados con el crecimiento de las raíces. El análisis del sistema radicular es un factor importante para aumentar el rendimiento y reducir el acame.tierra secasistemas agrícolas.13
Una humedad adecuada del suelo puede aumentar significativamente la densidad de materia seca de las raíces por unidad de área. En comparación con los métodos tradicionales de aplicación de fertilizantes, la aplicación de reguladores del crecimiento vegetal (RCV) puede mejorar la absorción de agua y nutrientes del suelo por las raíces. La presión radicular es un indicador del flujo y la secreción de savia radicular. La secreción radicular depende de su intensidad, mientras que la actividad radicular varía con las condiciones de humedad del suelo, el tipo de cultivo y la temporada de crecimiento. En el campo, es difícil comprender con precisión el comportamiento de las raíces, mientras que la secreción radicular puede utilizarse para predecir el comportamiento radicular y la absorción de nutrientes y agua. El acame de las raíces está influenciado por muchos factores, incluyendo el número de raíces, el diámetro de las raíces y la dirección de crecimiento. El contenido de lignina es un componente clave de los tallos y tiene un efecto significativo en la tasa de acame de los tallos. El etefón es un regulador del crecimiento eficaz que puede reducir el riesgo de acame. El etefón puede utilizarse para reducir la altura de las raíces del maíz, aumentar la resistencia mecánica y mejorar la adhesión radicular. El etefón y el cloruro de clormecuat pueden mejorar eficazmente la resistencia al acame y la señalización hormonal endógena. DA-6 redujo significativamente la tasa de acame, el número de panículas y la altura de la planta, y mejoró la penetración del tallo. Por lo tanto, abordar los problemas de acame en los cultivos agrícolas es fundamental para lograr rendimientos estables y elevados.
Planteamos la hipótesis de que, en regiones semiáridas, la combinación de diversas prácticas de labranza con reguladores del crecimiento vegetal puede reducir el riesgo de acame del maíz e incrementar el rendimiento. Para comprobar esta hipótesis, este experimento midió los efectos de diversas prácticas de labranza combinadas con reguladores del crecimiento vegetal sobre las propiedades fisicoquímicas de los tallos de maíz, la morfología de las raíces, la estructura molecular de los haces vasculares, el contenido de hormonas endógenas en la savia de las raíces y el rendimiento. El objetivo de este estudio es proporcionar una base teórica para mejorar la resistencia al acame y el rendimiento del maíz en regiones semiáridas. El uso de reguladores del crecimiento vegetal resulta beneficioso para la gestión de la producción agrícola.
Distribución mensual de la precipitación y la temperatura en parcelas experimentales durante las temporadas de cultivo de maíz de 2021 y 2022.
Utilizando este modelo, la tasa promedio de crecimiento de las raíces (Ć) durante la temporada de crecimiento se puede calcular mediante la siguiente fórmula:
En la etapa de formación de la panícula, se seleccionaron cinco plantas de cada parcela y se extrajo el sistema radicular del centro de la planta, con una distancia entre hileras equivalente a la mitad del ancho y largo de la planta. Después de enjuagar las raíces, se secó la humedad superficial con papel de filtro y se contó el número de capas radiculares. Las raíces frescas de tusílago se secaron a 80 °C hasta alcanzar un peso constante, tras lo cual se midió su peso seco. El flujo de hormonas endógenas se determinó mediante un ensayo inmunoenzimático (ELISA) (Wang et al.).
Efecto de diferentes métodos de labranza combinados con reguladores del crecimiento vegetal sobre la densidad radicular a una profundidad de 0–100 cm en 2022. Las líneas verticales representan el error estándar de la media (SEM) (n = 3). Las letras minúsculas indican diferencias significativas con un nivel de significancia de P ≤ 0,05 (prueba LSD).
Efecto de diferentes métodos de labranza combinados con reguladores del crecimiento vegetal sobre la densidad de masa radicular a una profundidad de 0–100 cm en 2022. Las líneas verticales representan el error estándar de la media (SEM) (n = 3). Las letras minúsculas indican diferencias significativas con un nivel de significancia de P ≤ 0,05 (prueba LSD).
Numerosos tratamientos de labranza combinados con reguladores del crecimiento vegetal afectaron significativamente las características morfológicas de las raíces mejoradas en la etapa de espigado (Tabla 6). En los tratamientos EYD y EYR, el diámetro, el volumen, el ángulo de inclinación y el peso seco de las raíces mejoradas aumentaron, con la labranza rotativa combinada con los reguladores del crecimiento vegetal Jindel y Yuhuangjin mostrando el mejor efecto. En ambos años del estudio, el uso de reguladores del crecimiento vegetal aumentó el diámetro, el volumen, el ángulo de inclinación y el peso seco de las raíces mejoradas. En comparación con el tratamiento de control, el número de capas de raíces mejoradas en los tratamientos EYD, EYR y EYB aumentó significativamente en 2021. Sin embargo, no se observaron diferencias significativas entre los tratamientos en 2022.
En todos los tratamientos de labranza, la tasa de acame (EYD), la relación de acame (EYR), el índice de acame (EH), el coeficiente de acame (EHC) y el coeficiente de acame (CG) del maíz en 2021 y 2022 fueron significativamente más altos que en otros años (Tabla 8). Varios tratamientos de labranza mejoraron significativamente el coeficiente de acame y el índice de acame, mientras que la aplicación del regulador de crecimiento vegetal Jindel + Yuhuangjin aumentó el coeficiente de acame. En 2016, no hubo diferencias significativas en el índice de acame, el coeficiente de acame y el coeficiente de acame entre los dos años de estudio. La correlación entre el índice de acame, el coeficiente de acame y el coeficiente de acame y otros tratamientos de labranza aumentó significativamente en los tratamientos de labranza para el coeficiente de acame y el índice de acame, lo que resultó en un mejor desempeño de acame.
En comparación con otros métodos de cultivo, los reguladores del crecimiento vegetal pueden regular el crecimiento de los cultivos según las necesidades de producción.,controlar la morfología de la planta y aumentar el contenido de lignina, los niveles de hormonas vegetales y el rendimiento.Es bien sabido que los reguladores del crecimiento vegetal tienen la ventaja de requerir bajos costos de producción..Actualmente, en comparación con el tratamiento de control, el tratamiento EYD muestra un mayor contenido de lignina en el tercer entrenudo. El contenido de lignina está significativamente correlacionado positivamente con la actividad de las señales hormonales endógenas, lo cual es consistente con los resultados de estudios previos. La mejora de la resistencia al acame se atribuye principalmente al aumento de lacontenidode lignina, celulosa, carbohidratos y factores estructurales anatómicos como el grosor de la corteza, lanúmerode haces vasculares y el grado de lignificación. En este estudio, se encontró que el grosor de la corteza y el número de haces vasculares del maíz aumentaron con el tratamiento EYD. En el tratamiento EYD, los haces vasculares pequeños estaban densamente empaquetados y los haces vasculares grandes estaban bien desarrollados. Los haces vasculares de las plantas también son importantes para el transporte de agua y nutrientes.45 La permeabilidad del tejido vascular del maíz está correlacionada positivamente con el número de haces vasculares.42 En el tratamiento EYD, en comparación con el tratamiento de control, SLR disminuyó en un 97%, RLR en un 65% y TLR en un 74%.
Las principales vías de interacción fueron la exudación de savia radicular y los niveles de hormonas endógenas. En el tratamiento EYD, la tasa de exudación de savia radicular fue significativamente mayor en todas las etapas de crecimiento que en todos los demás tratamientos. No hubo diferencias significativas en las tasas de exudación de savia radicular entre los tratamientos ER y EYR, ni entre los tratamientos YB y EYB en ninguna etapa de crecimiento. Además, a los 25 y 125 días después de la siembra, la tasa de exudación de savia radicular fue significativamente mayor en los tratamientos YD y EYD que en todos los demás tratamientos. El método de labranza influyó significativamente en la tasa de exudación de savia radicular. La rotolabranza aumentó significativamente la exudación de savia radicular, lo que mejoró significativamente la capacidad de absorción de nutrientes de las raíces y el rendimiento.46En las etapas V7 y de llenado de grano, NO−y NH4+transportefue significativamente mayor en el tratamiento EYD que en cualquier otro tratamiento. El transporte iónico en la savia de la raíz también fue significativamente mayor en el tratamiento EYD que en cualquier otro tratamiento en diferentes etapas de crecimiento. Los haces vasculares de las plantas también son cruciales para el transporte de agua, nutrientes y fotosíntesis.34En las plantas de maíz, los tejidos de transporte y los haces vasculares presentan una correlación positiva.38
La mejora de la resistencia del tallo y la morfología de la raíz aumentó la capacidad de la planta para transportar agua, nutrientes y realizar la fotosíntesis, lo que impactó positivamente en la etapa de llenado de la semilla. Cuando se combinó la labranza rotativa con la pulverización de reguladores del crecimiento vegetal (PGR) utilizando Kindle + Yuhuanghuang, los tratamientos EYD y EYR maximizaron los parámetros de la raíz. En 2021, el número de capas de raíces aumentó significativamente en los tratamientos EYD, EYR y EYB, pero la diferencia fue insignificante en 2022. Los reguladores del crecimiento vegetal pueden mejorar la absorción de nutrientes por la raíz al mejorar la morfología de la raíz. Las abundancias relativas de varias hormonas, en lugar de las abundancias absolutas de hormonas específicas, determinan los efectos fisiológicos.
La aplicación de reguladores del crecimiento vegetal durante la labranza puede reducir significativamente el riesgo de acame, principalmente al aumentar la resistencia mecánica del tallo. Nuestros resultados muestran que la aplicación de Jindel + Yuhuangjin en combinación con labranza rotativa redujo significativamente la tasa de acame, mejoró la distribución de raíces y la masa seca, y mejoró la microestructura del tallo, el contenido de lignina, la morfología de la raíz de contrafuerte y el rendimiento del maíz. El tratamiento EYD promovió significativamente el crecimiento de la raíz, aumentó el contenido de lignina y la resistencia mecánica del tallo, mientras que redujo significativamente la tasa de acame. Además, los contenidos de NO3- y NH4+ fueron significativamente más altos en el tratamiento EYD que en los tratamientos ED y YD. Las tasas de transferencia de Zn, Fe, K, Mg, P y Ca alcanzaron sus valores máximos en los tratamientos EYD y EYR. El tratamiento EYD aumentó el ángulo de inclinación de la raíz, el volumen de masa seca y el diámetro de la raíz de contrafuerte. En comparación con los tratamientos ED y YD, los valores de Ć, cm y Wmax para TRDW, ARD y TRL aumentaron significativamente con los tratamientos EYD y EYR. Los mayores niveles de RLD, ARD y RDWD con el tratamiento EYD promueven el desarrollo de las raíces, mejoran la humedad del suelo y aumentan la absorción de nutrientes, lo que incrementa significativamente la resistencia al acame y representa un método eficaz para mitigar los riesgos de los cultivos en regiones semiáridas. Los resultados demuestran que estas tecnologías son herramientas prometedoras para los agricultores de regiones semiáridas, permitiéndoles mantener altos rendimientos de maíz y reducir las pérdidas por acame. Sin embargo, se necesita más investigación sobre el uso de reguladores del crecimiento vegetal en la agricultura integrada y sus mecanismos de control en diferentes variedades de maíz.
Fecha de publicación: 2 de febrero de 2026
