Published April 6, 2017 | Version v1
Publication Open

Subsoiling practices change root distribution and increase post-anthesis dry matter accumulation and yield in summer maize

Creators

  • 1. Institute of Crop Sciences
  • 2. Chinese Academy of Agricultural Sciences
  • 3. China Agricultural University

Description

Subsoiling is an important management practice for improving maize yield, especially for maize planted at high plant density. However, the affected physiological processes have yet to be specifically identified. In this study, field experiments with two soil tillage (CK: no-tillage, SS: subsoiling) and three planting densities (low: 45000 plants ha-1, medium: 67500plants ha-1, and high: 90000 plants ha-1) were conducted from 2010 to 2012 at Xinxiang, Henan province. Yield, canopy function, and root system were investigated to determine the associated physiological processes for improving maize production affected by soil tillage and plant density. Subsoiling significantly increased the grain yield of the low-, medium-, and high-planting densities by 6.21%, 8.92%, and 10.09%, respectively. Yield increase in the SS plots was mainly attributed to greater post-anthesis DMA and improved grain filling compared to CK plots. Greater green leaf area, leaf net photosynthetic rate, FV/Fm and ΦPSII in the SS plots were mainly contributed to enhanced dry matter production post-anthesis. This is mainly because subsoiling increased density of root dry weight in deep soil and root bleeding sap amount due to decreased the bulk density of the 0-30 cm soil profile layer. Density of root dry weight at 10-50 cm depth with SS increased by 40.68%, 32.17%, and 20.14% at low, medium, and high planting densities compared to CK, respectively, while the root bleeding sap amount increased by 17.41%, 15.82%, and 20.91%. These results indicate that subsoiling could change the root distribution and improve soil layer environment for root growth, thus maintaining a higher canopy photosynthetic capacity post-anthesis and in turn promoting DMA and yield, particularly at higher planting densities.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يعد التربة التحتية ممارسة إدارية مهمة لتحسين محصول الذرة، خاصة بالنسبة للذرة المزروعة بكثافة نباتية عالية. ومع ذلك، لم يتم بعد تحديد العمليات الفسيولوجية المتأثرة على وجه التحديد. في هذه الدراسة، أجريت تجارب ميدانية على اثنين من حراثة التربة (CK: بدون حراثة، SS: تحت التربة) وثلاثة كثافات زراعية (منخفضة: 45000 نبات هكتار 1، متوسطة: 67500 نبات هكتار 1، وعالية: 90000 نبات هكتار 1) من 2010 إلى 2012 في شينشيانغ، مقاطعة خنان. تم فحص المحصول ووظيفة المظلة ونظام الجذر لتحديد العمليات الفسيولوجية المرتبطة بتحسين إنتاج الذرة المتأثرة بحراثة التربة وكثافة النبات. زادت التربة التحتية بشكل كبير من إنتاجية الحبوب لكثافات الزراعة المنخفضة والمتوسطة والعالية بنسبة 6.21 ٪ و 8.92 ٪ و 10.09 ٪ على التوالي. تُعزى زيادة الغلة في قطع الأراضي المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل أساسي إلى زيادة حجم المادة المضافة بعد التضاريس وتحسين تعبئة الحبوب مقارنة بقطع الأراضي المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. ساهمت مساحة الأوراق الخضراء الأكبر، ومعدل التمثيل الضوئي الصافي للأوراق، و FV/Fm و ΦPSII في قطع الأراضي المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل أساسي في تعزيز إنتاج المادة الجافة بعد الضد. ويرجع ذلك أساسًا إلى زيادة كثافة التربة الجوفية للوزن الجاف للجذر في التربة العميقة وكمية النسغ التي تنزف من الجذر بسبب انخفاض الكثافة الظاهرية لطبقة التربة 0-30 سم. زادت كثافة الوزن الجاف للجذر عند عمق 10-50 سم مع SS بنسبة 40.68 ٪ و 32.17 ٪ و 20.14 ٪ عند كثافات الزراعة المنخفضة والمتوسطة والعالية مقارنة بـ CK، على التوالي، في حين زادت كمية عصارة نزيف الجذر بنسبة 17.41 ٪ و 15.82 ٪ و 20.91 ٪. تشير هذه النتائج إلى أن التربة التحتية يمكن أن تغير توزيع الجذر وتحسن بيئة طبقة التربة لنمو الجذر، وبالتالي الحفاظ على قدرة أعلى على التمثيل الضوئي للمظلة بعد الضد، وبالتالي تعزيز DMA والمحصول، لا سيما في كثافات الزراعة الأعلى.

Translated Description (French)

Le sous-sol est une pratique de gestion importante pour améliorer le rendement du maïs, en particulier pour le maïs planté à haute densité végétale. Cependant, les processus physiologiques affectés n'ont pas encore été identifiés spécifiquement. Dans cette étude, des expériences sur le terrain avec deux labours de sol (CK : sans labour, SS : sous-sol) et trois densités de plantation (faible : 45 000 plantes ha-1, moyenne : 67 500 plantes ha-1 et élevée : 90000 plantes ha-1) ont été menées de 2010 à 2012 à Xinxiang, province du Henan. Le rendement, la fonction de la canopée et le système racinaire ont été étudiés pour déterminer les processus physiologiques associés à l'amélioration de la production de maïs affectée par le travail du sol et la densité des plantes. Le sous-solage a significativement augmenté le rendement en grains des densités de plantation faibles, moyennes et élevées de 6,21 %, 8,92 % et 10,09 %, respectivement. L'augmentation du rendement dans les parcelles SS a été principalement attribuée à une plus grande DMA post-anthèse et à un meilleur remplissage des grains par rapport aux parcelles CK. Une plus grande surface foliaire verte, un taux net de photosynthèse foliaire, FV/Fm et ΦPSII dans les placettes SS ont principalement contribué à l'amélioration de la production de matière sèche après l'anthèse. C'est principalement parce que le sous-solage a augmenté la densité du poids sec des racines dans le sol profond et la quantité de sève saignante des racines en raison de la diminution de la densité apparente de la couche de profil de sol de 0 à 30 cm. La densité du poids sec des racines à 10-50 cm de profondeur avec SS a augmenté de 40,68%, 32,17% et 20,14% à des densités de plantation faibles, moyennes et élevées par rapport à CK, respectivement, tandis que la quantité de sève saignante des racines a augmenté de 17,41%, 15,82% et 20,91%. Ces résultats indiquent que le sous-sol pourrait modifier la distribution des racines et améliorer l'environnement de la couche de sol pour la croissance des racines, maintenant ainsi une capacité photosynthétique de la canopée plus élevée après l'anthèse et favorisant à son tour le DMA et le rendement, en particulier à des densités de plantation plus élevées.

Translated Description (Spanish)

El subsuelo es una práctica de gestión importante para mejorar el rendimiento del maíz, especialmente para el maíz plantado a alta densidad de plantas. Sin embargo, los procesos fisiológicos afectados aún no se han identificado específicamente. En este estudio, se realizaron experimentos de campo con dos labranzas de suelo (CK: sin labranza, SS: subsuelo) y tres densidades de siembra (baja: 45000 plantas ha-1, media: 67500 plantas ha-1 y alta: 90000 plantas ha-1) de 2010 a 2012 en Xinxiang, provincia de Henan. Se investigó el rendimiento, la función del dosel y el sistema radicular para determinar los procesos fisiológicos asociados para mejorar la producción de maíz afectados por la labranza del suelo y la densidad de la planta. El subsuelo aumentó significativamente el rendimiento de grano de las densidades de siembra baja, media y alta en 6.21%, 8.92% y 10.09%, respectivamente. El aumento del rendimiento en las parcelas de SS se atribuyó principalmente a una mayor DMA posterior a la antesis y a un mejor relleno de grano en comparación con las parcelas de CK. La mayor área foliar verde, la tasa fotosintética neta foliar, FV/Fm y ΦPSII en las parcelas SS contribuyeron principalmente a mejorar la producción de materia seca después de la antesis. Esto se debe principalmente a que el subsuelo aumentó la densidad del peso seco de la raíz en el suelo profundo y la cantidad de savia de sangrado de la raíz debido a la disminución de la densidad aparente de la capa de perfil del suelo de 0-30 cm. La densidad del peso seco de la raíz a 10-50 cm de profundidad con SS aumentó en un 40,68%, 32,17% y 20,14% a densidades de plantación bajas, medias y altas en comparación con CK, respectivamente, mientras que la cantidad de savia sangrante de la raíz aumentó en un 17,41%, 15,82% y 20,91%. Estos resultados indican que el subsuelo podría cambiar la distribución de las raíces y mejorar el entorno de la capa del suelo para el crecimiento de las raíces, manteniendo así una mayor capacidad fotosintética del dosel después de la antesis y, a su vez, promoviendo el DMA y el rendimiento, particularmente a mayores densidades de siembra.

Files

journal.pone.0174952&type=printable.pdf

Files (2.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b2118fa094e1cc03588ee6ca7de85b9f
2.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
ممارسات التربة التحتية تغير توزيع الجذور وتزيد من تراكم المادة الجافة بعد التكاثر والمحصول في الذرة الصيفية
Translated title (French)
Les pratiques de sous-solage modifient la distribution racinaire et augmentent l'accumulation et le rendement de la matière sèche post-anthèse dans le maïs d'été
Translated title (Spanish)
Las prácticas de subsuelo cambian la distribución de las raíces y aumentan la acumulación y el rendimiento de la materia seca posterior a la antesis en el maíz de verano

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2604197072
DOI
10.1371/journal.pone.0174952

Is supplement to
https://openalex.org/W4390155833 (Other)
https://openalex.org/W3088190148 (Other)
https://openalex.org/W3010285324 (Other)
https://openalex.org/W2956877840 (Other)
https://openalex.org/W2777968546 (Other)
https://openalex.org/W2101073113 (Other)
https://openalex.org/W2078464533 (Other)
https://openalex.org/W1998161010 (Other)
https://openalex.org/W1884293104 (Other)
https://openalex.org/W150961381 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1486527837
  • https://openalex.org/W1500326721
  • https://openalex.org/W1587712022
  • https://openalex.org/W1970484063
  • https://openalex.org/W1971582616
  • https://openalex.org/W1972211858
  • https://openalex.org/W1975892234
  • https://openalex.org/W1984729182
  • https://openalex.org/W1985242370
  • https://openalex.org/W1988550639
  • https://openalex.org/W1989960104
  • https://openalex.org/W1992999332
  • https://openalex.org/W1996411392
  • https://openalex.org/W1997315386
  • https://openalex.org/W1999643187
  • https://openalex.org/W2002288363
  • https://openalex.org/W2004029845
  • https://openalex.org/W2013192078
  • https://openalex.org/W2016778763
  • https://openalex.org/W2016876097
  • https://openalex.org/W2024586455
  • https://openalex.org/W2036753290
  • https://openalex.org/W2037234010
  • https://openalex.org/W2037321361
  • https://openalex.org/W2054449948
  • https://openalex.org/W2062632550
  • https://openalex.org/W2068600264
  • https://openalex.org/W2082243011
  • https://openalex.org/W2083017500
  • https://openalex.org/W2092447923
  • https://openalex.org/W2094524880
  • https://openalex.org/W2096235192
  • https://openalex.org/W2104402216
  • https://openalex.org/W2108134422
  • https://openalex.org/W2112528816
  • https://openalex.org/W2128837236
  • https://openalex.org/W2134080427
  • https://openalex.org/W2316536541
  • https://openalex.org/W2319551116
  • https://openalex.org/W2345928369
  • https://openalex.org/W2358000540
  • https://openalex.org/W2368931548
  • https://openalex.org/W2369404754
  • https://openalex.org/W2370473004
  • https://openalex.org/W2375421528
  • https://openalex.org/W2381721948
  • https://openalex.org/W2386920918
  • https://openalex.org/W2390606506
  • https://openalex.org/W2393503305
  • https://openalex.org/W2999848873
  • https://openalex.org/W3142534623
  • https://openalex.org/W3144183020
  • https://openalex.org/W4230712353