Etude in situ de l'enracinement en tant que capteur d'eau

• Autorzy: Tardieu F.

Warianty tytułu

EN

In situ study of the root system as a water sink

PL

Badania systemu korzeniowego in situ - system korzeniowy jako ujemne źródło wody

• Języki publikacji: FR

Abstrakty

FR

Cet article synthétise les résultats de 4 années de travail sur la disposition spaciale des racines et sur 1'effet de celle-ci sur l'absorption d'eau par le maïs. Les caractéristiques géométriques de 1' enracinement ont été fortement affectées par 1' état structural du sol, les racines ayant tendance à être d'autant plus groupées que cet état structural était défavorable. L'absorption d'eau a été affectée par la disposition spaciale des racines: des stress hydriques ont été observés dans les parcelles où cette disposition était fortement irrégulière; d'importants gradients de potentiel hydrique ont été measurés entre des zones colonisées et non colonisées du sol situées à la même profondeur et contiguës.

EN

A field study has been carried out for 4 years, in order to study the effect of the structure of the ploughed layer on the root system and on the water uptake of maize. 4 types of structure were reproduced in the ploughed layer of an experimental loamy field: 0 (fragmentary, fine earth), B (dm-sized compacted blocks and voids), C (uniformely compact) and A (discontinuous compactions in a fragmentary structure). Root systems have been characterized each year by root mapping on horizontal and vertical planes; soil moisture and leaf stomatal conductance have been monitored during 6 weeks around silking. Maize root system had reproductible reactions, which concern both the ploughed and non-tilled layers (although the soil structure was not affected in the latter). While root depth did not vary between treatments (Fig. 1), the spatial arrangement of roots (vertical and horizontal) was the more irregular when obstacles to penetration were the more frequent. In the ploughed layer, the roots were clustered in the zones where resistance to penetration was lower (tab. 1). In the subsequant layers, a "shadow effect" of the obstacles located in the ploughed layer was observed (Fig. 2). As a consequence, the distance that water had to travel to reach the nearest root was appreciable in C and A (Fig. 3): some points were at a distance more than 10 times larger than half the "mean distance between neighbouring roots" measured at the same depth. Water extraction by roots was smaller for irregular (A, B and C), than for regular (0) root systems (Fig.4). This caused water stresses in C, which were not observed in 0 (Figs. 5 and 6). In A, the water depletion was 2 times faster in the colonized parts of the profile than in the non-colonized parts, located under the wheel tracks (Fig. 7). Considerable gradients of water potential were therefore observed on horizontal distance of 30 cm. These results show that the spatial arrangement of roots, which is affected by soil structure, must be taken into account for the prediction of water uptake under field conditions.

PL

Przeprowadzono czteroletnie badania polowe w celu określenia wpływu struktury warstwy ornej gleby na rozwój systemu korzeniowego kukurydzy i pobieranie wody. Utworzono cztery typy struktury na polu z glebą gliniastą : 0 (gleba luźna, struktura gruzełkowata), B (bryły i wolne przestrzenie), C (jednolicie ubita) i A (całkowite ubicie struktury gruzełkowatej). Każdego roku określano rozmieszczenie przestrzenne korzeni w dwóch płaszczyznach (pionowej i poziomej) gleby. Przez sześć tygodni rejestrowano wilgotność gleby i przewodność aparatów szparkowych. Reakcja systemu korzeniowego kukurydzy była podobna w warstwie uprawnej jak i nieuprawnej (chociaż w ostatnim przypadku struktura gleby nie uległa zmianie). Głębokość korzeni nie zmieniała się w zależności od struktury (rys. 1), natomiast przestrzenny układ korzeni (poziomy i pionowy) stawał się nieregularny pod wpływem barier mechanicznych. W warstwie uprawnej korzenie były skoncentrowane w strefach wykazujących mniejszy opór penetracji (tab. 1). W warstwie wyżej położonej obserwowano "efekt cienia" wywołany przeszkodą znajdującą się w warstwie ornej (rys. 2). W konsekwencji droga ruchu wody do najbliższego korzenia była znaczna w obiektach C i A (rys. 3). Niektóre punkty w glebie znajdowały się w odległości ponad 10 razy większej niż połowa "średniej odległości między sąsiednimi korzeniami" na tej samej głębokości. Pobór wody przez nieregularny system korzeniowy w obiektach A, B i C był mniejszy niż przez system korzeniowy w obiekcie 0 (rys. 4). Spowodowało to stres wodny w obiekcie C, którego nie obserwowano w obiekcie 0 (rys. 5 i 6). W obiekcie A pobieranie wody było 2 razy szybsze w ukorzenionych częściach profilu niż w części nieukorzenionej, usytuowanej w śladzie po przejeździe traktora. Obserwowano znaczny gradient potencjału wody glebowej w odległości 30 cm. Wyniki wskazują na to, że przestrzenny rozkład korzeni spowodowany strukturą gleby, należy brać pod uwagę przy przewidywanym pobieraniu wody w warunkach polowych.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 1990
• Tom: 385
• Opis fizyczny: p.187-203,fig.,ref.

Twórcy

autor

Tardieu F.

• INRA, Laboratoire d'Agronomie, 78 850 Thiverval-Grigon, France

Bibliografia

• 1. Dunham R. J., Nye P. H.: The influence of water content on the uptake of ions by roots. I. Soil water content gradient near a plane of onion roots. J. Appl. Ecol., 10, 585, 1973.
• 2. Gardner W. R.: Dynamic aspects of water availability to plants. Soil. Sci., 89, 63, 1960.
• 3. Gardner W. R.: Relation of root distribution to water uptake and availability. Agron. J., 56, 35, 1964.
• 4. Katerji N., Oulid-Aissa A. K.: Etude et amélioration de la fiabilité d'un poromètre à diffusion utilisé en milieu naturel. Agronomie, 3, 931, 1983.
• 5. Maertens C., Blanchet R., Puech J.: Influence de différents régimes hydriques sur l'absorption d'eau et des éléments minéraux par les cultures. II. Régimes hydriques, systèmes racinaires et modalités d'alimentation en eau. Ann. Agron.. 25, 575, 1974.
• 6. Manichon H.: L'action des outils sur le sol: appréciation de leurs effets par la méthode du profil cultural. Sc. Sol., 203, 1982.
• 7. Molz F. J.: Models of water transport in the soil-plant system: a review. Water Resources Res., 5, 1245, 1981.
• 8. Newman E. L.: Resistance to water flow in soil and plant. I. Soil resistance in relation to amounts of root: theoretical estimates. J. Appl. Ecol., 6. 1. 1969, II. A review of experimental evidence on the rhizosphere resistance. J. Appl. Ecol., 6, 261.
• 9. Nimah M. N., Hanks R. J.: Model of estimating soil water, plant and atmospheric interrelations. I. Description and sensivity. Soil Sci. Soc. Am. Proc. 37, 522, 1973.
• 10. Reicosky D. C., Ritchie J. T.: Relative importance of soil resistance and plant resistance in root water absorption. Soil Sci. Soc. Am. J., 40. 293, 1976.
• 11. Rogers A.: Statistical analysis of spatial distribution. The quadrat method. Pion LtD., London, 1974.
• 12. Sanchez-Diaz M., Kramer P. J.: Behavior of corn and sorghum under water stress and during recovery. Plant physiol., 48, 613, 1971.
• 13. Tardieu F.: Etat structural, enracinement et alimentation hydrique du maïs, III Disponibilité des réserves en eau du sol. Agronomie, 7, 279, 1987.
• 14. Tardieu F.: Analysis of spatial variability of maize root density. I. Effect of discontinuos wheel compactions on spatial arrangement of roots. Plant Soil, 107, 259, 1988.
• 15. Tardieu F.: Analysis of spatial variability of maize root density. II. Distances between roots. Plant Soil, 107, 267, 1988.
• 16. Tardieu F., Manichon F.: Caractérisation en tant que capteur d'eau de l'enracinement du maïs en parcelle cultivée. II. Une méthode d'étude de la répartition verticale et horizontale des racines. Agronomie, 6, 415, 1986-a.
• 17. Tardieu F., Manichon H.: Etat structural, enracinement et alimentation hydrique du maïs. I. Etats structuraux de la couche labourée comme traitements expérimentaux. Agronomie, 7, 123, 1987-a.
• 18. Tardieu F., Manichon H.: Etat structural, enracinement et alimentation hydrique du maïs. II. Croissance et disposition spatiale du système racinaire. Agronomie, 7, 201, 1987-b.