کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6296543 1617435 2015 11 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Can diversity in root architecture explain plant water use efficiency? A modeling study
ترجمه فارسی عنوان
آیا تنوع در معماری ریشه می تواند کارایی استفاده از آب گیاه را توضیح دهد؟ یک مطالعه مدلسازی
کلمات کلیدی
بازده جذب آب، رشد ریشه، مدل معماری ریشه، مدل آب خاک، پرورش محصول،
ترجمه چکیده
تنش خشکی محدودیت مهمی برای تولید محصول است. محصولات اصلاح شده با سیستم های ریشه ای اقتباس شده برای جذب مؤثر آب، یک استراتژی جدید برای افزایش مقاومت به خشکسالی می باشد. با توجه به تعامل پیچیده بین صفات ریشه و تنوع زیاد شرایط هیدرولوژیکی، مدل سازی اطلاعات مهم را برای انتخاب صفت فراهم می کند. در این مقاله از یک مدل معماری ریشه همراه با مدل خاک-هیدرولوژیکی برای تحلیل وجود دارد که آیا یک سیستم ریشه ایده ای از سازگاری کلی با خشکسالی یا راندمان جذب آب از سیستم های ریشه ای است که از شرایط خاص هیدرولوژیکی برخوردار است. این امر با مدلسازی انتقال 48 معماری ریشه در 16 سدۀ خشکسالی با بافت های متمایز خاک، توزیع باران و دسترسی اولیه به رطوبت خاک انجام شد. ما دریافتیم که بهره وری در جذب آب از معماری ریشه به شدت وابسته به سناریو هیدرولوژیکی است. حتی سیستم های ریشه ای ریز و عمیق در جذب آب در تمام سناریوهای هیدرولوژیکی برتر نیستند. نتایج ما نشان می دهد که فقط توصیف معماری برای یافتن سیستم های ریشه ای از قابلیت بهینه کافی نیست. ما دریافتیم که در محیط هایی با بارش باران کافی قبل از فصل رشد، عمق ریشه ویژگی اصلی برای اکتشاف آب ذخیره شده، به ویژه در خاک های خوب است. تراکم ریشه، بویژه در نزدیکی سطح خاک، به عنوان یکی از مهمترین خصوصیات برای بهره برداری از رطوبت خاک، زمانی که تامین آب گیاه به طور عمده توسط حوادث بارندگی در طی توسعه سیستم ریشه ایجاد می شود، تبدیل می شود. به این ترتیب ما نتیجه گرفتیم که پرورش ریشه مبتنی بر صفت باید سیستم های ریشه را با سازگاری خاص با هیدرولوژی محیط هدف مقایسه کند.
موضوعات مرتبط
علوم زیستی و بیوفناوری علوم کشاورزی و بیولوژیک بوم شناسی، تکامل، رفتار و سامانه شناسی
پیش نمایش مقاله
آیا تنوع در معماری ریشه می تواند کارایی استفاده از آب گیاه را توضیح دهد؟ یک مطالعه مدلسازی
چکیده انگلیسی
Drought stress is a dominant constraint to crop production. Breeding crops with adapted root systems for effective uptake of water represents a novel strategy to increase crop drought resistance. Due to complex interaction between root traits and high diversity of hydrological conditions, modeling provides important information for trait based selection. In this work we use a root architecture model combined with a soil-hydrological model to analyze whether there is a root system ideotype of general adaptation to drought or water uptake efficiency of root systems is a function of specific hydrological conditions. This was done by modeling transpiration of 48 root architectures in 16 drought scenarios with distinct soil textures, rainfall distributions, and initial soil moisture availability. We find that the efficiency in water uptake of root architecture is strictly dependent on the hydrological scenario. Even dense and deep root systems are not superior in water uptake under all hydrological scenarios. Our results demonstrate that mere architectural description is insufficient to find root systems of optimum functionality. We find that in environments with sufficient rainfall before the growing season, root depth represents the key trait for the exploration of stored water, especially in fine soils. Root density, instead, especially near the soil surface, becomes the most relevant trait for exploiting soil moisture when plant water supply is mainly provided by rainfall events during the root system development. We therefore concluded that trait based root breeding has to consider root systems with specific adaptation to the hydrology of the target environment.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Ecological Modelling - Volume 312, 24 September 2015, Pages 200-210
نویسندگان
, , , , ,