Embora a penetração das raízes em solos fortes tenha sido intensamente estudada na escala de eixos radiculares individuais, as interações entre as propriedades físicas do solo e o forrageamento do solo por plantas inteiras são menos claras. Christopher Strock e colegas investigaram como a variação na capacidade de penetração de classes distintas de raízes e perfis de densidade comuns a solos do mundo real afetam as estratégias de forrageamento do solo.

A habilidade de uma planta de penetrar no solo varia com a compactação do solo. Quando os poros do solo estão mal conectados e há poucas lacunas no solo, é difícil para uma raiz empurrar as partículas do solo para fora do caminho. Quando as raízes são impedidas, elas atingem um volume menor e têm acesso a menos nutrientes na terra. Isso, por sua vez, reduz a produtividade da agricultura. Portanto, seria útil entender como as raízes interagem com os solos. Strock e seus colegas dizem em seu artigo que houve pesquisas sobre isso, mas eles vão além.

“Embora muitos dos processos que envolvem a penetração de eixos radiculares individuais sejam bem pesquisados, as interações mais amplas entre a estrutura do solo, os custos metabólicos da exploração do solo e a aptidão da planta são menos claras. Atualmente, dados empíricos relacionados à estrutura do solo e densidade do comprimento da raiz são escassos devido à natureza complexa e trabalhosa das medições de campo necessárias para avaliar adequadamente essas interações”.

A equipe usou um novo módulo para o modelo da planta OpenSimRoot que leva em conta as interações entre propriedades físicas do solo, crescimento radicular e custos metabólicos, permitindo a simulação de cenários de crescimento mais realistas. Eles usaram esse modelo para examinar como diferentes classes de raízes variavam em sua capacidade de penetrar em solos de diferentes durezas.

Strock e seus colegas descobriram que solos com arados e gradientes de densidade afetam o tamanho geral, a distribuição e os custos de carbono do sistema radicular. Solos com alta densidade aparente em profundidade impediram a profundidade de enraizamento e reduziram a lixiviação de nitrato, melhorando assim a coincidência de nitrogênio e comprimento da raiz.

Strock e seus colegas concluem: “Enquanto o aumento da capacidade de penetração das classes de raízes axiais ou laterais produziu sistemas radiculares de comprimento líquido comparável, a penetração aprimorada das raízes axiais aumentou a alocação do comprimento da raiz em domínios mais profundos, amplificando assim a aquisição de N e a biomassa da parte aérea. Embora a capacidade de penetração aprimorada de ambas as classes de raízes tenha sido associada a maiores custos de carbono do sistema radicular, o benefício para a aptidão da planta devido à melhor exploração do solo e captura de recursos compensou isso. Enquanto as raízes laterais compreendem a maior parte do comprimento do sistema radicular, as raízes axiais funcionam como um andaime determinando a distribuição dessas laterais. Em solos com alta resistência do solo e lixiviação, os sistemas radiculares com maior capacidade de penetração das raízes axiais têm maior distribuição do comprimento da raiz em profundidade, melhorando assim a captura de recursos móveis.”

LEIA O ARTIGO

Strock, CF, Rangarajan, H., Black, CK, Schäfer, ED e Lynch, JP (2022) “Evidência teórica de que a capacidade de penetração das raízes interage com os regimes de compactação do solo para afetar a captura de nitrato,” Annals of Botany, https://doi.org/10.1093/aob/mcab144