Schimbările în creșterea rădăcinilor și absorbția apei contribuie la îmbunătățirea producției și a productivității apei în grâul de iarnă în ultimele trei decenii: un studiu de caz în Câmpia de Nord a Chinei

Pe parcursul celor trei decenii, randamentul și productivitatea apei (WP) la grâul de toamnă s-au îmbunătățit semnificativ în Câmpia Chinei de Nord (NCP).

Contribuția sistemelor radiculare la aceste îmbunătățiri ar trebui înțeleasă pentru a dezvolta strategii viitoare de ameliorare și management al culturii.

S-au efectuat probe continue de rădăcini și monitorizare a apei din sol pentru un experiment pe termen lung privind irigațiile la grâu de toamnă, între 1992 și 2023, la Stația de Cercetare Agroecologică Luancheng din NCP.

S-au selectat trei tratamente de irigație pentru a reprezenta diferite condiții de aprovizionare cu apă: deficit sever de apă (SD, fără irigare), deficit moderat de apă (MD, irigare de 120–180 mm) și aprovizionare adecvată cu apă (AW, irigare de 240–335 mm).

Pentru grâul de toamnă, randamentul a crescut în medie cu 35,0 %, 35,1 % și 42,9 %, iar WP a crescut cu 19,2 %, 23,2 % și 19,3 % în condițiile SD, MD și AW, respectiv, în perioada 1992–2023.

Corelat cu aceste îmbunătățiri, lungimea totală a rădăcinilor (TRL) la maturitate a fost redusă cu 6,6 %, 7,8 % și 26,2 % în condițiile SD, MD și AW.

Reducerea densității rădăcinilor (RLD) în stratul de sol de 0–40 cm a fost de 47,4 %, echivalentă cu o creștere a RLD cu 27,7 % în stratul de 40–100 cm și cu 17,5 % în stratul de 100–200 cm, în medie, sub cele trei condiții de aprovizionare cu apă.

Creșterea redundantă a rădăcinilor în profilul de sol superficial a scăzut fără a afecta utilizarea apei din sol în stratul profund: eficiența rădăcinilor în absorbția apei (RE) a crescut continuu, cu o rată de 0,30–0,51 × 10−3 m3 km−1 an−1, iar proporția de apă din sol utilizată pentru evaporarea culturii în timpul fazei de reproducere a grâului de toamnă a crescut de la 50,9–72,8 % în 1992–1999 la 61,1–78,1 % în 2010–2023, sub cele trei condiții de aprovizionare cu apă.

Distribuția optimizată a evaporării sezoniere a crescut alocarea biomasei către boabe cu 30,0 % pentru SD, 17,5 % pentru MD și 27,0 % pentru AW, în perioada 1992–2023, în timp ce raportul rădăcină:tor Spike (R/S) a scăzut în medie cu 17,0 % pentru SD, 25,3 % pentru MD și 22,4 % pentru AW.

Aceste rezultate sugerează că reducerea creșterii redundante a rădăcinilor în profilul superficial al solului, fără a afecta utilizarea apei din stratul profund, poate duce la o eficiență ridicată a rădăcinilor (RE), combinată cu un raport rădăcină:plantă relativ scăzut, reducând consumul de carbohidrați în rădăcini și îmbunătățind astfel randamentul și productivitatea apei a grâului de toamnă..