Надземные и подземные признаки растений по-разному реагируют на влажность почвы и конкуренцию
Функциональные признаки растений помогают объяснить их реакцию на изменения доступности воды. Однако наше понимание реакции растений на биотические и абиотические факторы в значительной степени основано на надземных признаках. Из-за недостаточного учёта подземных признаков общая картина стратегий использования воды растениями остаётся неполной.
В исследовании, опубликованном в Annals of Botany, учёные из Тропического ботанического сада Сишуанбаньна (XTBG) Китайской академии наук попытались изучить и сравнить реакцию надземных и подземных признаков, а также паттерны распределения биомассы на градиент влажности почвы и условия конкуренции между растениями.
Исследователи выбрали проростки пяти видов тропических деревьев и выращивали их в теплице в течение 16 недель при градиенте влажности почвы (низкий (засуха), средний и высокий уровень) с внутривидовой конкуренцией и без неё. После сбора урожая они измерили девять надземных и пять подземных признаков у всех проростков по стандартным протоколам.
Было обнаружено, что надземные и подземные признаки демонстрируют гетерогенную реакцию и неоднозначные корреляции в ответ на доступность влаги в почве и конкуренцию растений. В ответ на градиент влажности почвы надземные признаки соответствовали спектру экономии листьев, тогда как подземные признаки — не соответствовали спектру экономии корней. Удельная площадь листа положительно коррелировала с удельной длиной корня, но отрицательно — со средним диаметром корня на всех уровнях влажности. Однако содержание сухого вещества в листьях неожиданно положительно коррелировало как с удельной длиной корня, так и с индексом ветвления корней.
Внутривидовая конкуренция повлияла как на надземные, так и на подземные признаки, но взаимодействовала с влажностью почвы, влияя только на подземные признаки. Распределение биомассы между надземными и подземными органами растений вдоль градиента влажности почвы, тем не менее, поддерживает теорию функционального равновесия: относительно большая доля биомассы направлялась в органы, захватывающие ограниченный водный ресурс для роста.
«Наши результаты показывают, что реакцию подземных признаков на внутривидовую конкуренцию и условия влажности почвы, возможно, нельзя предсказать, используя надземные признаки. Растения могут использовать ряд экологических стратегий в ответ на различные изменения окружающей среды», — сказал Ян Цзе из XTBG.