Los agricultores que cultivan arroz de secano enfrentan un par de desafíos, suministros limitados de agua y fósforo (P). Pieterjan De Bauw y sus colegas han estado trabajando en modelos para ver qué características de las raíces ayudan al arroz a absorber el fósforo del suelo. Sus resultados podrían ayudar a los agricultores donde se cultiva arroz de montaña, en Asia, África y América Central.

Para ayudar a construir los modelos, el equipo primero obtuvo datos a través del cultivo de arroz en columnas, para poder observar el crecimiento de las raíces. Había tres condiciones diferentes, con concentraciones deficientes, subóptimas y no limitantes de fósforo en el suelo. El equipo cultivó las plantas en diferentes condiciones y luego las cosechó. Luego se examinó la concentración de P en los brotes, pero las raíces sufrieron un proceso diferente.

“Inmediatamente después de quitar el brote, se sacó con cuidado el cilindro de tierra de la maceta y se cortó con precisión en tres segmentos. Una parte comprendía un segmento (A) de 0 a 15 cm de profundidad que incluía las 'raíces superficiales'; otro segmento (B) comprendía suelo de 15 a 30 cm de profundidad incluyendo las 'raíces intermedias'; y el último segmento incorporó las 'raíces profundas' por debajo de una profundidad de 30 cm”, escriben los autores en su artículo.

Luego, las raíces se examinaron cuidadosamente utilizando "shovelomics" para evaluar sus características. Esto proporcionó los datos para usar CRrootBox crear un modelo estructural funcional de las raíces de las plantas.

Sistemas de raíces simulados (arquitectura 3D) de CRootBox de arroz de secano cultivado en un suelo deficiente en P con tres tratamientos de P en la capa superior del suelo (sin enmienda de P (NoP), una tasa subóptima (SubP) y una tasa no limitante (PlusP)) y dos regímenes de agua (Capacidad de Campo (FC) y Períodos de Secado (DP)). Fuente De Bauw et al. 2020.

“Múltiples fenoles de raíz única (p. ej., el número de raíces nodales, el radio nodal, la densidad lateral, etc.) contribuyen todos al rendimiento de un sistema de raíces, pero la utilidad de un feno raíz depende de otros fenos, que pueden ser sinérgicos o antagonista. Por lo tanto, el modelado funcional-estructural es el enfoque más práctico para evaluar la gran cantidad de interacciones del fenotipo raíz con otros fenotipos o variables ambientales... Este trabajo demostró cómo se pueden integrar en CRootBox respuestas de fenotipo raíz concurrentes múltiples”, escriben De Bauw y sus colegas. .

El equipo de botánicos descubrió que la clave para recoger el fósforo estaba en las puntas de las raíces. “La cuantificación de la contribución de los tipos de raíces tanto al P como a la absorción de agua reveló las características más relevantes de las raíces que mejoran la baja P y/o la tolerancia a la sequía. Las raíces de tipo S son importantes para la absorción de P, pero las de tipo L y sus ramas también mejoran la absorción de agua durante los períodos de secado, lo que contribuye potencialmente a la tolerancia combinada contra la sequía y la deficiencia de P en los suelos para el arroz de secano”.