Influence of root diameter on the penetration of seminal roots into a compacted subsoil

Abstract

A field experiment was conducted to evaluate the influence of root diameter on the ability of roots of eight plant species to penetrate a compacted subsoil below a tilled layer. The soil was a fine sandy loam red-brown earth with a soil strength of about 3.0 MPa (at water content of 0.13 kg kg-l, corresponding to 0.81 plastic limit) at the base of a tilled layer. Relative root diameter (RRD), which was calculated as the ratio of the mean diameters of roots of plants grown in compacted soil to the mean diameters of those from uncompacted soil, was used to compare the sensitivity of roots to thicken under mechanical stress.Diameters of root tips of plants grown in soil with a compacted layer were consistently larger than those from uncompacted soil. Tap-rooted species generally had bigger diameters and RRDs than fibrous-rooted species. A higher proportion of thicker roots penetrated the strong layer at the interface than thinner roots. There were differences between plant species in the extent to which root diameter increased in response to the compaction. The roots which had larger RRD also tended to have higher penetration percentage.The results suggest that the size of a root has a significant influence on its ability to penetrate strong soil layers. It is suggested that this could be related to the effects which root diameter may have on root growth pressure and on the mode of soil deformation during penetration.

Influência da compactação do solo em subsuperfície sobre o crescimento aéreo e radicular de plantas de adubação verde de inverno

“…Para o nabo, não se notou o mesmo efeito, e, para a ervilhaca, notou-se, na verdade, uma tendência de efeito contrário, o que, segundo Materechera et al (1992), pode ser resultado da proliferação de raízes laterais finas, causada pela inibição do alongamento na região apical das raízes, e não da diminuição propriamente dita do diâmetro das raízes.…”

“…Normalmente, a resistência mecânica do solo causa aumento de diâmetro das raízes na camada adensada (Materechera et al, 1992), e indicações de que as raízes diminuem de diâmetro para penetrar pequenos poros devem-se, provavelmente, ao fato de que a resistência mecânica do solo também provoca proliferação de raízes laterais, as quais são mais finas (Russel & Goss, 1974). Segundo Merotto Jr. & Mundstock (1999), as raízes podem crescer através dos poros e pontos de menor resistência, mas são incapazes de reduzir seu diâmetro para penetrar em poros menores.…”

Crescimento aéreo e radicular da soja e de plantas de cobertura em camadas compactadas de solo

“…O alongamento radicular só é possível quando a pressão de crescimento das raízes for maior do que a resistência mecânica do solo à penetração (Passioura, 1991). De acordo com Materechera et al (1992), a compactação do solo pode promover o engrossamento das raízes em razão de mudanças morfológicas e fisiológicas do sistema radicular, específicas a cada espécie ou cultivar, a fim de se adaptarem. Por outro lado, Russel & Goss (1974) relatam que o aumento da resistência mecânica do solo à penetração pode estimular a proliferação de raízes laterais, as quais são mais finas e capazes de crescer em poros do solo de diâmetro reduzido.…”

Crescimento radicular de espécies utilizadas como cobertura decorrente da compactação do solo

“…Materechera et al (1992) atribuíram a habilidade das raízes em penetrar camadas compactadas ao aumento do diâmetro, proporcionando, assim, maior pressão de crescimento. No presente trabalho, somente foi notado aumento de diâmetro radicular, na camada compactada, no caso da mucuna.…”

“…Em algumas espécies, há um desvio no crescimento das raízes, que passam a ter maior crescimento lateral, paralelo à superfície do solo (Iijima & Kono, 1991). Em outras espécies, há um aumento no diâmetro das raízes, resultando em aumento na pressão de crescimento, propiciando a penetração na camada compactada (Materechera et al, 1992). Quando há compactação, o número de poros do solo de tamanho e diâmetro similares às raízes diminui, permitindo a fácil penetração de raízes mais finas na camada compactada (Shierlaw & Alston, 1984).…”