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PloS one20200101Vol.15issue(2)

根の深い鳩エンドウは、周囲の水の利用可能性における干ばつにゆっくりと強い競争的相互作用中に、浅い根のキッレットの水関係と生存を促進します

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

生体紹介は、深い土壌水分にアクセスできない隣接する浅い根の浅い植物への深い根の植物による水力発電水の移動として定義されています。この研究では、干ばつの前後に、生体灌漑の促進効果または水のための競争が2つの間散布された植物の深い根茎エンドウ(PP)と浅い根のキビ(FM)の相互作用を支配しているかどうかをテストしました。さらに、一般的な菌根ネットワーク(CMN)の存在が、促進(つまり、生物照明)と2つの混乱種間の競争的相互作用のバランスにどのように影響するかをテストしました。我々の結果は、PPが実際に干ばつイベント中にFMの水関係を促進できることを示しています。具体的には、FMコントロールの気孔コンダクタンスは27.1〜33.6 mmol M-2S-1の低い値に低下しましたが、繁殖治療のFMは60 mmol M-2S-1で気孔コンダクタンスを維持することができました。さらに、PPの存在により、干ばつ誘発性の葉の損傷とFMの死亡率が低下しました。FMに対するPPの観察された促進効果は、CMNの存在によって部分的に強化されました。干ばつの下での促進効果とは対照的に、PPは干ばつの発症前にFMに強い競争効果を発揮しました。これにより、PPと散解するとFMの成長とバイオマス生産が妨げられました。これは、CMNの存在下でさらに強化された効果です。したがって、我々の研究の結果は、間作で、根の深い植物が浅い作物の「バイオイルリゲーター」として作用する可能性があり、CMNがこれらの促進効果を促進できることを示しています。ただし、豊富な水分供給の条件下での間散布された植物間の種間競合は強力であり、CMNの存在によって強化されます。より一般的な用語では、我々の研究は、促進と競争の拮抗的な効果が間作間で表現される程度が、リソースの利用可能性に強く依存していることを示しています。(つまり、CMNの存在)。

生体紹介は、深い土壌水分にアクセスできない隣接する浅い根の浅い植物への深い根の植物による水力発電水の移動として定義されています。この研究では、干ばつの前後に、生体灌漑の促進効果または水のための競争が2つの間散布された植物の深い根茎エンドウ(PP)と浅い根のキビ(FM)の相互作用を支配しているかどうかをテストしました。さらに、一般的な菌根ネットワーク(CMN)の存在が、促進(つまり、生物照明)と2つの混乱種間の競争的相互作用のバランスにどのように影響するかをテストしました。我々の結果は、PPが実際に干ばつイベント中にFMの水関係を促進できることを示しています。具体的には、FMコントロールの気孔コンダクタンスは27.1〜33.6 mmol M-2S-1の低い値に低下しましたが、繁殖治療のFMは60 mmol M-2S-1で気孔コンダクタンスを維持することができました。さらに、PPの存在により、干ばつ誘発性の葉の損傷とFMの死亡率が低下しました。FMに対するPPの観察された促進効果は、CMNの存在によって部分的に強化されました。干ばつの下での促進効果とは対照的に、PPは干ばつの発症前にFMに強い競争効果を発揮しました。これにより、PPと散解するとFMの成長とバイオマス生産が妨げられました。これは、CMNの存在下でさらに強化された効果です。したがって、我々の研究の結果は、間作で、根の深い植物が浅い作物の「バイオイルリゲーター」として作用する可能性があり、CMNがこれらの促進効果を促進できることを示しています。ただし、豊富な水分供給の条件下での間散布された植物間の種間競合は強力であり、CMNの存在によって強化されます。より一般的な用語では、我々の研究は、促進と競争の拮抗的な効果が間作間で表現される程度が、リソースの利用可能性に強く依存していることを示しています。(つまり、CMNの存在)。

Bioirrigation has been defined as the transfer of hydraulically lifted water by a deep-rooted plant to a neighbouring shallow-rooted plant which cannot access deep soil moisture. In this study, we tested if facilitative effects of bioirrigation or the competition for water dominate the interaction of two intercropped plants-deep-rooted pigeon pea (PP) and shallow-rooted finger millet (FM) before and during a drought. Additionally, we tested how the presence of a common mycorrhizal network (CMN) affects the balance between facilitative (i.e. bioirrigation) and competitive interactions between two intercropping species. Our results show that PP can indeed promote the water relations of FM during a drought event. Specifically, stomatal conductance in FM controls dropped to low values of 27.1 to 33.6 mmol m-2s-1, while FM in intercropping treatments were able to maintain its stomatal conductance at 60 mmol m-2s-1. In addition, the presence of PP reduced the drought-induced foliar damage and mortality of FM. The observed facilitative effects of PP on FM were partially enhanced by the presence of a CMN. In contrast to the facilitative effects under drought, PP exerted strong competitive effects on FM before the onset of drought. This hindered growth and biomass production of FM when intercropped with PP, an effect that was even enhanced in the presence of a CMN. The results from our study thus indicate that in intercropping, deep-rooted plants may act as "bioirrigators" for shallow-rooted crops and that a CMN can promote these facilitative effects. However, the interspecific competition between the intercropped plants under conditions of abundant moisture supply can be strong and are enhanced by the presence of a CMN. In more general terms, our study shows that the extent by which the antagonistic effects of facilitation and competition are expressed in an intercropping system strongly depends on the availability of resources, which in the case of the present study was water and the presence of biotic interactions (i.e. the presence of a CMN).

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