Funktionelle Merkmale wurden verwendet, um die Reaktionen von Pflanzen auf Änderungen der Wasserverfügbarkeit zu erklären. Unser Verständnis der Reaktionen von Pflanzen auf biotische und abiotische Treiber basiert weitgehend auf oberirdischen Pflanzenmerkmalen. Aufgrund der begrenzten Berücksichtigung unterirdischer Pflanzenmerkmale bleibt ein allgemeiner Überblick über Pflanzenwassernutzungsstrategien schwer fassbar.
In einer Studie veröffentlicht in Annalen der Botanikversuchten Forscher des Xishuangbanna Tropical Botanical Garden (XTBG) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, die Reaktion von ober- und unterirdischen Merkmalen und Mustern der Biomassezuweisung auf Bodenfeuchtigkeit und Pflanzenkonkurrenzbehandlungen zu untersuchen und zu vergleichen.
Die Forscher wählten Setzlinge von fünf tropischen Baumarten aus und zogen sie 16 Wochen lang in einem Gewächshaus unter einem Bodenfeuchtigkeitsgradienten (niedrige (Trockenheit), mittlere und hohe (gut bewässerte) Feuchtigkeit) mit und ohne intraspezifische Konkurrenz an. Bei der Ernte maßen sie neun oberirdische und fünf unterirdische Merkmale aller Setzlinge basierend auf Standardprotokollen.
Sie fanden heraus, dass ober- und unterirdische Merkmale heterogene Reaktionen und widersprüchliche Korrelationen zur Verfügbarkeit von Bodenfeuchtigkeit und Pflanzenkonkurrenz aufweisen. Als Reaktion auf den Bodenfeuchtigkeitsgradienten wurde festgestellt, dass oberirdische Merkmale mit dem Spektrum der Blattökonomie übereinstimmen, während unterirdische Merkmale mit dem Spektrum der Wurzelökonomie nicht übereinstimmen. Die spezifische Blattfläche korrelierte positiv mit der spezifischen Wurzellänge, während sie negativ mit dem durchschnittlichen Wurzeldurchmesser über die Feuchtigkeitsniveaus hinweg korrelierte. Der Gehalt an Blatttrockenmasse korrelierte jedoch unerwartet positiv sowohl mit der spezifischen Wurzellänge als auch mit dem Wurzelverzweigungsindex.
Die intraspezifische Konkurrenz hat sowohl ober- als auch unterirdische Merkmale beeinflusst, interagierte jedoch mit der Bodenfeuchtigkeit, um nur unterirdische Merkmale zu beeinflussen. Die Zuweisung von Biomasse zu ober- und unterirdischen Pflanzenorganen über den Bodenfeuchtegradienten hinweg unterstützt jedoch die funktionale Gleichgewichtstheorie, bei der relativ größere Anteile von Biomasse Organen zugeteilt wurden, die begrenzte Wasserressourcen für das Wachstum einfangen.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Reaktion von unterirdischen Merkmalen auf intraspezifische Konkurrenz und Bodenfeuchtigkeitsbedingungen von Pflanzen möglicherweise nicht aus oberirdischen Merkmalen abgeleitet werden kann. Die Pflanzen können eine Reihe von ökologischen Strategien als Reaktion auf unterschiedliche Umweltveränderungen anwenden“, sagte Yang Jie von XTBG.
Mengesha Asefa et al, Ober- und unterirdische Pflanzenmerkmale sind als Reaktion auf Dürre und Konkurrenzbehandlungen nicht konsistent, Annalen der Botanik (2022). DOI: 10.1093/aob/mcac108