Пољопривредници проводе већину времена гледајући горе - у лишће, цвеће и плодове -, али део биљке који на крају одређује принос и отпорност расте испод земље. Корени су скривена половина усева, а у савременим системима производње са великим-инпутима и високом густином{4}}њихов развој је често ограничавајући фактор, а не сорта или програм ђубрива. Усев са слабим, плитким кореновим системом не може у потпуности да искористи воду и хранљиве материје који се већ налазе у земљишту, подложнији је суши и полежању и има тенденцију да рано стари током пуњења зрна. Супротно томе, дубок, добро{7}}разгранат коренов систем са обиљем активних коренских длака заузима више ресурса, боље подноси стрес и ефикасније претвара ђубриво и воду у принос. Како се фарме крећу ка већој густини садње, смањеној обради земљишта и променљивом времену, улагање у здравље корена постало је једна од највећих-одлука о управљању приносом које узгајивач може да донесе.
Шта Роотс заправо ради
Корени обављају неколико функција које су неопходне за перформансе усева. Најочигледније је узимање воде и хранљивих материја: корење, а посебно хиљаде ситних коренових длачица које излазе из епидерме корена, обезбеђују површину кроз коју биљка преузима воду и растворене минерале. Коренове длаке саме по себи могу чинити отприлике половину укупне апсорпције воде биљке и посебно су важне за непокретне хранљиве материје као што је фосфор, који се не помера далеко у раствору земљишта и мора бити пресретан растом корена. Корени такође учвршћују биљку у тлу, одупирући се полагању ветра и кише - што је главни фактор губитка приноса-у житарицама и уљарицама. Они служе као фабрика хормона, производећи цитокинине и друге сигнале који регулишу раст изданака, старење листова и реакције на стрес. Код многих усева, корење складишти угљене хидрате и хранљиве материје који се ремобилишу током репродуктивног раста. Коначно, корени обликују ризосферу - танак слој земље око корена - излучујући органска једињења која хране корисне микробе, укључујући микоризне гљиве и{10}}раст биљака-које подстичу ризобактерије, што заузврат повећава доступност хранљивих материја и отпорност на болести.
Роот архитектура и снимање ресурса
Нису сви коренски системи једнаки. Архитектура кореновог система - просторни распоред примарних корена, бочних корена, адвентивних корена и коренских длака - одређује колико ефикасно усев истражује профил земљишта. Дубок коренов систем са стрмим угловима раста може да приступи води и азоту ускладиштеном у дубљим слојевима земљишта, што је критично током суше средње{4}}сезоне и за смањење испирања азота. Плитак, високо разгранат коренов систем са густим кореновим длачицама је ефикаснији у хватању фосфора и калијума из горњег слоја земље, где се ови хранљиви састојци акумулирају. Савремени узгој и управљање све више циљају на специфичне архитектонске особине: дубље корење за окружења склона суши-, више коренских длака и бочних гранања за ниско-плодна земљишта, и аеренхим (ваздушни канали у корену) за услове преплављене. Биљка активно ремоделира своју архитектуру корена као одговор на локалне услове - пролиферирајући бочне корене и коренске длаке у деловима богатим хранљивим материјама-, успоравајући раст примарног корена под тврдим земљиштем и прилагођавајући хидрауличку проводљивост под сушом - кроз мреже за сигнализацију хормона које укључују ауксин, абсциинску киселину и етилен.
Корени и толеранција на стрес
Развој корена је прва линија одбране од скоро сваког абиотског стреса са којим се усев суочава. Толеранција на сушу у великој мери зависи од дубине корења и хидрауличке проводљивости корена: усев са кореном који достиже 1,5 метара може да црпи воду из слојева до којих усев са плитким-корењем никада не допире, одржавајући фотосинтезу и пуњење зрна када је горњи слој земље сув. Отпор на полагање је одређен и јачином корена и ширењем корена - широка, дубоко усидрена основа корена је отпорнија на удар ветра много боље од плитке, влакнасте простирке. Толеранција преплављивања се ослања на корење које формира аеренхим за транспорт кисеоника од изданка до врха корена, спречавајући смрт корена у засићеном земљишту. Стрес хранљивим материјама је ублажен пластичношћу корена: под ниским садржајем фосфора, биљке производе више и дуже коренове длаке, излучују органске киселине да растворе везани фосфор и јаче се повезују са арбускуларним микоризним гљивама, чије хифе вишеструко проширују делотворан домет корена. У сваком случају, способност кореновог система да расте, истражује и прилагођава се одређује да ли усев преживи стрес или трпи неповратан губитак приноса.
Скривена половина: Ограничења у модерној производњи
Упркос свом значају, коренски системи у савременој пољопривреди суочавају се са све већим ограничењима. Збијање земљишта - узроковано тешким машинама, сталним саобраћајем точкова и формирањем тврдог плужног корита на дубини од 15–30 цм - је можда најраспрострањенији корен-ограничавајући фактор. Збијено земљиште има високу механичку импеданцију, ниску порозност и лошу аерацију; корени не могу да продру у њега, па су ограничени на плитки слој где се вода и хранљиви састојци брзо исцрпљују. Истраживања показују да дубока обрада земљишта у комбинацији са органским ђубривом може смањити збијање тла за отприлике 18% и повећати густину дужине корена у слоју од 15–30 цм за око 10%, уз одговарајуће повећање у уносу воде и хранљивих материја. Деградација земљишта - губитак органске материје, распад структуре земљишта, ерозија и закисељавање - додатно ограничава раст корена смањујући простор пора, смањујући доступност хранљивих материја и повећавајући токсичност алуминијума и мангана у киселим земљиштима. Висока густина садње, уз повећање потенцијала приноса, појачава конкуренцију корена за воду и хранљиве материје, захтевајући сорте и праксе управљања које одржавају ефикасност корена у условима гужве. Климатска варијабилност, са чешћим сушама и интензивним падавинама, даје предност кореновим системима који могу досећи дубоку воду и толерисати привремено засићење.
Изградња бољих коренских система
Побољшање развоја корена се може постићи комбинацијом управљања земљиштем, исхране, биолошких инпута и заштите усева. Побољшање земљишта је темељно: примена органског ђубрива и враћање стрништа повећава органску материју у земљишту, побољшава стабилност агрегата и повећава снагу корена, жилавост и опсег дистрибуције; дубоко лабављење или поткопавање разбија збијене слојеве и омогућава корену да продре дубље. Уравнотежена исхрана је важна јер специфичне хранљиве материје директно утичу на раст корена - фосфор стимулише гранање корена и рани развој корена, цинк и други микронутријенти подржавају активност кореновог меристема, а калцијум одржава интегритет ћелија корена. Биолошки инпути као што су арбускуларне микоризне гљиве и ризобактерије које -подстичу раст- биљака проширују ефективну апсорпциону област корена, растварају фосфор и производе хормоне који стимулишу раст корена. Третмани семена и садница агенсима за корење - укључујући ауксине као што су ИБА и НАА, хуминске киселине, екстракте морских алги и корисних микроба - дају младим биљкама бржи и снажнији почетак корена, што је посебно вредно у рано пролеће када хладна, влажна земљишта успоравају природни раст корена. Праксе управљања водом, као што су наводњавање дефицита или контролисано сушење током раног раста, могу стимулисати дубље корење (ефекат „тренинга“), док наводњавање кап по кап ефикасније ставља воду и хранљиве материје у зону корена. Коначно, избор сорти за особине корена - дубље корење, јаче учвршћивање корена, више коренских длака - је све доступнији кроз савремене програме оплемењивања.
Закључак
Развој корена је основа продуктивности усева, али остаје најслабији део модерне производње. Дубок, добро-разгранат, активан коренов систем захвата више воде и хранљивих материја, отпоран је на сушу и полежавање, толерише прелијевање воде и стрес хранљивих материја и одржава фотосинтезу и пуњење зрна током критичног репродуктивног периода. У данашњем производном окружењу - које карактерише збијање тла, опадање органске материје, висока густина садње и све променљивије време - коренов систем је често уско грло које ограничава принос, без обзира на то колико ђубрива или воде се примењује. Изградња бољег корена захтева интегрисани приступ: побољшање структуре земљишта кроз органску материју и дубоку обраду, балансирање исхране, коришћење биолошких инпута и агенаса за укорењавање, управљање водом како би се подстакло дубоко корење и одабир сорти са повољном архитектуром корена. Поврат на ову инвестицију није само већи принос у добрим годинама, већ стабилнији принос и нижи улазни трошкови у тешким годинама - што је управо оно што је потребно модерној биљној производњи.
