Evolution of root water uptake in relation with the heterogeneous distribution of water in soil

National audienc

Un modèle d'arbre hydraulique du système racinaire : mieux prendre en compte la plante dans les transferts sol-racine

National audienc

Drought and water stress of crops: a look at the soil-root system interplay.

International audienc

An introduction on below-ground environment and resource acquisition, with special reference on trees. Simulation models should include plant structure and function

Resource acquisition within the soil is a complex process, which consists of several sub-processes involving both the soil and the plant. A brief analysis of the whole system is presented, first by focusing on the components of the system, and then on the successive events. This analysis stresses the diversity and specificity of the components involved, as well as their interactive roles, at several organisation levels, both in space and time. Therefore, a systemic approach using dynamic models is defended in order to gather available knowledge and gain new insight within the whole system. In comparison to many of the traditional modelling approaches, which tended to over-simplify the plant part of the system, some new and promising attempts are presented. These new models give a good illustration of what can be expected to be gained by associating structural and functional characteristics of the plant components.Introduction sur l'environnement souterrain et l'acquisition des ressources, avec références particulières aux arbres. Les modèles de simulation devraient inclure la structure et les fonctions de la plante. L'acquisition des ressources du sol est un processus complexe, que l'on peut subdiviser en plusieurs processus plus élémentaires faisant intervenir conjointement la plante et le sol. Nous faisons une brève analyse de ce système, en insistant d'abord sur ses composants, puis sur les événements successifs. Cette analyse révèle la diversité et la spécificité des composants impliqués, ainsi que leurs rôles interactifs, à plusieurs niveaux d'organisation dans le temps et dans l'espace. Aussi, nous défendons une approche systémique, utilisant la modélisation dynamique, pour synthétiser les connaissances disponibles, et obtenir ainsi un nouvel éclairage sur le système pris dans sa globalité. En comparaison avec les approches de modélisation traditionnelles, qui tendent à simplifier outrageusement la partie plante du système, nous présentons quelque démarches nouvelles et prometteuses. Ces derniers modèles illustrent bien les progrès que l'on peut escompter en associant davantage les caractéristiques structurales et fonctionnelles des composants de la plante

Water uptake by two contrasting root systems (maize, peach tree): results from a model of hydraulic architecture

This article aims at showing how consideration of architectural and hydraulic features of root systems can help in the understanding of water uptake by plants. Relevant data on architecture and hydraulics of roots can be brought together in the 'Hydraulic Tree Model' of the root system, a model that couples a root system architecture model and laws for water flow to and into roots. In this way, a detailed portrait of water absorption is given, from the single root to the whole root system. Two contrasting plants, maize and peach tree, illustrate model applications and results. These plants not only differ in architectural features, but also in the distribution of hydraulic conductance in the root system. Maize uptake pattern is highly heterogeneous, showing patches of high absorption rates distributed throughout the root system. In contrast, the peach tree is characterized by a localized uptake in the upper, proximal part of the root system. (© Inra/Elsevier, Paris.)Étude de l'absorption hydrique par deux types de système racinaires contrastés avec un modèle d'architecture hydraulique. Le but de cet article est de montrer comment la prise en considération des caractéristiques architecturales et hydrauliques des systèmes racinaires peut aider dans la connaissance du processus d'absorption hydrique. Ces données peuvent être intégrées dans le «Modèle d'Arbre Hydraulique» du système racinaire, qui couple un modèle d'architecture du système racinaire avec les lois de transfert hydrique vers/dans les racines. On obtient ainsi un portrait détaillé du fonctionnement hydrique de l'échelle de la racine à celle du système racinaire complet. L'utilisation du modèle, et ses résultats, sont présentés pour deux plantes très différentes: le maïs et le pêcher. Celles-ci différent non seulement par leurs caractéristiques architecturales, mais aussi par la distribution des conductances hydrauliques dans le système racinaire. Le prélèvement par le maïs est très hétérogène, avec des zones de forte absorption distribuées sur tout le système racinaire. Le pêcher, au contraire, montre une absorption localisée dans la partie proximale du système racinaire. (© Inra/Elsevier, Paris.

An introduction on below-ground environment and resource acquisition, with special reference on trees. Simulation models should include plant structure and function

Resource acquisition within the soil is a complex process, which consists of several sub-processes involving both the soil and the plant. A brief analysis of the whole system is presented, first by focusing on the components of the system, and then on the successive events. This analysis stresses the diversity and specificity of the components involved, as well as their interactive roles, at several organisation levels, both in space and time. Therefore, a systemic approach using dynamic models is defended in order to gather available knowledge and gain new insight within the whole system. In comparison to many of the traditional modelling approaches, which tended to over-simplify the plant part of the system, some new and promising attempts are presented. These new models give a good illustration of what can be expected to be gained by associating structural and functional characteristics of the plant components.Introduction sur l'environnement souterrain et l'acquisition des ressources, avec références particulières aux arbres. Les modèles de simulation devraient inclure la structure et les fonctions de la plante. L'acquisition des ressources du sol est un processus complexe, que l'on peut subdiviser en plusieurs processus plus élémentaires faisant intervenir conjointement la plante et le sol. Nous faisons une brève analyse de ce système, en insistant d'abord sur ses composants, puis sur les événements successifs. Cette analyse révèle la diversité et la spécificité des composants impliqués, ainsi que leurs rôles interactifs, à plusieurs niveaux d'organisation dans le temps et dans l'espace. Aussi, nous défendons une approche systémique, utilisant la modélisation dynamique, pour synthétiser les connaissances disponibles, et obtenir ainsi un nouvel éclairage sur le système pris dans sa globalité. En comparaison avec les approches de modélisation traditionnelles, qui tendent à simplifier outrageusement la partie plante du système, nous présentons quelque démarches nouvelles et prometteuses. Ces derniers modèles illustrent bien les progrès que l'on peut escompter en associant davantage les caractéristiques structurales et fonctionnelles des composants de la plante

Étude de l’absorption hydrique par deux types de système racinaires contrastés avec un modèle d’architecture hydraulique

International audienceThis article aims at showing how consideration of architectural and hydraulic features of root systems can help in the understanding of water uptake by plants. Relevant data on architecture and hydraulics of roots can be brought together in the ’Hydraulic Tree Model’ of the root system, a model that couples a root system architecture model and laws for water flow to and into roots. In this way, a detailed portrait of water absorption is given, from the single root to the whole root system. Two contrasting plants, maize and peach tree, illustrate model applications and results. These plants not only differ in architectural features, but also in the distribution of hydraulic conductance in the root system. Maize uptake pattern is highly heterogeneous, showing patches of high absorption rates distributed throughout the root system. In contrast, the peach tree is characterized by a localized uptake in the upper, proximal part of the root system. (© Inra/Elsevier, Paris.)Le but de cet article est de montrer comment la prise en considération des caractéristiques architecturales et hydrauliques des systèmes racinaires peut aider dans la connaissance du processus d’absorption hydrique. Ces données peuvent être intégrées dans le «Modèle d’Arbre Hydraulique» du système racinaire, qui couple un modèle d’architecture du système racinaire avec les lois de transfert hydrique vers/dans les racines. On obtient ainsi un portrait détaillé du fonctionnement hydrique de l’échelle de la racine à celle du système racinaire complet. L’utilisation du modèle, et ses résultats, sont présentés pour deux plantes très différentes: le maïs et le pêcher. Celles-ci différent non seulement par leurs caractéristiques architecturales, mais aussi par la distribution des conductances hydrauliques dans le système racinaire. Le prélèvement par le maïs est très hétérogène, avec des zones de forte absorption distribuées sur tout le système racinaire. Le pêcher, au contraire, montre une absorption localisée dans la partie proximale du système racinaire. (© Inra/Elsevier, Paris.

La Réserve Utile : concepts, outils, controverses

La Réserve Utile : concepts, outils, controverses. Atelier du RMT Sols et Territoire