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African Crop Science Journal
African Crop Science Society
ISSN: 1021-9730
EISSN: 2072-6589
Vol. 15, No. 3, 2007, pp. 127-138
Bioline Code: cs07014
Full paper language: English
Document type: Research Article
Document available free of charge

African Crop Science Journal, Vol. 15, No. 3, 2007, pp. 127-138

 en Within Plant Resistance to Water Flow in Tomato and Sweet Melons
Agele, S.O. & Cohen, S.

Abstract

Efficient water resource management in relation to water use and crop yields is premised on the knowledge of plant resistance to water flow. However, such studies are limited and for most crops, the within plant resistance to water flow remains largely unknown. In this study, within plant resistance to water transport (hydraulic conductance) was monitored in tomato ( Lycopersicum esculuntum check for this species in other resources ) and sweet melon ( Citrullus lanatus check for this species in other resources ) using the high pressure flow meter (HPFM) and evaporative flux (EF) methods. In the evaporative flux method, measurements of transpiration flux and leaf water potential were used to calculate the total resistance to water flow using Ohm's law analogy. Measurements of tranpiration flux (Q) relationship, plant resistance calculated from the slope of their relationship, ranged from 6.57x10-01 to 2.27x10-03 Mpa m-2s-1 for tomato and sweet melon, respectively. The magnitude of whole plant hydraulic conductance calculated by the evaporative flux method and measured on the HPFM were not significantly different. This is probably due to that fact that Kp includes the hydraulic conductance of the root system, which offers the highest resistance to water flow in a plant, and the frictional resistance of the proximal part of the crown. Day time course of water relation parameters were monitored in melon and tomato (predawn, 1100 to 1400 h). The effect of time of day was pronounced on the dynamics of water relations, particularly around mid-day when sharp differences in the magnitudes of the measured water relation parameters were obtained. Minimum (predawn) leaf water potential (ψl) ranged from 0.135 to 0.207 MPa for both crops. The greatest conductance was found in the leaf and the lowest in the root in both crops. While the highest within plant resistance to the flow is contained in the root system, the stem component constitutes the least resistance (greatest conductance) to within plant flow of water in tomato. Repeated measurement analysis showed the existence of significant species effects on plant water relations (leaf water potential, evaporative/transpiration flux, xylem hydraulic conductance). Superiority within plant xylem transport and evaporative losses were obtained in tomato, from the relations of EF and Kh; this crop showed a higher hydraulic sufficiency than melon. The expression of hydraulic conductance of the root and shoot system relative to plant attributes did not eliminate differences in the magnitudes of conductance elements in tomato and melon. Differences obtained between melon and tomato in whole plant leaf and stem area specific hydraulic conductance (KI) indicate the carbon efficiency and, hence, the cost of resource allocation to areas of root surface and leaves for enhanced scavenging for water and mineral nutrients. Thus, application of mineral nutrients to enhance crop productivity should take into consideration the hydraulic conductance for specific plants.

Keywords
Citrullus lanatus, evaporative flux, Lycopersicum esculuntum, transpiration

 
 fr
Agele, S.O. & Cohen, S.

Résumé

La gestion efficace de ressource d'eau en relation avec son utilisation et son rendement est une prémisse de la connaissance de la résistance des plantes au flux d'eau. Cependant, de telles études sont limitées et pour la plupart des récoltes, la résistance interne de la plante sur le flux d'eau reste principalement inconnue. Dans cette étude, la résistance de plantes sur le flux (la conductance hydraulique) a été contrôlée dans la tomate ( Lycopersicum esculuntum check for this species in other resources ) et le melon doux ( Citrullus lanatus check for this species in other resources ) utilisant la méthode de forte pression (HPFM) et le flux d'évaporation (EF). Dans la méthode de flux d'évaporation, les mesures de flux de transpiration et de potentiel d'eau de feuille ont été utilisées pour calculer la résistance totale en utilisant l'analogie de loi d'Ohm. La relation entre les mesures de flux de transpiration (Q) et la résistance des plantes a été calculé, la pente de cette relation, était entre 6.57x10-1 à 2.27x10-3 MPa m-2s-1 pour la tomate et le melon doux, respectivement. La grandeur de la conductance hydraulique de la plante entière prédite par la méthode de flux d'évaporation et mesuré sur le HPFM n'était pas significativement différente. Ceci est probablement en raison du fait que Kp inclut la conductance hydraulique du système fondamental, qui offre la plus haute résistance au le flux dans une plante, et la résistance de friction de la partie proche de la couronne. L'effet du temps de la journée sur les paramètres d'eau a été contrôlé dans le melon et la tomate (de 11.00 à 14.00 h). L'effet du temps a été prononcé sur la dynamique de relations d'eau, particulièrement autour du midi quand les différences tranchantes en grandeur des paramètres de relation d'eau mesurés ont été obtenues. Le potentiel d'eau minimal de feuille était compris entre 0,135 et 0,207 MPa pour les deux récoltes. La plus grande conductance a été trouvée dans la feuille et le plus bas dans la racine dans les deux récoltes. Pendant que la plus grande la résistance interne de la plante au flux est contenue dans le système fondamental, le composant de tige présentait la moindre résistance (la plus grande conductance) au flux d'eau dans la tomate. L'analyse répétée de mesure a montré l'existence d'effets d'espèce significatifs sur les relations d'eau des plantes (le potentiel d'eau de feuille, le flux de d'évaporation transpiration, la conductance hydraulique du xylem). La supériorité dans le transport de xylem de plante et dans les pertes d'évaporation a été obtenue dans la tomate, concernant EF et de Kh; cette récolte a montré une efficacité hydraulique supérieure au melon. L'expression de la conductance hydraulique de la racine et le système relatif aux attributs de la plante n'a pas éliminé les différences dans les grandeurs de la conductance dans la tomate et le melon. Les différences ont été obtenu entre le melon et la tomate dans la feuille de la plante entière et le secteur de tige pour la conductance hydraulique spécifique (KI) indiquant l'efficacité du carbone et, donc, le coût d'allocation de ressource aux secteurs de surface et de feuilles fondamentales pour améliorer la récupération de l'eau et de nutriments minéraux. Ainsi, l'application de nutriments minéraux pour améliorer la productivité de récolte doit prendre en considération la conductance hydraulique des plantes.

Mots Clés
Citrullus lanatus, flux d'évaporation, Lycopersicum esculuntum, transpiration

 
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