Agronomie 23 (2003) 209-218
DOI: 10.1051/agro:2002084

An analysis of growth rates and directions of growth of primary roots of field-grown banana trees in an andisol at three levels of soil compaction

François Lecompte^a, Harry Ozier-Lafontaine^b and Loïc Pages<sup>a

a</sup>  INRA, Unité de recherche Plantes et Systèmes de culture Horticoles, Domaine Saint-Paul, Site Agroparc, 84914 Avignon Cedex 9, France
^b  INRA Centre Antilles-Guyane, Unité Agropédoclimatique de la Zone Caraïbe, Domaine Duclos, 97170 Petit-Bourg, Guadeloupe, France

(Received 11 December 2001; accepted 21 June 2002)

Abstract
In monocotyledons, soil exploration by the root system is mainly due to primary roots. Classical root observations, from soil cores or minirhizotrons, do not allow local root growth rates to be related directly to soil physical conditions around the roots. The pattern of growth of banana primary roots in an andisol under field conditions was determined by destructive, architecturally-based samplings of the root system over a four-month period at three levels of soil compaction. Primary root growth rates were estimated from morphological measurements, while soil porosity around growing roots was assessed by soil coring. In all treatments, root growth rates appeared to be variable with time, and a linear regression between the root growth rate and root apical diameter, soil porosity and the degree-day sum (base 14 °C) accounted for 92% of the observed variance. Primary root growth was reduced by nearly 40% in the most compacted soil. Above-ground plant growth was also affected after a few weeks. Primary root growth directions were not affected by soil compaction and roots appeared to curve toward the horizontal plane when ageing. These results highlight the variability of root growth in field conditions, even in uniform soil conditions, and suggest possibilities for the development of root growth models and models of root system architecture.

Résumé
Évaluation au champ des rythmes de croissance et des trajectoires des racines primaires du bananier, dans un sol à différents niveaux de compactage. Chez les monocotylédones, la colonisation du sol par le système racinaire est essentiellement due au développement des racines primaires. Les méthodes classiques d'évaluation de la croissance racinaire, à partir d'échantillons de sols ou d'observations en minirhizotrons, ne permettent pas de mettre directement en relation croissance des racines et contraintes physiques du sol. Les rythmes de croissance et les trajectoires des racines primaires du bananier dans un andosol ont été évaluées à partir d'échantillonnages destructifs pendant quatre mois dans les conditions de champ, à trois niveaux de compactage du sol. Les vitesses de croissance des racines primaires ont été estimées à partir d'observations morphologiques tandis que la porosité du sol autour des racines en croissance était mesurée à l'aide de prélèvements de sol au cylindre. La croissance des racines primaires est apparue variable dans le temps, quel que soit le traitement. Une régression multiple incluant les facteurs diamètre apical, porosité du sol et somme de degrés jours (seuil 14 °C) a expliqué 92 % de la variance observée dans les rythmes de croissance. La vitesse a été diminuée de 40 % pour le compactage du sol le plus élevé. La croissance des parties aériennes a été également affectée, plus légèrement. Les trajectoires des racines n'ont pas été affectées par le compactage, et il est apparu que les racines ont tendance à s'incurver vers l'horizontale à mesure qu'elles vieillissent. Ces résultats mettent en évidence la variabilité de croissance des racines dans les conditions de champ, même lorsque le sol présente des caractéristiques physiques homogènes. Ils offrent également des perspectives en termes de modélisation de la croissance et de l'architecture des systèmes racinaires.

Key words: root growth rate / Musa acuminata / apical diameter / soil porosity / root growth directions

Mots clés : vitesse de croissance des racines / Musa acuminata / diamètre apical / porosité du sol / trajectoire des racines

Correspondence and reprints: François Lecompte
    e-mail: lecompte@avignon.inra.fr

Communicated by Gérard Guyot (Avignon, France)

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