Naarmate het groeiseizoen vordert, je merkt misschien niet veel van wat er met planten onder de grond gebeurt. De meesten van ons letten op nieuwe scheuten, stengels, bladeren, en uiteindelijk de bloemen en het gewas dat we willen verbouwen. We zouden aan wortels kunnen denken als dat nodig is, maar oninteressant, onderdelen van het productieproces van gewassen.

Paul Hallett en zijn team zijn het daar niet mee eens. Ze richten zich op wat er in de bodem gebeurt met de wortels van de plant.

De bodemzone die de wortels van een plant omringt, wordt de rhizosfeer genoemd. Het is de combinatie van de Latijnse woorden voor 'wortel' en 'gebied'. En het is een drukke locatie voor belangrijke, maar verborgen productieprocessen voor gewassen.

In de rhizosfeer, planten maken een verscheidenheid aan chemische verbindingen die exsudaten worden genoemd. Hallett en collega-onderzoekers van de Universiteit van Aberdeen kijken naar de effecten die exsudaten hebben op de plant en de omliggende bodemgemeenschap. Hun unieke werk voert kleinschalige metingen uit nabij het oppervlak van de wortels. De eigenschappen kunnen hier heel anders zijn dan de rest van de bodem.

"Wortels scheiden continu chemicaliën af in de bodem als een manier om voedingsstoffen vrij te maken die vastzitten aan bodemdeeltjes, " zegt Hallett. Bij de menselijke spijsvertering, de maag scheidt maagsappen af ​​om voedsel te helpen breken; exsudaten zijn het plantenequivalent van maagsappen.

Hallett beschrijft de chemische samenstelling van exsudaten als "een echte cocktail of 'buffet' van middelen voor alles in de rhizosfeer." Naast het helpen van planten bij het verkrijgen van voedingsstoffen, exsudaten zijn voedselbronnen voor de microben die een belangrijk onderdeel vormen van het bodemmicrobioom.

Exudaten spelen ook een belangrijke rol bij het bijeenhouden van de bodem. Wortels en schimmels die in de grond leven, houden grotere klompen grond bij elkaar, maar exsudaten werken op microniveau. Zoals lijm, ze houden bodemdeeltjes bij elkaar in belangrijke mechanische netwerken. Bodemwetenschappers noemen deze bodemnetwerken aggregaten.

Terwijl de bindende effecten van wortels en schimmelnetwerken meestal langdurig zijn, De invloed van exsudaten op de bodem kan vluchtig zijn. "Wortelexsudaten blijven niet lang in hun oorspronkelijke vorm in de bodem, als ze worden geconsumeerd en getransformeerd door microben, ", zegt Hallett. Dit proces kan het exsudaat volledig vernietigen of zelfs betere verbindingen creëren voor het binden van gronddeeltjes.

"Exudaten van plantenwortels hebben een enorme impact op de vorming van aggregaten, ", zegt Hallett. "Ze doen dit op een aantal manieren, inclusief het optreden als lijm of het veranderen hoe snel de rhizosfeer nat wordt en droogt met regen en verdamping."

Het team van Hallett onderzocht de effecten van exsudaten op verschillende grondsoorten. Ze onderzochten omgevingen met een zandige leemtextuur versus een kleileemtextuur. Dit is belangrijk omdat chemische reacties tussen de exsudaten en bodemdeeltjes variëren met het bodemtype.

Ze onderzochten ook verschillende plantenexsudaten van gerst en maïs. Ze ontdekten dat de exsudaten van gerst de mate van binding van gronddeeltjes vergrootten, maar niet zoveel als maïs. Ze ontdekten ook dat, hoewel gerstexsudaten geen invloed hadden op de waterafstotendheid van de bodem, maïs exsudaten deden.

Onderzoek zoals dat van Hallett toont aan dat er tijdens het groeiseizoen en daarna delicate interacties zijn tussen elke plant en de omringende grond. Al deze interacties beïnvloeden de hoeveelheid water die door de bodem wordt opgevangen en door planten wordt opgenomen. De productie van exsudaten heeft ook invloed op hoe goed de planten essentiële voedingsstoffen uit de grond kunnen halen, en tast zelfs de bodem in de rhizosfeer aan.

Toekomstig onderzoek voor het team van Hallett zal onder meer kijken naar de productie van exsudaat langs de wortels van planten. Ze kijken ook naar de leeftijd van de wortels, en of jongere wortels exsudaten produceren met verschillende bodemvasthoudende en waterabsorberende eigenschappen.