نسبت ساقه-ریشه

هم‌بستگى رشد بين اجزاء تشکيل‌دهندهٔ گياهان باعث مى‌‌شود که آنها شکل مخصوص به‌خود را کسب نمايند. اجراء تشکيل‌دهنده داراى شکل مشخصى هستند که در زمان و مکان قابل تکرار مى‌باشند. به‌طورکلى يک محيط مناسب مى‌تواند رشد را افزايش دهد ولى شکل‌هندسى گياه و اجزاء آن نسبتاً ثابت است.

آلومترى (Allometry)

روابط بين سرعت رشد اجزاء منفرد يک عضو يا يک موجود آلومترى خوانده مى‌شود. نسبت بين دو متغير (X و Y)، را مى‌توان به‌صورت Y = bx k بيان نمود که در آن x و y متغيرهاى فيزيکى b و K ثابت‌هاى معادله، که K ضريب ثابت آلومتريک مى‌باشد. مقدار K مى‌‌تواند از معادلهٔ log y = log b + Klog x محاسبه شود. اين عمل ممکن است از طريق ترسيم y نسبت به x روى مقياس لگاريتمى دوطرفه به‌‌دست آيد که حاصل آن خط مستقيمى است که شيب آن خط مساوى k مى‌باشد. همچنين ممکن است با تجزيه تحليل رگرسيون خطى داده‌هاى موجود براى x و y نيز محاسبه شود. اگر طول يا پهناى عضوى مثل برگ در نسبت ثابتى بزرگ شود، شيب خط رگرسيون (ضريب آلومترى يا K) يک مى‌شود يعنى سرعت‌هاى رشد دو متغير به‌طور کامل همبستگى دارند. هامود نشان داد که آلومترى شکل معمولى و بيضوى برگ پنبه عمدتاً وراثتى بوده و به‌وسيلهٔ يک ژن ساده کنترل مى‌شود. ضرايب آلومترى بين قسمت‌هاى هوائى و ريشه‌ها براساس وزن خشک آنها است نه قطر آنها، معمولاً K در اين قسمت‌ها کمتر است. شاخص برداشت (Harvest index HI)،(نسبت وزن دانه به وزن کل گياه) ضريب آلومترى نسبتاً بالائى داشته و متغير ثابتى در زمان و مکان مى‌باشد. اگرچه آلومترى معمولاً با پارامترهاى فيزيکى گياه سر و کار دارد ولى منطقاً هم‌بستگى پديده‌هاى فيزيولوژيکى را به‌دنبال خواهد داشت. محاسبات آلومترى همبستگى‌هاى متفاوت، مى‌تواند تخمين‌هاى مناسبى را به‌دست بدهند، ولى از طريق رياضى مى‌توان نشان داد که آنها دقيق نيستند.

نسبت ساقه-ريشه

آلومترى رشد قسمت هوائى به ريشه معمولاً به‌صورت نسبت ساقه-ريشه (S-R)، بيان مى‌شود. اين تعريف فيزيولوژيک دارد، زيرا نسبت فوق مى‌تواند نمايانگر نوعى از تحمل به تنش خشکى باشد. اگرچه نسبت S-R تحت کنترل ژنتيکى است ولى به‌طور شديدى تحت تأثير محيط هم مى‌باشد. موراتا نشان داد که کود ازت تأثير بارزى روى نسبت S-R در برنج داشته است (جدول توزيع وزن خشک و C۱۴ بين شاخه و ريشه در محصول برنج که سه سطح کمبود ازته دريافت نموده است).

رژيم ازت زياد تقريباً ۹۰% مواد فتوسنتزى به ساقه اختصاص مى‌يابد، حال آنکه در شرايط کمبود ازت فقط ۵۰% مواد فتوسنتزى به ساقه اختصاص مى‌يابد. رشد ساقهٔ جديد که توسط کود ازته تحريک شده است نسبت به ريشه‌ها، مخزن (مصرف‌کننده) قوى‌ترى براى مواد فتوسنتزى مى‌باشند.

کمبود آب رشد هر دو قسمت (هوائى و ريشه) را کاهش مى‌دهد. ولى اثر نسبى زيادترى روى قسمت هوائى مى‌گذارد. آن‌طورى که نسبت‌هاى S-R نشان مى‌دهد وقتى ازت و آب فراوان باشد براى رشد قسمت هوائى مطلوب‌تر است ولى براى رشد ريشه‌ها وقتى اين عامل محدود باشد، مطلوب‌تر است. ريشه‌ها اولين دسترسى را به آب، ازت و ديگر عوامل خاکى دارند. قسمت‌هاى هوائى اولين دسترسى را به نور، CO۲ يا عوامل اقليمى دارند.

جدول توزيع وزن خشک و ۱۴ C بين شاخه و ريشه در محصول برنج که سه سطح کمبود ازته دريافت نموده است.

	ازت اضافه شده (گرم/گياه)			اجزاء و قسمت‌هاى گياه الف			وزن خشک (گرم/گياه)			۱۴ C بعد از ۴ روز (%) ب
	صفر (کم)			ساقه			۱/۸۶			۵۹
				ريشه			۰/۷۶			۴۱
				نسبت ساقه-ريشه (۴۵/۲)
				جمع			۲/۶۲
	۳ (متوسط)			ساقه			۷/۴۱			۸۶
				ريشه			۲/۱۱			۱۵
				نسبت ساقه-ريشه (۱/۳۵)
				جمع			۹/۲۵
	۶ (زياد)			ساقه			۸/۴۰			۸۹
				ريشه			۲/۳۳			۱۱
				نسبت ساقه-ريشه (۶۰/۳)
				جمع			۱۰/۳۷

مأخذ: موراتا (۱۹۶۹)

۱. مقصود از شاخه قسمت هوائى گياه و مقصود از ريشه قسمت‌هاى زيرزمين مى‌باشد.

۲. ^۱۴ CO۲ مصرف شده مساوى ۵۰ ميکروکورى در هر گياه براى مدت يک ساعت در زمانى‌که گياه حداکثر تعداد پنجه را دارد. شمارش ^۱۴ C به‌صورت تعداد در دقيقه در هر گياه ×۱۰^۳ پس از ۴ ساعت مصرف ^۱۴ CO۲ مى‌باشد.