Une nouvelle technologie pourrait faciliter la sélection sélective de plantes cultivées dotées d’un système racinaire meilleur et plus profond. Ce processus non destructif implique une inspection rapide des feuilles de la plante pour voir à quelle profondeur ses racines sont enfoncées dans le sol.
Les plantes à racines profondes sont plus tolérantes à la sécheresse que les plantes à racines superficielles, car leurs longues racines peuvent accéder à la nappe phréatique, contrairement aux racines courtes. Les plantes à racines profondes absorbent également mieux les nutriments tels que l’azote, qui ont tendance à pénétrer plus profondément dans le sol avec la pluie ou l’eau d’irrigation.
Un autre avantage de la réduction des émissions de gaz à effet de serre est que plus les racines d'une plante s'enfoncent profondément, plus le dioxyde de carbone atmosphérique qu'elle capte reste emprisonné dans le sol. En effet, le dioxyde de carbone est absorbé par les feuilles et transporté jusqu'aux racines.
Pour ces raisons et d’autres encore, les phytologues ont travaillé dur pour créer de nouvelles variétés de cultures dotées d’un système racinaire plus profond.
Actuellement, la méthode standard pour vérifier la longueur des racines consiste à déterrer plusieurs plantes dans une parcelle test et à mesurer leur système racinaire avec un ruban à mesurer. Non seulement ce processus était long et laborieux, mais les racines de ces plantes n’ont pas pu être mesurées à nouveau plus tard dans l’étude car elles ne seraient pas replantées.
C'est l'origine de LEADER. LEADER est l'abréviation de « LeafElementAccumulationfromDEepRoot », une méthode de mesure des racines créée par le professeur Jonathan Lynch et ses collègues de la Pennsylvania State University.
La technologie est basée sur l’idée que sur une terre agricole donnée, différents minéraux et autres éléments sont présents à différentes profondeurs du sol. Au fur et à mesure que les racines de la plante poussent dans le sol, elles absorbent ces éléments et les transportent avec elles jusqu'aux feuilles.
Ainsi, en regardant quels éléments du sol se trouvent dans les feuilles, vous pouvez déterminer jusqu’où le système racinaire s’est développé. Bien entendu, il faut d’abord savoir quels éléments se trouvent à quelle profondeur, ce qui peut être déterminé en collectant et en analysant les premières carottes de sol du champ en question.
Pour l'étude, l'équipe de Lynch a cultivé 30 souches de maïs génétiquement distinctes sur quatre sites à travers les États-Unis et a testé le sol et les feuilles de ces sites sur une période de six ans. L'analyse des feuilles a été réalisée sur le terrain à l'aide d'un spectrophotomètre portatif à fluorescence X. Pour les plantes dont les racines mesurent 30 cm (1 pi) ou plus, la précision de LEADER est comparable aux techniques traditionnelles de mesure des racines.
Néanmoins, dans certaines parcelles expérimentales, il peut ne pas y avoir de limites claires entre différents éléments naturels à différentes profondeurs du sol. Dans ce cas, des « éléments traceurs » comme le strontium peuvent être enfouis dans le sol à une profondeur connue avant la plantation de la culture. Une fois que le strontium commence à apparaître dans les feuilles, les phytologues savent que les racines ont atteint cette profondeur.
Il est important de noter que même si le maïs a été utilisé dans l’étude, LEADER devrait travailler sur tous les types de plantes.
"Pour créer une culture avec des racines plus profondes, vous devez examiner des milliers de plantes. Les déterrer est coûteux et prend du temps car certaines racines ont deux mètres de profondeur ou plus", a déclaré Lynch. "Tout le monde veut des cultures à racines profondes, mais jusqu'à présent, nous ne savions pas comment les obtenir."
Un article sur cette recherche a été récemment publié dans la revue Crop Science.