Variability in the root system of East African banana genotypes

Abstract

The banana (Musa spp.) root system is important for plant anchorage and the uptake of nutrients and water and thus, strongly influences plant growth and subsequent yields. Previous research studies on the Musa spp. root system have predominantly focused on high value export dessert bananas (AAA group) and plantains (AAB group). The study reported in this paper compared root system development of East African highland bananas (AAA-EA group) with other Musa groups. Two separate studies were conducted. One of the studies focused on variability in root system development of 25 Musa genotypes, including 10 East African highland bananas, while the other experiment assessed variability in root distribution for ‘Kibuzi' (AAA-EA, cooking banana), ‘Gonja' (AAB, plantain) and ‘Sukali Ndiizi' (AAB, dessert banana). Plants in the first study were completely excavated at 20 weeks after planting (WAP), while a sub-set of 5 East African highland bananas was also assessed at flower emergence. A 90° section of the root system was assessed for pre-flowering plants in the second trial. Significant positive correlations were found between shoot and root traits for the plants assessed at 20 WAP and at flower emergence. In addition, there was no significant genotypic effect on the shoot root ratio indicating that all genotypes had a similar partitioning of dry matter between the shoot and the root system. In contrast, at 20 WAP significant genotypic effects were observed on individual shoot and root traits. Soil depth and genotype significantly (P<0.001) affected root dry weight and cord root length of the pre-flowering plants. The largest root system was observed for the AAA-EA ‘Kibuzi', which also exhibited the most vigorous shoot and sucker (i.e., lateral shoot) growth again suggesting a strong shoot root relationship. Most roots were found in the upper 45 cm soil layer for all 3 genotypes. Horizontal distance from the plant x genotype had no significant effect on the root traits, indicating that all 3 genotypes had an evenly distributed root system up to 90 cm from the plant base.


Key Words: Dry matter partioning, genotypes, Musa spp., root distribution


RESUME


Le système des racines de banane (Musa spp) est important pour l'anchorage de plante et saisir vite les substances et l'eau et ainsi, les fortes influences de croissance de plante et les productions subséquentes. Les études de recherche antérieures sur le système des racines Musa spp. ont prédominemment focalisé sur l'export des bananes de dessert de haute valeur (groupe AAA) et plantains (groupe AAB). L'étude rapportée dans cet article a comparé le développement du système des racines des bananes de région de montagne de l'Afrique de l'est (groupe AAA-EA) avec les autres groupes Musa. Deux études séparées étaient conduites. Une des études a focalisé sur la variabilité dans le développement de systèmes des racines de 25 génotypes Musa, incluant 10 bananes de région de montagne de l'Afrique de l'est pendant que les autres expériences évaluées la variabilité dans la distribution des racines pour ‘Kibuzi' (banane de cuisson, AAA-EA), ‘Gonja' (plantain, AAB) et ‘Sukali Ndizi' (banane de dessert, AAB). Les plantes dans la première étude étaient complètement excavées à 20 semaines après plantation (WAP), pendant qu'un sous groupe de 5 bananes de région de montagne de l'Afrique de l'est était aussi évalué à l'émergence de la fleur. En plus. Il n'y avait pas d'effet génotypique significatif sur la proportion de racines de pousse indiquant que tous les génotypes avaient une partition similaire de matière sèche entre la pousse et le système de racines. Par contraste, à 20 WAP les effets génotypes significatifs étaient observés sur la pousse individuelle et les traits de racine. La profondeur du sol et le génotype ont significativement (P<0,0001) affecté le poids de racine sèche et la longueur de cordon de racine des plantes pré fleurit. Le plus large système de racines était observé pour le AAA-EA ‘Kibuzi', lequel a aussi exhibé la plus vigoureuse pousse et ventouse (c-a-d pousse latérale) de croissance suggérant encore une forte relation de racine de pousse. La majorité des racines était trouvée dans la couche supérieure de sol de 45 cm pour tous les trois génotypes. La distance horizontale de génotype x de plante n'avait pas d'effet significatif sur les traits de racine, indiquant que tous les trois génotypes avaient un système de racines uniformément distribué jusqu'à 90 cm à partir de la plante de base.


Mots Clés: partition de matière sèche, génotypes, Musa spp., distribution des racines


African Crop Science Journal Vol.12(1) 2004: 85-93