La concurrence pour les ressources du sol entre les plantes est essentielle pour déterminer la structure et la dynamique des écosystèmes terrestres. L'impact de la concurrence souterraine sur la croissance et la productivité des plantes est depuis longtemps un sujet important en écologie végétale et en agriculture. Les modèles théoriques des jeux prédisent que les plantes devraient surinvestir dans la croissance des racines en compétition pour les ressources du sol et s'engager moins dans la production de biomasse aérienne et les tissus reproducteurs.

Pour tester cette hypothèse, dans leur nouvelle étude publiée dans AoBP, Chen et al. ont mené deux expériences en serre sur la compétition racinaire intraspécifique chez deux espèces de cultures courantes, le soja (Glycine max) et tournesol (Helianthus). Les auteurs ont réalisé que pour estimer correctement l'étendue de la croissance des racines des plantes en réponse aux voisins indépendamment de la disponibilité des nutriments, ils devaient utiliser une configuration leur permettant de contrôler simultanément à la fois la concentration en nutriments et le volume du sol des plantes individuelles.

Illustration du plan expérimental pour (A) le traitement voisin, c'est-à-dire deux plantes dans un pot séparées par un filet en nylon de qualité alimentaire ; et (B) le traitement solitaire, c'est-à-dire deux plantes dans un pot séparées par un film plastique.

Dans leurs expériences, ils ont conçu une installation dans laquelle deux plantes ont été cultivées dans le même pot, avec soit un film plastique, soit un filet de nylon divisant leurs racines. Le maillage permettait à l'eau du sol, ainsi qu'aux ions nutritifs, de se déplacer entre les deux compartiments, tandis que le film plastique empêchait toute forme d'échange. Chaque expérience a été terminée et les plantes récoltées lorsque les graines étaient mûres et que la plupart des feuilles étaient devenues jaunes. Les plantes ont été séparées en racines, pousses végétatives et organes reproducteurs, puis séchées et pesées.

Contrairement à leur hypothèse, Chen et al. ont découvert que dans leurs expériences, les plants de soja poussaient des racines indépendamment de la concurrence souterraine, tandis que les plants de tournesol avaient en fait tendance à sous-investir dans la croissance des racines lorsqu'une plante voisine était présente. D'après leurs résultats, ils ont conclu que la surprolifération des racines induite par les voisins n'est pas une caractéristique omniprésente chez les plantes. Ils soulignent que la conception du diviseur de maille n'est probablement pas une configuration idéale pour tester de telles réponses, car la sensibilité des plantes à l'épuisement des nutriments induit par les voisins peut être largement réduite. Cependant, ils déclarent que "ce" désavantage "semble faire de cette conception une configuration prometteuse pour tester la communication chimique interplante dans les études de détection des voisins souterrains, dont les résultats sont souvent confondus par l'effet de la concurrence des éléments nutritifs".