5.5Summary: Synthesizing What We Know and Predict into a Conceptual Mo的简体中文翻译

5.5Summary: Synthesizing What We Kn

5.5Summary: Synthesizing What We Know and Predict into a Conceptual Model of HeatEffects on Roots and Plant---Soil LinksUsing the available literature observations and our own data from the studiesdiscussed here, we have developed a tentative model of how acute heating affectsroots, plant–soil links, and shoot–root interactions (Figure 5.4). We hypothesizethat the mechanisms underlying heating effects differ for moderate versus severe temperature increases or stress. For moderate heating, effects are predicted to bedriven primarily by heat-induced increases in plant water use, which stimulate rootgrowth and allocation of plant C to roots, rather than heat-related damage (i.e., byindirect effects). In contrast, under severe heating, significant cell damage occurs toboth roots and shoots, and this leads to decreases in transfer of shoot C to roots anddeath of fine-roots, a decrease in water uptake capacity and transpirational cooling,and increases in leaf temperature and damage. In both cases, heating effectsshould have an impact on soil resources utilized by microbes (water, and plant Cand N), and thus, should have effects on soil microbes and subsequent soil nutrientlevels. Implicit in this model is the prediction that, under a given level of heating,heat-sensitive and -tolerant species should differ in the extent and often themechanism of heat effects. Heat-induced changes in soil water, root mass, plant Closs to soil, microbial activity, and so on, should then have predictable effects on theperformance of plants after heating and on the rate of recovery from heating. Ifheat effects on roots and plant–soil links are indeed mediated by effects on waterflux from soil to plant to air and C flux from shoots to roots and roots to soil, then itfollows that drought and atmospheric CO2 levels should strongly influence the effects of heating. Finally, preheating growth temperature should have a strongbearing on heat effects (e.g., by causing severe stress at supra-optimal preheatgrowth temperatures versus moderate stress at optimal growth temperatures forthe same absolute increase in temperature during heating).In closing, we emphasize that there are several important knowledge gapsregarding our understanding of root responses to heat stress, including a limitedunderstanding of: (i) root responses to acute, compared to chronic, heat stress, (ii)interactive effects of heat stress with other aspects of global environmental change(especially drought) on roots, (iii) recovery of roots from heat stress, (iv)mechanisms underlying heat effects on root nutrient relations, and (v) heat effectson fine roots and root water status. Further, we suggest that future studiesemphasize investigations with intact plants (rather than detached roots) and thatplants experience realistic heat treatments (shoot and root heating, shoot-heatingonly, or root-heating, as appropriate to the research question), since plant and rootresponses to heat stress may vary with method of heating and intact plants oftenrespond differently than detached roots.
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5.5 <br>摘要:合成我们所知道的,并预测到热的概念模型,<br>对根和植物---土壤链接<br>使用现有文献的意见和我们自己从研究的数据<br>在这里讨论,我们已经制定了如何急性发热暂定模型影响<br>根,植物土壤链接,并拍摄根相互作用(图5.4)。我们假设<br>该基础加热作用的机制为中度严重与温度升高或压力不同。对于适度加热,影响被预测为<br>通过在植物水分利用热诱导的增加,这刺激根主要驱动<br>(植物的C生长和分配到根,而不是热相关的损坏,即,由<br>间接影响)。与此相反,严重加热下,显著细胞损伤发生<br>根和芽,并且这导致了在拍摄的C转移到根和降低<br>细根,在水吸收量和蒸腾冷却减少的死亡,<br>并在叶增加温度和损坏。在这两种情况下,加热的效果<br>应该对由微生物(水,和植物Ç利用土壤资源的影响<br>和N),并且因此,应该对土壤微生物和随后的土壤养分效应<br>的水平。隐含在这个模型是,加热的给定水平下,预测<br>热敏感和-tolerant物种应当在的程度和经常的不同<br>的热效应机制。土壤水热引起的变化,根群,植物Ç<br>损失土壤,微生物的活动,等等,那么应该对预见的影响<br>加热后从加热回收率植物的性能。如果<br>在根和植物-土壤链接热效应是通过对水确实介导<br>通量从土壤中植物对空气和C从芽根系和根土壤流量,那么它<br>遵循干旱和大气中的二氧化碳水平应强烈影响效果的加热。最后,预热生长温度应具有较强<br>上热效应轴承(例如,通过在超最佳预热引起严重的应力<br>在最佳生长温度的生长温度与适度应力<br>加热时的温度相同的绝对增加)。<br>最后,我们强调的是,有几个重要的知识差距<br>对我们的根响应了解热应激,包括有限<br>的认识:(一)根系对急性,相对于慢性,热应激,(II)<br>的热量相互影响压力与全球环境变化等方面<br>对基层(尤其是干旱),(iii)由热应激根的恢复,(四)<br>标的根营养关系的热效应机制,以及(v)热效应<br>在细根和根水状态。此外,我们认为,未来的研究<br>强调与完整的植物(而不是分离根)调查和<br>植物体验逼真的热处理(芽和根加热,拍加热<br>止,或根加热,根据与所研究的问题),因为植物和根<br>响应热应力可与加热和完整植物的方法而变化往往<br>响应比脱离根不同。
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5.5<br>综述:将我们所知道的和预测的内容综合到热的概念模型中<br>对根和植物的影响---土壤链接<br>使用现有的文献观察和我们自己的数据从研究<br>这里讨论,我们已经开发了一个初步模型,急性加热如何影响<br>根部、植物-土壤链接和芽-根相互作用(图5.4)。我们假设<br>中度和重度温度升高或应力的加热效应机制不同。对于中等加热,预计效果为<br>主要由植物用水的热引起的增加所驱动,这刺激了根部<br>植物C的生长和分配到根部,而不是与热有关的损害(即,通过<br>间接效应)。相反,在剧烈加热下,细胞会受到严重的损伤。<br>根和芽,这导致减少在转移芽C到根和<br>细根死亡,取水能力下降和透水冷却,<br>叶温和损伤增加。在这两种情况下,加热效果<br>应对微生物(水和植物 C)利用的土壤资源产生影响<br>和N),因此,应该对土壤微生物和随后的土壤养分有影响<br>水平。此模型中隐含的预测是,在给定的加热水平下,<br>热敏和耐热物种应不同程度地和经常<br>热效应机制。土壤水、根体、植物C的热引起变化<br>土壤损失、微生物活性等,应对<br>加热后植物的性能和从加热中回收的速度。如果<br>对根系和植物-土壤联系的热效应确实由对水的影响来调节<br>从土壤到植物到空气的通量和从芽到根和根到土壤的C通量,然后它<br>干旱和大气二氧化碳水平应严重影响供暖的影响。最后,预热生长温度应具有较强的<br>影响热效应(例如,通过在超优预热时造成严重应力<br>生长温度与中等压力,在最佳生长温度下<br>加热时温度的绝对升高)。<br>最后,我们强调存在几个重要的知识差距<br>关于我们对热应力的根反应的理解,包括有限的<br>理解:(一) 急性根反应,与慢性热应激相比,(二)<br>热应力与全球环境变化其他方面的交互效应<br>(特别是干旱)根部,(三)从热应力中恢复根部,(四)<br>根营养关系热效应的深层机制,以及(v)热效应<br>精细根部和根水状态。此外,我们建议未来的研究<br>强调与完整植物(而不是分离的根)的调查,并说<br>植物体验逼真的热处理(芽和根加热,芽加热<br>仅,或根加热,适合研究问题),因为植物和根<br>热应力的反应可能因加热方法和完整植物而变化<br>响应方式不同于分离的根。
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5.5条<br>小结:把我们所知道和预测的综合成一个热的概念模型<br>对根和植物的影响-土壤连接<br>利用现有的文献观察和我们自己的研究数据<br>在这里讨论,我们已经发展了一个关于急性加热如何影响的初步模型<br>根、植物-土壤连接和地-根交互作用(图5.4)。我们假设<br>对于中、重度的温度升高或压力,加热效应的机制是不同的。对于中度加热,预计影响为<br>主要由热引起的植物水分利用的增加所驱动,这种增加刺激了根系<br>植物C在根部的生长和分配,而不是与热有关的损害(即<br>间接影响)。相反,在严重的加热条件下,细胞会发生明显的损伤<br>根和芽,这导致茎C向根和<br>细根死亡,吸水能力下降和呼吸冷却,<br>叶片温度升高和损伤。在这两种情况下,加热效应<br>应该对微生物(水和植物C)利用的土壤资源产生影响<br>因此,应该对土壤微生物和随后的土壤养分产生影响<br>水平。该模型隐含的预测是,在给定的加热水平下,<br>热敏性和耐热性物种应在程度上有所不同,通常<br>热效应机理。土壤水分、根质量、植物C的热致变化<br>土壤流失、微生物活动等,对<br>植物供暖后的表现及对供暖回收率的影响。如果<br>对根和植物的热影响-土壤连接确实是由对水的影响介导的<br>从土壤到植物再到空气的通量和从枝到根和根到土壤的碳通量,然后<br>因此,干旱和大气中的二氧化碳水平应强烈影响供暖的效果。最后,预热生长温度应具有很强的<br>对热效应的影响(例如,在超最佳预热时引起严重的应力<br>最佳生长温度下的生长温度与中等应力<br>加热过程中温度的绝对升高)。<br>最后,我们强调有几个重要的知识差距<br>关于我们对热胁迫下根系反应的理解,包括<br>了解:(i)与慢性热应激相比,急性热应激时的根系反应,(ii)<br>热应力与全球环境变化其他方面的相互作用<br>(特别是干旱)在根上,(iii)从热胁迫中恢复根,(iv)<br>热效应对根系养分关系的影响机理及热效应<br>细根和根系水分状况。此外,我们建议未来的研究<br>强调用完整的植物(而不是分离的根)进行调查<br>植物经历真实的热处理(茎和根加热,茎加热<br>仅,或根加热,视研究问题而定),因为植物和根<br>对热胁迫的反应可能因加热方法的不同而不同,而完整的植物通常<br>反应不同于分离的根。<br>
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