Pflanzen, die eine verbesserte Stickstoffbindung ermöglichen, sind für die Zwecke einer effizienten globalen landwirtschaftlichen Produktion gefragt. Dathe et al. wenden funktional-strukturelle Modellierung an, um die Hypothese zu testen, dass Variationen in den Wachstumswinkeln von Maiswurzeln eine wichtige Determinante der Stickstoffaufnahme sind.

Simuliertes Maiswurzelsystem mit unterschiedlichen Verzweigungswinkeln
Simuliertes Maiswurzelsystem mit unterschiedlichen Verzweigungswinkeln nach 42 Tagen. Obere Reihe: sehr steil, steil, normal; untere Reihe: normal–sehr steil, flach–sehr steil, flach. Alle Einzelheiten in Dathe et al. (2016)

Sie fanden heraus, dass die Wurzelwachstumswinkel primäre Determinanten der Stickstoffaufnahme bei Mais sind. Bei abnehmendem Stickstoffgehalt im Boden führten optimale Winkel zu einer um 15–50 % höheren Stickstoffaufnahme über 42 Tage. Optimale Wurzelphänotypen für die Stickstoffaufnahme variieren mit unterschiedlichen Boden- und Niederschlagsregimen, was darauf hindeutet, dass die genetische Selektion für Wurzelphänotypen auf spezifische Umgebungen zugeschnitten werden könnte.