Zagęszczenie gleby staje się coraz większym problemem. Ciężkie maszyny rolnicze ugniatają glebę, a wielu regionach problem pogłębia panująca susza rolnicza.
Okazuje się jednak, że problem ten może zostać rozwiązany, nawet przez same rośliny.
- Wiadomo już, że gdy gleba staje się gęsta i trudna do penetracji, rośliny mogą zareagować, zagęszczając korzenie. Do tej pory jednak nie było jasne, jak sobie z tym radzą, poza faktem, że hormon roślinny etylen odgrywa w tym kluczową rolę.
Jak rośliny „uczą się” radzić sobie w twardej glebie
Naukowcy z Uniwersytetu Kopenhaskiego, Uniwersytetu Jiao Tong w Szanghaju, Uniwersytetu w Nottingham i partnerzy złożyli w całość mechanizm działania roślin. Wyniki ich badań zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie „Nature”..
- Ponieważ teraz rozumiemy, w jaki sposób rośliny „dostrajają” swoje korzenie, gdy napotykają na zbitą glebę, możemy je przygotować, aby robiły to skuteczniej - mówi Staffan Persson, profesor Uniwersytetu Kopenhaskiego i starszy autor badania, jak czytamy na stronie eurekalert.
Zespół naukowców podczas badania odkrył, że gdy gleba jest zbita, a hormon roślinny - etylen gromadzi się wokół korzenia, aktywowany zostaje gen o nazwie OsARF1 . Gen ten zmniejsza produkcję celulozy w niektórych komórkach korzenia,co sprawia, że środkowa warstwa korzenia staje się cieńsza, bardziej miękka i elastyczna, co z kolei pozwala komórkom pęcznieć, a korzeniowi się rozszerzać. Jednocześnie zewnętrzna warstwa korzenia (naskórek) staje się grubsza i sztywniejsza.
Zobacz także: Mineralna czy organiczna – jak ustalić rodzaj gleby?
- Innymi słowy, korzeń zmienia swoją strukturę zgodnie z podstawową zasadą inżynierii: im większa średnica rury i im mocniejsza jej ścianka zewnętrzna, tym bardziej jest ona odporna na wyboczenie, gdy zostanie wciśnięta w zwarty materiał - wyjaśnia Bipin Pandey, starszy autor i profesor nadzwyczajny na Uniwersytecie w Nottingham.
Nowa wiedza dla rolników: jak wzmocnić korzenie roślin w zbitej glebie
Badanie grupy naukowców, ujawniło również, w jaki sposób można wzmocnić ten mechanizm.
- Nasze wyniki pokazują, że poprzez zwiększenie poziomu specyficznego białka – czynnika transkrypcyjnego – korzeń staje się lepiej w stanie penetrować zwartą glebę. Dzięki tej nowej wiedzy możemy rozpocząć przeprojektowywanie architektury korzeni, aby skuteczniej radzić sobie z zwartą glebą. Otwiera to nowe możliwości w hodowli roślin uprawnych – mówi główny autor, Jiao Zhang, doktorant na Uniwersytecie Jiao Tong w Szanghaju.
Chociaż eksperymenty przeprowadzono na ryżu, naukowcy uważają, że mechanizm ten występuje powszechnie u wszystkich gatunków roślin.
Badanie jest efektem współpracy naukowców z Chin, Wielkiej Brytanii, Japonii, Argentyny i Danii, wykorzystujących eksperymenty laboratoryjne, analizy genetyczne i zaawansowaną mikroskopię.
Patrycja Bernat
Fot: Jacek Daleszyński
