الجذور تحت الضغط: الباحثون يكشفون أسرار نمو الجذور!

الجذور تحت الضغط: الباحثون يكشفون أسرار نمو الجذور!

في أغسطس 2025، أطلق الباحثون في جامعة براونشفايغ التقنية، بالتعاون مع مركز الأبحاث يوليش (FZJ)، مشروعًا رائدًا متعدد التخصصات مخصصًا لنمو شبكات الجذر. تم إعادة زراعة أشجار الجراد الصغيرة (Robinia pseudoacacia) في مختبر التصوير بالرنين المغناطيسي المجهز خصيصًا في معهد الحياة وعلوم الأرض من أجل فحص العمليات المعقدة في ظل ظروف مختلفة. الهدف من الدراسة التجريبية هو تحسين فهم تفاعلات التربة النباتية وتأثيرات العوامل البيئية على نمو الجذور بشكل كبير tu-braunschweig.de.

يركز البحث بشكل خاص على كيفية تأثير فترات الجفاف على نمو الجذور والتربة المحيطة بها. في نهاية المطاف، تعتبر أنظمة الجذور حاسمة لامتصاص النباتات للماء، وتثبيتها في التربة وتخزين المياه في التربة. وتفحص الدراسة أيضًا أنواعًا مختلفة من الأشجار، مثل أشجار البلوط والحور، لتحديد مدى استجابتها للجفاف. ويهدف هذا إلى تحسين النماذج المستقبلية لنظام المياه الجذرية والتربة وتمكين التنبؤ بتفاعلات النبات في ظل الظروف البيئية المتغيرة.

الابتكارات التكنولوجية لمراقبة الجذر

تُستخدم تقنيات التصوير الحديثة، بما في ذلك التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) والتصوير المقطعي المحوسب (CT)، في الدراسة التجريبية. تتيح هذه التقنيات إظهار الجذور والتربة والماء والهواء. تُظهر بيانات التصوير رباعي الأبعاد التي تم الحصول عليها كجزء من المشروع تطور الجذور في أنواع مختلفة من التربة، في ظل الظروف العادية والجافة. جانب آخر من البحث هو تكوين عقيدات جذرية في نبات الروبينيا، والتي تدخل في تكافل مع الريزوبيا وبالتالي تجعل النيتروجين متاحًا للنبات.

توفر الأشعة المقطعية بالفعل رؤى حول نمو العقيدات وشبكة الجذور في التربة الرملية، في حين تعمل تقييمات التصوير بالرنين المغناطيسي على تحسين تصور الجذور المحتوية على الماء. تعد هذه الصورة الشاملة لتطور الجذور أمرًا بالغ الأهمية لفهم كيفية استجابة الأشجار للجفاف وما هي الاستراتيجيات التكيفية التي تستخدمها.

دور الميكروبات والزراعة المستدامة

تتأثر صحة ونمو النباتات أيضًا بشكل كبير بالكائنات الحية الدقيقة. تشير الدراسات إلى أن الاستخدام المستهدف للميكروبات في الزراعة لديه القدرة على التغلب على التحديات مثل انخفاض الإنتاج أو إجهاد التربة. أحد الأمثلة على ذلك هو مشروع Rhizo4Bio، الذي يتعامل مع بُعد انخفاض إنتاجية القمح. وقد وجد أن الزراعة الأحادية تقلل بشكل كبير من تنوع ميكروبيوم التربة، مما له آثار سلبية على المحاصيل، مثل bioekonomie.de ذكرت.

بالإضافة إلى ذلك، تم تسليط الضوء على أهمية الفطريات الميكوريزا، التي تعزز نمو الجذور. تتفاعل هذه الفطريات بشكل وثيق مع جذور النباتات وتساهم في توفير العناصر الغذائية. ويشكل أكثر من 80% من جميع النباتات البرية مركبات طبيعية تحتوي على هذه الميكروبات.

الأسمدة المستدامة ونظرة إلى المستقبل

تؤدي الزراعة المكثفة والاستخدام المفرط للأسمدة الفوسفاتية إلى مشاكل بيئية. يقوم المعهد النباتي التابع لمعهد كارلسروه للتكنولوجيا (KIT) بالبحث في الآليات الجزيئية لهذه التفاعلات تحت إشراف ناتاليا ريكينا. وتهدف النتائج إلى المساعدة في تعزيز النهج المستدامة في الزراعة وتعميق فهم دور الميكروبات، مثل kit.edu يظهر.

لن تؤدي النتائج المجمعة من المشاريع البحثية الحالية إلى توسيع معرفتنا بالتفاعل بين النباتات والميكروبات فحسب، بل ستوفر أيضًا أسسًا أساسية للممارسات المستدامة والأمن الغذائي في المستقبل.