Корени под натиск: Изследователите разкриват тайните на растежа на корените!

Корени под натиск: Изследователите разкриват тайните на растежа на корените!

През август 2025 г. изследователи от Техническия университет в Брауншвайг, в ​​сътрудничество с Изследователския център Юлих (FZJ), стартираха новаторски интердисциплинарен проект, посветен на растежа на кореновите мрежи. Малки скакалци (Robinia pseudoacacia) бяха презасадени в специално оборудвана лаборатория за ядрено-магнитен резонанс в Института по живот и геонауки, за да се изследват сложните процеси при различни условия. Целта на пилотното проучване е значително да подобри разбирането за взаимодействията растение-почва и ефектите на факторите на околната среда върху растежа на корените tu-braunschweig.de.

Изследването се фокусира особено върху това как сухите периоди влияят върху растежа на корените и околната почва. В крайна сметка кореновите системи са от решаващо значение за абсорбцията на вода от растенията, тяхното закрепване в почвата и съхранението на вода в почвата. Проучването също така изследва различни дървесни видове, като дъбове и тополи, за да определи количествено реакциите им на суша. Това има за цел да подобри бъдещите модели на системата корен-почва-вода и да даде възможност за прогнозиране на реакциите на растенията при променени условия на околната среда.

Технологични иновации за наблюдение на корените

За пилотното изследване се използват съвременни техники за образна диагностика, включително ядрено-магнитен резонанс (MRI) и компютърна томография (CT). Тези технологии позволяват да се направят видими корените, почвата, водата и въздухът. Данните от 4D изображения, получени като част от проекта, показват развитието на корените в различни типове почви, както при нормални, така и при сухи условия. Друг аспект на изследването е образуването на коренови нодули в робиниите, които влизат в симбиоза с ризобията и по този начин правят азот достъпен за растението.

CT сканирането вече дава представа за растежа на нодулите и кореновата мрежа в песъчливи почви, докато MRI оценките оптимизират визуализацията на корените, съдържащи вода. Тази цялостна картина на развитието на корените е от решаващо значение за разбирането как дърветата реагират на суша и какви адаптивни стратегии използват.

Ролята на микробите и устойчивото земеделие

Здравето и растежът на растенията също са силно повлияни от микроорганизмите. Проучванията показват, че целенасоченото използване на микроби в селското стопанство има потенциал за преодоляване на предизвикателства като намаляване на добива или умора на почвата. Един пример е проектът Rhizo4Bio, който се занимава с отдалечеността на намаляването на добива при пшеницата. Установено е, че монокултурите значително намаляват разнообразието на почвения микробиом, което има отрицателни ефекти върху добивите, като напр. bioekonomie.de докладвани.

Освен това се подчертава значението на микоризните гъби, които насърчават развитието на корените. Тези гъби взаимодействат тясно с корените на растенията и допринасят за доставката на хранителни вещества. Повече от 80 процента от всички сухоземни растения образуват естествени съединения с тези микроби.

Устойчиви торове и поглед в бъдещето

Интензивното земеделие и прекомерната употреба на фосфатни торове водят до екологични проблеми. Ботаническият институт на Технологичния институт в Карлсруе (KIT) изследва молекулярните механизми на тези взаимодействия под ръководството на Наталия Рекена. Резултатите са предназначени да помогнат за насърчаване на устойчиви подходи в селското стопанство и да задълбочат разбирането за ролята на микробите, като напр. kit.edu показва.

Комбинираните констатации от настоящите изследователски проекти не само ще разширят познанията ни за взаимодействието между растенията и микробите, но и ще осигурят фундаментални основи за устойчиви практики и продоволствена сигурност в бъдеще.